天然氣地下儲存比石油儲存更加受到天然氣主要消費國的重視,天然氣地下儲存作為一門工業(yè)技術(shù)發(fā)展已相當(dāng)完善、成熟。國外第一座地下儲氣庫建于1915年,至今已有八十多年的歷史,這一技術(shù)在20世紀80年代以來發(fā)展較快。據(jù)統(tǒng)計,世界已有各類地下儲氣庫602座,總有效工作量達3003.5×109m3,儲氣能力相當(dāng)于總耗氣量的11%。國外一般大型輸配氣系統(tǒng)都建有一定的儲備能力,一般儲備系統(tǒng)為11%~15%。美國儲存氣占年銷售氣量的20%以上,地下儲氣庫供氣量占所有調(diào)峰方式供氣量80%以上。這說明建設(shè)一定規(guī)模地下儲氣庫是其他方式難以取代的。利用枯竭油氣田、地下含水層、含鹽層或廢棄礦井建造地下儲氣庫,是20世紀燃氣工業(yè)的一項主要技術(shù)成就。據(jù)統(tǒng)計,全世界共建成地下儲氣庫602多座,其中77.7%是由枯竭油氣藏改造而成,12.5%為含水層,9.8%為鹽巖層。就歐洲而言,1999年20%的商品氣來自地下儲氣庫。全世界儲氣庫主要集中在美國、加拿大、德國、前蘇聯(lián)。其中美國已建成各類儲氣庫410座,其中利用枯竭油氣藏350座,含水層40多座,是世界上使用儲氣庫最多的國家。各國儲氣庫的大小取決于該國的能源狀況、供氣情況和產(chǎn)氣區(qū)與消費市場的供求關(guān)系以及能供建庫的構(gòu)造條件等因素。隨著世界天然氣需求量的迅速增加,地下儲氣庫也將大力發(fā)展,預(yù)測2010年世界將需要大約160×109~200×109m3左右新的工作氣能力。國外地下儲氣庫的發(fā)展的趨勢之一是戰(zhàn)略儲備向大型化發(fā)展,目前世界上最大的枯竭氣藏儲氣庫的庫容達到400×108m3,工作氣量達到,200×108m3;最大的含水層儲氣庫庫容達到200×1008m3,工作氣量達到90×1008m3;這類大型儲氣庫可以作為戰(zhàn)略儲備,氣庫儲氣量大,調(diào)峰能力強,但建設(shè)周期長,一次性投資大,總體經(jīng)濟效益好。趨勢之二是民用庫向靈活性大、周轉(zhuǎn)率較高的小型氣庫發(fā)展,如鹽穴或礦穴儲氣庫在不斷地增加,這種氣庫生產(chǎn)能力及調(diào)峰能力強,見效快,多個氣庫“聯(lián)網(wǎng)”也是一種發(fā)展方式,使氣庫聯(lián)成一片,統(tǒng)一調(diào)度,統(tǒng)一控制,如美國70%以上的儲氣庫庫容在0.028×108~2.83×108m3(1×108~100×108ft3),既有很大的庫容量,又有很大的靈活性。
3、國內(nèi)油氣地下儲備現(xiàn)狀
3.1、中國石油地下儲備現(xiàn)狀
中國于1977年在山東青島設(shè)計建造了第一座總庫容為15×104m3的原油地下洞庫。該地下油庫由2個洞室組成,其容量分別為5×104m3和10×104m3。80年代,我國又在浙江象山建成了第一座地下成品油庫,但容積僅為4000m3。由于黃島洞庫的單洞室容積較小,進油時的呼吸損耗較大,建設(shè)投資高于地上儲罐,加之大型浮項罐的廣泛應(yīng)用,因此,地下洞庫技術(shù)在我國沒有得到進一步的應(yīng)用和發(fā)展。直到20世紀末,隨著我國大量進口LPG,地下洞庫才在我國東南沿海地區(qū)開始重新得到應(yīng)用,在汕頭和寧波建成了2座地下LPG洞庫,每座洞庫的儲量都超過20×104m3。
3.2、中國天然氣地下儲備現(xiàn)狀
中國的地下儲氣庫起步較晚,20世紀70年代在大慶油田曾經(jīng)進行過利用氣藏建設(shè)氣庫的嘗試,真正開始研究地下儲氣庫是在90年代初,隨著陜甘寧大氣田的發(fā)現(xiàn)和陜京天然氣輸氣管線的建設(shè),才開始研究建設(shè)地下儲氣庫以確保北京和天津兩大城市的安全供氣。到目前為止,為保證北京和天津兩大城市的調(diào)峰供氣,在天津市附近的大港油田利用枯竭凝析氣藏建成了4個地下儲氣庫,即大張坨地下儲氣庫和板876地下儲氣庫、板中北儲氣庫、板中南儲氣庫,這幾個儲氣庫總的調(diào)峰氣量為8.0×108m3,即每年通過這2個儲氣庫儲存和采出20×108m3的天然氣來平衡京津地區(qū)用氣變化。由于北京用氣市場變化劇烈,冬天用氣量是夏天用量的7~10倍,這幾個儲氣庫已經(jīng)接近滿負荷運行,隨著京津地區(qū)用氣量的不斷擴大,需要建設(shè)新的儲氣庫來保證調(diào)峰需要,目前第五、第六儲氣庫及華北儲氣庫群已經(jīng)開始著手建設(shè)。
為確?!拔鳉鈻|輸”工程的實施,保證“西氣東輸”管線沿線和下游長江三角洲地區(qū)用戶的正常用氣,現(xiàn)在長江三角洲地區(qū)選擇了江蘇省金壇鹽礦和江蘇省劉莊建設(shè)地下儲氣庫,設(shè)計總的調(diào)峰氣量為20×108m3,地下儲氣庫將于2006年后陸續(xù)投入使用。同時為配合川渝天然氣東輸“兩湖”地區(qū),還將在長江中游地區(qū)建設(shè)地下儲氣庫,以確保該地區(qū)的安全供氣。從近幾年的儲氣庫對確保京津地區(qū)的安全供氣所發(fā)揮的作用來看,儲氣庫已經(jīng)作為天然氣消費和輸送過程中不可缺少的重要組成部分。
4、加大地下儲備庫技術(shù)研發(fā)力度,保障油氣安全供給
國內(nèi)油氣儲存技術(shù)存在著巨大的發(fā)展前景。從石油地下儲存來看,根據(jù)歐美等主要石油進口石油儲存的經(jīng)驗來看,石油儲備達到國內(nèi)90~120d的石油消費量。根據(jù)預(yù)測,中國石油消費量到2020年將會達到4.5×108t以上,其中60%左右需要依賴進口,按照這樣的消費量計算,中國的需要建立的石油儲備儲備量應(yīng)該在6000×104~8000×104t之間,假設(shè)其中50%采用地下儲存的方式,地下儲存量將達到300×104~400×104t。面對如此巨大的需求,必須加大地下石油儲備技術(shù)的發(fā)展,推動中國石油地下儲備庫的建設(shè)。
同樣,對天然氣來說,根據(jù)需求預(yù)測,到2020年,中國天然氣消費量將會達到2000×108m3以上,其中40%需要依賴進口。根據(jù)世界各國天然氣利用較為成熟的國家的經(jīng)驗,僅調(diào)峰用氣的儲備量需要達到300×108~400×108m3,如果加上部分戰(zhàn)略儲備,總的天然氣儲備工作氣量需要將達500×108~600×108m3。因此,在未來15年內(nèi),國內(nèi)針對天然氣儲存同樣存在巨大的市場需要。
由于中國油氣地下儲備有巨大的需求,而中國油氣地下儲備建設(shè)才剛剛起步,還有許多的技術(shù)問題需要深入的研究,包括油氣地下儲存地質(zhì)條件,油氣地下封存技術(shù)、油氣儲庫開采關(guān)鍵技術(shù)等,油氣地下儲存技術(shù)涉及到地質(zhì)力學(xué)、巖土力學(xué)、工程力學(xué)、油氣開采、油氣儲運等多個學(xué)科,通過對油氣地下儲存技術(shù)的探討,有利于促進中國油氣儲存技術(shù)的發(fā)展,引起對油氣地下儲存工作的重視,從而加速推動油氣儲備庫的建設(shè)。
綜合以上幾方面因素,建議我國盡快普查全國適合油氣地下儲備的地區(qū),加深研究,開展地下石油儲備庫建設(shè)的論證,爭取在今后十年內(nèi)完善我國的石油儲備體系,保障國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。
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