储气库概念设计及压缩机选型技术方案(定稿)

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能源储存技术项目介绍应用压缩空气储能技术的方案

能源储存技术项目介绍应用压缩空气储能技术的方案

能源储存技术项目介绍应用压缩空气储能技术的方案能源储存技术项目介绍:应用压缩空气储能技术的方案引言:随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,寻找可再生能源储存技术变得尤为重要。

而压缩空气储能技术(Compressed Air Energy Storage,简称CAES)作为一种高效可靠的解决方案,正在逐渐崭露头角。

本文将介绍CAES技术的原理、优势以及其在能源储存方面的应用方案,并探讨其未来的发展前景。

一、CAES技术的原理和运行方式CAES技术利用电力过剩时将空气压缩储存在地下储气库中,供之后的电能需求时释放压缩空气,通过膨胀机转换为机械能,再通过发电机转化为电能。

其主要包括以下几个关键步骤:1.1 空气压缩阶段在能源供给充足的情况下,压缩机将大气中的空气进行压缩,将其储存到地下储气库中。

这一阶段主要消耗电能,可以利用可再生能源如风能或太阳能进行压缩,达到储存能源的目的。

1.2 储气库及储气体选择地下储气库是CAES系统重要的组成部分,其可以选择油气储集层或者地下腐蚀岩溶储层,以满足空气储存的需求。

同时,选择合适的储气体也是关键,一般选用高压空气或多组分气体(如氮气和氧气的混合物)。

1.3 发电阶段在能源需求高峰时,储气库中的压缩空气被释放出来,通过膨胀机将机械能转化为电能,供电网使用。

此时,发电机即起到了储存能量的作用,也能通过燃烧天然气等方式提高系统的燃料使用效率。

二、CAES技术的优势CAES技术在能源储存领域具有以下优势:2.1 高效环保CAES系统能够利用可再生能源进行压缩空气储存,如利用太阳能或风能等可以消耗零燃料的能源。

同时,其能够在能源需求高峰期释放压缩空气来发电,有效应对能源供给问题,降低对化石燃料的依赖。

2.2 长周期运行相比于其他能源储存技术,CAES系统具有较长的运行周期。

储气库内的压缩空气可以长时间储存,其膨胀机和发电机的寿命也比较长,具有良好的经济可行性。

2.3 灵活性CAES系统能快速响应电网需求,从而提供快速且可靠的调节能力,以应对电力系统瞬间负荷变化的挑战。

最新储气库概念设计及压缩机选型技术方案

最新储气库概念设计及压缩机选型技术方案

储气库概念设计及压缩机选型技术方案呼图壁储气库概念设计及压缩机选型技术方案中国石油新疆油田分公司2010年4月编写单位:新疆油田公司勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院廊坊分院新疆油田公司采油工艺研究院中国石油工程设计公司新疆设计院编写人:王彬杨作明庞晶闫利恒王皆明郑雅丽胥洪成赵艳杰张文波熊旭东罗天雨丁宇李朋郭静琳审核人:编写单位负责人:主管副总经理:目录1 储气库概况 (13)1.1地理位置 (13)1.2天然气管网现状 (13)1.3天然气市场用气需求及调峰分析 (15)1.3.1天然气需求量 (15)年份 (15)地区 (15)2010 (15)2011 (15)2012 (15)2013 (15)2014 (15)2015 (15)民用生活用气 (15)28430 (15)32666 (15)37055 (15)40988 (15)44348 (15)47226 (15)商业用气 (15)8922 (15)10421 (15)12319 (15)13709 (15)14908 (15)采暖用气 (15)17728 (15)22407 (15)27126 (15)31798 (15)36500 (15)43027 (15)燃气车辆用气 (15)39051 (15)45042 (15)51305 (15)56821 (15)61539 (15)63647 (15)一般工业企业用气 (15)13715 (15)21819 (15)34644 (15)36768 (15)37068 (15)37268 (15)石油化工重点企业需求 (15)456366 (15)532640 (15)570555 (15)631960 (15)696900 (15)总量 (15)564212 (15)664995 (15)733004 (15)812044 (15)862628 (15)904258 (15)扣除新疆油田用气量后合计 (15)285712 (15)383995 (15)448604 (15)516244 (15)560528 (15)592658 (15)年份 (16)地区 (16)2010 (16)2011 (16)2012 (16)2013 (16)2014 (16)2015 (16)乌鲁木齐市潜在需求 (16)78008 (16)85808 (16)95704 (16)103402 (16)112400 (16)昌吉州两县一市潜在需求 (16)2555 (16)3156 (16)3758 (16)4358 (16)4962 (16)6226 (16)石河子市潜在需求 (16)261 (16)11025 (16)19004 (16)24676 (16)26626 (16)29076 (16)合计 (16)80824 (16)99989 (16)112368 (16)124738 (16)134990 (16)147702 (16)1.3.2需求平衡结果 (16)1.3.3调峰气量 (17)1.4建设地下储气库的必要性 (18)1.5地下储气库的功能及定位 (20)1.5.1储气库的功能 (20)1.5.2储气库的定位 (20)2、地质与气藏工程方案 (22)2.1建库地质综合研究 (22)2.1.1气藏概况 (22)2.1.2地层特征 (23)2.1.3构造特征 (24)2.1.4沉积与储层特征 (25)2.1.5隔层特征 (27)2.1.6气藏密封条件研究 (29)2.1.7气藏流体性质及特征 (30)2.1.7.3气藏类型 (31)2.1.8气藏地质储量 (32)2.2开采特征研究 (33)2.2.1开采现状 (33)2.2.2开采动态特征 (33)2.2.3地质储量复核 (36)2.3注采气能力评价 (38)2.3.1直井平均产能方程 (38)2.3.2水平井平均产能方程 (39)2.3.3直井注采气节点分析 (42)2.3.4水平井注采气能力分析 (50)2.4储气库可行性方案设计基本原则 (52)2.4.1气库设计基本原则 (52)2.4.2气库运行周期及方式 (52)2.5库容评价 (53)2.5.1气藏原始地质储量分析 (53)2.5.2气藏原始含气孔隙体积影响因素综合分析 (53)2.5.3气藏改建地下储气库库容量分析 (54)2.6呼图壁储气库运行压力区间分析 (54)2.6.1合理运行压力区间设计的基本原则 (54)2.6.2气库运行上限压力 (54)2.6.3气库运行下限压力 (55)2.7储气库方案设计 (57)2.7.1注采层位 (57)2.7.2注采井网 (57)2.7.3库容参数指标 (58)2.7.4正常季节调峰稳定注采运行方案 (58)2.7.5调峰与应急极限采气运行方案 (58)3、钻井工程初步方案 (60)3.1邻井情况分析 (60)3.1.1邻井井身结构 (60)3.1.2邻井生产时效 (60)3.1.3钻井技术难点 (60)3.2钻井工程主体工艺 (61)3.2.1井身结构 (61)3.2.2主要钻井设备 (62)3.2.3钻具组合 (63)3.2.4钻头选型 (64)3.2.5钻井完井液 (64)3.2.6钻井施工重点技术要求 (66)3.2.7钻井工程事故预防措施 (67)3.2.8固井完井工程 (68)4采气工程初步方案 (70)4.1储层保护 (70)4.1.1储层敏感性评价 (70)4.1.2储层保护措施 (71)4.2完井设计 (71)4.2.1储层出砂预测 (71)4.2.2完井方式 (78)4.2.3生产管柱优选 (82)4.2.4生产套管 (90)4.2.5完井管柱设计 (91)4.2.6射孔参数及工艺设计 (99)4.2.7采气井口 (101)4.3呼图壁气田储气库老井封井工艺技术研究 (111)4.3.1储气库老井封堵的必要性研究 (111)4.3.2储气库老井封堵思路 (111)4.3.3储气库老井封堵化学剂研究 (112)4.3.4储气库老井封井工艺方案研究 (116)4.3.5老井套间气窜修复工艺技术研究 (120)5 地面工程方案设计 (122)5.1设计原则 (122)5.2基础资料 (122)5.2.1气象条件 (122)5.2.2天然气组成及性质 (123)5.2.3地质开发数据 (124)5.3建设规模及范围 (124)5.3.1建设规模 (124)5.3.2建设范围 (125)5.4总体工艺 (125)5.4.1注采工艺及总体流向 (125)5.4.2布站方式 (126)5.4.3站址选择 (128)5.5集输工艺 (129)5.5.1采气井口工艺 (129)5.5.2注采管道方案 (130)5.5.3计量方案 (132)5.6注气增压工艺 (132)5.6.1注气增压方案 (132)5.6.2注气工艺流程 (133)5.6.3注气压缩机参数 (133)5.6.4 注气部分主要工程量 (134)5.7采气处理工艺 (134)5.7.1脱水脱烃方案 (134)5.7.2凝析油稳定方案 (137)5.7.3工艺流程 (137)5.7.4辅助系统 (138)5.7.5 采气部分主要工程量 (139)5.8外输气走向 (140)5.8.1干气线 (140)5.8.2联络线 (143)5.8.3主要工程量 (145)6投资估算 (146)6.1建设工作量及投资 (146)6.2地面工程投资 (146)1 干线与联络线现状 (149)1.1 准噶尔盆地输气环网现状 (149)1.2 西气东输二线向北疆供气支线情况 (150)1.3 联络线现状 (151)2 压缩机选型技术方案 (151)2.1 压缩机的类型 (151)2.2 压缩机的驱动方式 (152)2.3 压缩机入口、出口压力计算 (152)2.4 压缩机相关参数 (153)2.4.1注气压缩机 (153)2.4.2外输气压缩机 (154)第一部分:呼图壁储气库概念设计1 储气库概况1.1地理位置呼图壁气田位于准噶尔盆地南缘,距呼图壁县东约4.5km,东南距乌鲁木齐市约78km,是新疆油田公司在准噶尔盆地南缘开发的第一个整装气田。

储气库概念设计及压缩机选型技术方案

储气库概念设计及压缩机选型技术方案

储气库概念设计及压缩机选型技术方案呼图壁储气库概念设计及压缩机选型技术方案中国石油新疆油田分公司2010年4月编写单位:新疆油田公司勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院廊坊分院新疆油田公司采油工艺研究院中国石油工程设计公司新疆设计院编写人:王彬杨作明庞晶闫利恒王皆明郑雅丽胥洪成赵艳杰张文波熊旭东罗天雨丁宇李朋郭静琳审核人:编写单位负责人:主管副总经理:目录1 储气库概况 (9)1.1地理位置 (9)1.2天然气管网现状 (9)1.3天然气市场用气需求及调峰分析 (11)1.3.1 天然气需求量 (11)1.3.2 需求平衡结果 (12)1.3.3 调峰气量 (13)1.4建设地下储气库的必要性 (14)1.5地下储气库的功能及定位 (16)1.5.1储气库的功能 (16)1.5.2储气库的定位 (16)2、地质与气藏工程方案 (18)2.1建库地质综合研究 (18)2.1.1气藏概况 (18)2.1.2地层特征 (19)2.1.3构造特征 (20)2.1.4沉积与储层特征 (21)2.1.5隔层特征 (23)2.1.6气藏密封条件研究 (24)2.1.7气藏流体性质及特征 (26)2.1.7.3气藏类型 (27)2.1.8气藏地质储量 (28)2.2开采特征研究 (29)2.2.1开采现状 (29)2.2.2开采动态特征 (29)2.2.3地质储量复核 (32)2.3注采气能力评价 (34)2.3.1直井平均产能方程 (34)2.3.2水平井平均产能方程 (35)2.3.3直井注采气节点分析 (38)2.3.4水平井注采气能力分析 (46)2.4储气库可行性方案设计基本原则 (48)2.4.1气库设计基本原则 (48)2.4.2气库运行周期及方式 (48)2.5库容评价 (49)2.5.1气藏原始地质储量分析 (49)2.5.2气藏原始含气孔隙体积影响因素综合分析 (49)2.5.3气藏改建地下储气库库容量分析 (50)2.6呼图壁储气库运行压力区间分析 (50)2.6.1合理运行压力区间设计的基本原则 (50)2.6.2气库运行上限压力 (50)2.6.3气库运行下限压力 (51)2.7储气库方案设计 (53)2.7.1注采层位 (53)2.7.2注采井网 (53)2.7.3库容参数指标 (54)2.7.4正常季节调峰稳定注采运行方案 (54)2.7.5调峰与应急极限采气运行方案 (54)3、钻井工程初步方案 (56)3.1邻井情况分析 (56)3.1.1邻井井身结构 (56)3.1.2邻井生产时效 (56)3.1.3钻井技术难点 (56)3.2钻井工程主体工艺 (57)3.2.1井身结构 (57)3.2.2 主要钻井设备 (58)3.2.3钻具组合 (59)3.2.4钻头选型 (60)3.2.5钻井完井液 (60)3.2.6钻井施工重点技术要求 (62)3.2.7钻井工程事故预防措施 (63)3.2.8固井完井工程 (64)4采气工程初步方案 (66)4.1储层保护 (66)4.1.1 储层敏感性评价 (66)4.1.2 储层保护措施 (67)4.2完井设计 (67)4.2.1储层出砂预测 (67)4.2.2完井方式 (75)4.2.3生产管柱优选 (78)4.2.4生产套管 (87)4.2.5 完井管柱设计 (87)4.2.6 射孔参数及工艺设计 (96)4.2.7 采气井口 (98)4.3呼图壁气田储气库老井封井工艺技术研究 (107)4.3.1储气库老井封堵的必要性研究 (107)4.3.2储气库老井封堵思路 (108)4.3.3储气库老井封堵化学剂研究 (109)4.3.4储气库老井封井工艺方案研究 (113)4.3.5老井套间气窜修复工艺技术研究 (117)5 地面工程方案设计 (119)5.1设计原则 (119)5.2基础资料 (119)5.2.1气象条件 (119)5.2.2天然气组成及性质 (120)5.2.3地质开发数据 (121)5.3建设规模及范围 (121)5.3.1 建设规模 (121)5.3.2建设范围 (122)5.4总体工艺 (122)5.4.1注采工艺及总体流向 (122)5.4.2布站方式 (123)5.4.3站址选择 (124)5.5集输工艺 (126)5.5.1采气井口工艺 (126)5.5.2注采管道方案 (127)5.5.3计量方案 (129)5.6注气增压工艺 (129)5.6.1注气增压方案 (129)5.6.2注气工艺流程 (130)5.6.3注气压缩机参数 (130)5.7采气处理工艺 (131)5.7.1脱水脱烃方案 (131)5.7.2凝析油稳定方案 (133)5.7.3工艺流程 (134)5.7.4辅助系统 (135)5.8外输气走向 (136)5.8.1干气线 (136)5.8.2联络线 (139)6投资估算 (143)6.1建设工作量及投资 (143)6.2地面工程投资 (143)1 干线与联络线现状 (146)1.1 准噶尔盆地输气环网现状 (146)1.2 西气东输二线向北疆供气支线情况 (147)1.3 联络线现状 (148)2 压缩机选型技术方案 (148)2.1 压缩机的类型 (148)2.2 压缩机的驱动方式 (149)2.3 压缩机入口、出口压力计算 (149)2.4 压缩机相关参数 (150)2.4.1注气压缩机 (150)2.4.2外输气压缩机 (151)第一部分:呼图壁储气库概念设计1 储气库概况1.1地理位置呼图壁气田位于准噶尔盆地南缘,距呼图壁县东约4.5km,东南距乌鲁木齐市约78km,是新疆油田公司在准噶尔盆地南缘开发的第一个整装气田。

储气库施工方案

储气库施工方案

储气库施工方案一、方案背景随着能源需求的不断增长和清洁能源的推广使用,储气库作为一种重要的能源储存形式成为各国关注的焦点。

储气库的施工方案直接关系到储气库的稳定性、安全性和运行效率,因此需要制定合理的施工方案,确保工程质量和效益。

二、施工目标1. 确保储气库工程的安全性,防止可能发生的危险事故;2. 提高施工效率,缩短工期,降低施工成本;3. 确保储气库的稳定性和功能完善。

三、施工步骤1. 储气库选址:根据地质勘探和环境评估结果,选择适合储气库建设的地点,并进行必要的土壤和水文条件测试。

2. 地下工程施工:根据选址结果,对地下隧道、洞穴或岩层进行凿井或挖掘,确定储气库的地下结构。

3. 地面工程施工:根据储气库设计要求,施工厂房、储气罐、运输管道等地面设施,并连接地下工程。

4. 设备安装:将储气库所需的各种设备(如压缩机、调压器等)安装到相应的位置,并进行必要的调试和测试。

5. 安全检验:进行储气库工程的安全性检验,确保储气库满足相关标准和规定,能够正常运行。

6. 竣工验收:根据相关部门的要求,进行储气库工程的竣工验收,取得相应的资质和证书。

四、施工技术要点1. 安全措施:在施工过程中,严格遵守安全操作规范,做好危险源识别和安全隐患排查,确保施工人员和设备的安全。

2. 智能化管理:应用先进的信息化技术,实现对储气库施工过程的全面监控和管理,提高施工效率和质量。

3. 节能减排:在施工过程中,采用节能环保的技术和设备,减少能源消耗和污染物排放,实现绿色施工。

4. 质量控制:严格按照相关标准和规范进行施工,加强对施工过程的质量监督和检验,确保施工质量可控。

五、施工风险及对策1. 地质灾害:根据地质勘探报告,采取合适的措施,对地质灾害进行预测和防范,避免施工中发生地质灾害。

2. 环境保护:设立环境保护措施,合理规划施工区域,减少噪音、粉尘等对周边环境的污染。

3. 安全事故:制定安全操作规范,进行施工人员的培训和安全意识教育,提高施工人员的安全意识和应急能力。

储气库概念设计及压缩机选型技术方案定稿

储气库概念设计及压缩机选型技术方案定稿

储气库概念设计及压缩机选型技术方案定稿储气库是一种能够储存和释放气体的重要设施,其设计和选型对于储气库的性能和运行效率至关重要。

本文将讨论储气库的概念设计以及压缩机的选型技术方案。

一、储气库概念设计1. 储气库的功能和应用储气库作为储存和释放气体的设施,主要用于以下方面:- 平衡天然气供应和需求之间的差异,确保供气的平稳性;- 调节气体压力,以满足不同用户的需求;- 存储气体作为备用能源,以应对突发情况。

2. 储气库的工作原理储气库的工作原理通常分为两种方式:吸气和排气。

在吸气过程中,储气库从外部供应气体并压缩储存。

而在排气过程中,则从储气库释放气体并向外部输送。

3. 储气库的设计要素储气库的设计涉及到以下要素:- 储气容量:根据实际需求和使用场景,确定储气库的容量大小;- 储气压力:根据用户需求和输送要求,确定储气库的设计压力;- 储气设备:包括压缩机、储气罐等设备,用于实现储气库的气体吸气和排气功能;- 储气库的安全性:必须考虑到储气库的安全性,包括防爆、防漏等措施。

二、压缩机选型技术方案1. 压缩机的作用压缩机是储气库中至关重要的设备之一,用于将气体进行压缩,以便储存和使用。

压缩机的选型需要考虑以下因素:- 压缩比:即压缩机的压缩能力,对于不同工况和气体类型,需要选择适合的压缩比;- 压缩机的能效:考虑能源消耗和效率,选择具有较高能效的压缩机;- 压缩机的可靠性:选用可靠性较高的压缩机,以确保工作的稳定性;- 压缩机的维护与保养:选择容易维护和保养的压缩机,以减少运维成本。

2. 压缩机选型技术方案根据储气库的需求和实际情况,可以采用以下技术方案来选型压缩机:- 功率型压缩机:适用于储气库容量较大、压缩比较大的情况,能够提供较大的气体压缩能力;- 变频型压缩机:适用于储气库容量较小、压缩比较小的情况,能够根据需求进行频率调节,提高能效;- 螺杆压缩机:适用于储气库容量较大且压缩比较小的情况,具有较高的可靠性和稳定性。

天然气储气库建设的专项施工方案

天然气储气库建设的专项施工方案

天然气储气库建设的专项施工方案一、概述天然气作为一种清洁、高效的能源,在如今的能源结构调整中扮演着重要角色。

为了满足日益增长的天然气需求,天然气储气库的建设成为一个迫切的问题。

本文将对天然气储气库建设的专项施工方案进行详细论述。

二、项目背景天然气储气库的建设旨在解决供需之间的差距,并提供可持续、稳定的储气和供气服务。

在项目背景中,我们需要明确以下几个要点:1. 天然气需求的增长趋势;2. 储气库建设的紧迫性和必要性;3. 项目的地理位置和环境特点。

三、施工方案1. 前期准备工作在施工方案中,必须详细描述进行前期准备工作的步骤和方法。

例如:1.1 土地勘察与选址:根据地质、地形和地貌特点,确定合适的选址位置;1.2 项目设计与论证:进行储气库的结构设计,以确保其安全、高效;1.3 环境评估和生态保护计划:评估项目对环境的影响,并制定相应的保护计划。

2. 设备与材料采购在施工方案中,需要对所需要的设备和材料进行详细的描述和采购计划。

例如:2.1 设备采购:列出所需设备清单,并考虑到其质量、性能和运输等因素;2.2 材料采购:根据项目需求,制定详细的材料采购计划,确保供应的及时和充足。

3. 建设流程与工艺流程在施工方案中,必须描述清楚储气库建设的具体流程和工艺流程。

例如:3.1 土方工程:包括挖掘、填埋等土方作业;3.2 结构施工:建设储气库主体结构;3.3 管道布置与安装:铺设和安装天然气管道;3.4 安全设备与监控系统:安装并测试安全设备和监控系统。

4. 施工管理与质量控制在施工方案中,必须描述清楚施工管理和质量控制的措施和方法。

例如:4.1 施工组织管理:建立施工组织机构,明确每个环节的责任和任务;4.2 施工进度控制:制定详细的进度计划,确保施工进度的按时完成;4.3 质量监控与检测:建立质量检测标准,并进行监控与检测。

5. 安全与环保措施在施工方案中,必须描述清楚安全与环保措施的制定和实施。

储气库压缩机选型研究

储气库压缩机选型研究

储气库压缩机选型研究摘要:随着京津地区用气调风日益突出,储气库建设开始承担主要角色,压缩机作为储气库建设的的主要设备,其选型成为整个储气库项目成败的关键,本文结合地下储气库地面工程的设计实践,对压缩机运用中的选型进行了初步探讨。

关键词:压缩机选型技术参数压缩机介绍1.1 定义往复式压缩机:往复式压缩机是通过气缸内活塞的往复运动,从而压缩缸内气体,达到增压的目的。

离心式压缩机:离心式压缩机是通过气体在高速旋转叶轮的作用下,获得速度能和压力能,通过扩压器的作用,速度能进一步转化为压力能,从而达到对气体增压的目的。

1.2 分类目前天然气用压缩机大体分为两种—离心压缩机和往复压缩机,离心压缩机又分为整体式磁悬浮电驱离心压缩机和普通电驱离心压缩机,往复压缩机又分为燃驱往复式压缩机和电驱往复式压缩机。

1.3 特点往复式压缩机的主要优点为压比较高、对进气压力的变化适应性强、效率高。

但单机功率一般小于3.5MW,排量较小、机体笨重、结构复杂。

离心式压缩机的主要优点是排量大、重量轻、结构简单、占地面积小、运行效率高、流量平稳、噪声小、操作灵活、使用寿命长、维护费用少。

缺点是流量调节范围较小、易发生喘振、单级压比较低等。

往复压缩机选型储气库一个注气周期内,随着时间的推移,注气压力不断增大,但是气源压力基本不变。

以下以某储气库注气压缩机为例。

气源压力为 4.4~5.33MPa(设计点Ps=4.5MPa),排气压力17.0~35.0MPa,压缩机要求排量为75×104m3/d。

表1某储气库压缩机选型性能表从表中可以看出,当压缩机入口压力恒定时,压缩机排压增大,压缩机排量减小,压缩机负荷率增加,当压缩机排压恒定时,压缩机入口压力增大,压缩机排量增大,压缩机负荷率增加,因此,当压缩机入口压力越低,排压越高压缩机排量就越小。

根据以上结论,我们注气初期排压低的时候,尽量选择排量大于要求的标准排量,到了注气末期,随着井口压力升高,压缩机排压可以稍微低于标准排量。

地下压缩空气储气库储气技术的研究

地下压缩空气储气库储气技术的研究

地下压缩空气储气库储气技术的研究在当今社会,随着工业化的飞速发展和城市化的日益加剧,能源问题越来越受到重视。

尤其是可再生能源及其储存技术的研究成为了全球研究的焦点之一。

其中,地下压缩空气储气库储气技术因其高效、安全、环保等优势,已成为一种重要的储气技术。

一、地下压缩空气储气库的概念及特点地下压缩空气储气库指的是利用天然地下洞穴、盐穴或深层岩石孔隙等地下空间进行储藏、压缩空气的储气系统。

其特点主要包括以下几点:1.工艺简单:地下压缩空气储气库的建设比较简单,只需要选址、开挖和安装一定的设备即可。

2.容量大:根据地下地质条件和储气对象的需求,储气库的容量可以自由调节,可以储存大量的压缩空气。

3.高效节能:压缩机在制气过程中产生的废热可以回收利用,节能效益显著。

4.稳定性高:储气库储藏空气在压缩、释放过程中不会对环境造成影响,储气库操作安全可靠。

二、地下储气技术发展历程地下压缩空气储气库储气技术的发展历程可以追溯到19世纪末期,当时以美国为代表的国家开始提出并实施该技术。

20世纪60年代,在欧洲和北美地区建成了一批储气库,开始应用于笼统的储能领域。

从此以后,随着科学技术的不断提高和人们对能源的不断需求,地下储气技术不断发展,成为了一项应用广泛的技术。

近年来,随着可再生能源技术的快速发展,能源储存需求不断增长,地下压缩空气储气库的应用范围也不断扩大。

据统计,目前全球已建成的地下压缩空气储气库近30个。

三、地下储气技术应用领域1.电力系统备用余量能源:压缩空气储气库作为电网调峰的一种备用余量能源,可满足大规模的电力需求。

2. 汽车行业储气技术:随着车用氢、电动车的应用,压缩空气储气库可作为储氢和储电的一项重要技术储备。

3.工业应用:物流、工业动力、加气站等领域中,压缩空气储备能力可以补充燃气资源,实现企业能源互补、共享及能源安全应对的目的。

四、地下储气技术存在的问题与风险地下压缩空气储气库储气技术虽然应用广泛,但仍然存在一些问题与风险。

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呼图壁储气库概念设计及压缩机选型技术方案中国石油新疆油田分公司2010年4月编写单位:新疆油田公司勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院廊坊分院新疆油田公司采油工艺研究院中国石油工程设计公司新疆设计院编写人:王彬杨作明庞晶闫利恒王皆明郑雅丽胥洪成赵艳杰张文波熊旭东罗天雨丁宇李朋郭静琳审核人:编写单位负责人:主管副总经理:目录1 储气库概况 (9)1.1地理位置 (9)1.2天然气管网现状 (9)1.3天然气市场用气需求及调峰分析 (11)1.3.1 天然气需求量 (11)1.3.2 需求平衡结果 (12)1.3.3 调峰气量 (13)1.4建设地下储气库的必要性 (14)1.5地下储气库的功能及定位 (16)1.5.1储气库的功能 (16)1.5.2储气库的定位 (16)2、地质与气藏工程方案 (18)2.1建库地质综合研究 (18)2.1.1气藏概况 (18)2.1.2地层特征 (19)2.1.3构造特征 (20)2.1.4沉积与储层特征 (21)2.1.5隔层特征 (23)2.1.6气藏密封条件研究 (24)2.1.7气藏流体性质及特征 (26)2.1.7.3气藏类型 (27)2.1.8气藏地质储量 (28)2.2开采特征研究 (29)2.2.1开采现状 (29)2.2.2开采动态特征 (29)2.2.3地质储量复核 (32)2.3注采气能力评价 (34)2.3.1直井平均产能方程 (34)2.3.2水平井平均产能方程 (35)2.3.3直井注采气节点分析 (38)2.3.4水平井注采气能力分析 (46)2.4储气库可行性方案设计基本原则 (48)2.4.1气库设计基本原则 (48)2.4.2气库运行周期及方式 (48)2.5库容评价 (49)2.5.1气藏原始地质储量分析 (49)2.5.2气藏原始含气孔隙体积影响因素综合分析 (49)2.5.3气藏改建地下储气库库容量分析 (50)2.6呼图壁储气库运行压力区间分析 (50)2.6.1合理运行压力区间设计的基本原则 (50)2.6.2气库运行上限压力 (50)2.6.3气库运行下限压力 (51)2.7储气库方案设计 (53)2.7.1注采层位 (53)2.7.2注采井网 (53)2.7.3库容参数指标 (54)2.7.4正常季节调峰稳定注采运行方案 (54)2.7.5调峰与应急极限采气运行方案 (54)3、钻井工程初步方案 (56)3.1邻井情况分析 (56)3.1.1邻井井身结构 (56)3.1.2邻井生产时效 (56)3.1.3钻井技术难点 (56)3.2钻井工程主体工艺 (57)3.2.1井身结构 (57)3.2.2 主要钻井设备 (58)3.2.3钻具组合 (59)3.2.4钻头选型 (60)3.2.5钻井完井液 (60)3.2.6钻井施工重点技术要求 (62)3.2.7钻井工程事故预防措施 (63)3.2.8固井完井工程 (64)4采气工程初步方案 (66)4.1储层保护 (66)4.1.1 储层敏感性评价 (66)4.1.2 储层保护措施 (67)4.2完井设计 (67)4.2.1储层出砂预测 (67)4.2.2完井方式 (74)4.2.3生产管柱优选 (78)4.2.4生产套管 (86)4.2.5 完井管柱设计 (87)4.2.6 射孔参数及工艺设计 (95)4.2.7 采气井口 (97)4.3呼图壁气田储气库老井封井工艺技术研究 (106)4.3.1储气库老井封堵的必要性研究 (106)4.3.2储气库老井封堵思路 (107)4.3.3储气库老井封堵化学剂研究 (108)4.3.4储气库老井封井工艺方案研究 (112)4.3.5老井套间气窜修复工艺技术研究 (116)5 地面工程方案设计 (118)5.1设计原则 (118)5.2基础资料 (118)5.2.1气象条件 (118)5.2.2天然气组成及性质 (119)5.2.3地质开发数据 (120)5.3.1 建设规模 (120)5.3.2建设范围 (121)5.4总体工艺 (121)5.4.1注采工艺及总体流向 (121)5.4.2布站方式 (122)5.4.3站址选择 (123)5.5集输工艺 (125)5.5.1采气井口工艺 (125)5.5.2注采管道方案 (126)5.5.3计量方案 (128)5.6注气增压工艺 (128)5.6.1注气增压方案 (128)5.6.2注气工艺流程 (129)5.6.3注气压缩机参数 (129)5.7采气处理工艺 (130)5.7.1脱水脱烃方案 (130)5.7.2凝析油稳定方案 (132)5.7.3工艺流程 (133)5.7.4辅助系统 (134)5.8外输气走向 (135)5.8.1干气线 (135)5.8.2联络线 (138)6投资估算 (142)6.1建设工作量及投资 (142)6.2地面工程投资 (142)1 干线与联络线现状 (145)1.1 准噶尔盆地输气环网现状 (145)1.2 西气东输二线向北疆供气支线情况 (146)2 压缩机选型技术方案 (147)2.1 压缩机的类型 (147)2.2 压缩机的驱动方式 (148)2.3 压缩机入口、出口压力计算 (148)2.4 压缩机相关参数 (149)2.4.1注气压缩机 (149)2.4.2外输气压缩机 (150)第一部分:呼图壁储气库概念设计1 储气库概况1.1地理位置呼图壁气田位于准噶尔盆地南缘,距呼图壁县东约4.5km,东南距乌鲁木齐市约78km,是新疆油田公司在准噶尔盆地南缘开发的第一个整装气田。

气田地面为农田与村镇,地形比较平坦,地面海拔500m~570m。

312国道从工区穿过,北疆铁路、乌奎高速公路从工区南面通过,交通十分方便(见图1-1)。

图1-1 呼图壁气田地理位置图1.2天然气管网现状(1)已建输气管道准噶尔盆地输气环网主干环网管道管径主要为D610(主干线输配气管道参数详见下表1.2-1)。

管道设计压力主要为6.3MPa,总长760km,输配气能力120亿方/年,其气源区域分为西北缘、腹部、东部、南缘地区。

市场区域主要为克拉玛依、乌鲁木齐、独山子三大地区。

盆地环网在运行压力为6.0MPa,可达到121.78×108m3/a的输配气量。

管道名称管径长度km 设计压力MPa 彩-石克输气管道D610 291 6.3彩-乌输气管道D610 142 6.3克-乌输气管道D610 285 6.3克-乌与彩石克联络管道D610 37 6.3王-化输气管道D355 35 4莫北-石西输气管道D273 24 5莫北-盆5输气管道D355.6 42 5盆5-704输气管道D355.6 68 5(2)在建输气管道为了保障北疆地区冬季用气紧张的局面,2009年底开始建设西气东输二线至北疆输气管网的联络管道,三条输气联络管道的具体参数见表1.2-2。

表1.2-2 西二线联络管道参数表管道名称管径长度Km设计压力,Mpa输气量,×108m3西气东输二线向独石化供气支线D219.1 7.5 6.3 6 西气东输二线与准噶尔盆地环形管网联络线610 13.45 6.3 30 西气东输二线向乌石化供气支线D406.4 56.5 10 30西气东输二线向独石化供气支线,简称独石化支线;西气东输二线与准葛尔盆地环形管网联络线,简称北疆管网联络线或联络线;西气东输二线向乌石化供气支线,简称乌石化支线。

独石化支线从西二线西段干线的奎屯分输站分输,终于独石化末站,设计输量6×108Nm3/a,线路全线为三级地区,全长7.5km,设计压力6.3MPa,管径D219.1×6.3mm。

北疆管网联络线由西二线的昌吉分输站分输,终止于克-乌气线王家沟末站,线路长度13.45km,设计压力6.3MPa,设计输量30×108Nm3/a,管径D610mm,采用L485MB螺旋缝埋弧焊钢管。

乌石化供气支线管线起始于乌鲁木齐昌吉分输站,终止于乌石化末站。

线路长度约56.5km。

设计输量30×108m3/a,设计压力10MPa,管径D406.4mm。

采用L485MB螺旋缝埋弧焊钢管。

1.3天然气市场用气需求及调峰分析1.3.1 天然气需求量(1)现实用气需求根据“十二五”规划,新疆北疆地区(包括乌鲁木齐市、昌吉州两县一市、石河子市、克拉玛依市以及乌苏沙湾等地方)2010年天然气现实需求量“十二五”时期天然气现实需求量详下表表1.3-1 十二五时期北疆天然气现实需求量表(×104Nm3)(2)潜在用气需求根据十二五规划,北疆地区十二五时期天然气潜在需求量详下表:表1.3-2 十二五时期潜在疆天然气潜在需求量表(×104Nm3)1.3.2 需求平衡结果(1)天然气开发规划新疆油田天然气开发规划按照股份公司加快天然气发展的战略要求,结合“十二五”勘探规划及天然气需求分析,以“持续快速有效发展”为指导方针,以资源为基础,以经济效益为中心,按相对稳妥目标和加快发展共设计2套天然气开发规划方案。

表1.3-3 “十二五”天然气开发规划分年指标表(2)天然气商品量平衡结果在不考虑潜在用户情况下,根据方案1,2010年天然气商品量为22.15×108m3,地方及石化企业需求量为28.57×108m3,相减之后差值为-6.42×108m3。

平衡结果数据表明,2010年天然气缺口量6.42×108m3。

根据表1.3-4,自2011年起至2015年,若排除西二线向北疆供气量,则北疆地区用气量缺口为20~28×108m3不等,且天然气缺口量呈逐年增大趋势。

表1.3-4 新疆油田“十二五”天然气需求平衡表单位:×104m3注:供需平衡结果=天然气商品量-地方及石化企业天然气需求量1.3.3 调峰气量(1)季节性波动用气量情况新疆油田公司天然气下游工业用户主要为乌鲁木齐石化公司、独山子石化公司等。

天然气波动主要表现为季节性波动(图 1.3-1),呈现夏季天然气剩余,冬季不足的特点;主要波动为乌鲁木齐燃气、石河子燃气、昌吉市等民用气,工业用户用气量波动不大。

图1.3-1 2009-2010年新疆油田供乌鲁木齐市天然气用量曲线图(2)应急气量及战略安全储气应急气量的确定是基于长输管道发生事故时,利用天然气供应系统的能力最大限度地维持下游最小安全用气量。

由于大输量天然气长输管线所经过地区的地理环境复杂多变,部分线路社会依托条件差,一旦管道出现事故,天然气发电要中断,工业生产及设备要造成较大的损失,城市居民和商业中断供气,定会造成十分恶劣的影响,因此,考虑管道事故最不利的情况——干线输气系统输气中断,此时下游用户的用气由储气库提供。

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