国外地下储气库的技术与发展
国内外智能化储气库现状及展望
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• 引言 • 国内外智能化储气库现状 • 智能化储气库技术发展 • 智能化储气库应用案例分析 • 智能化储气库展望与挑战 • 结论
01
引言
背景介绍
天然气作为清洁能源在全球能源消费结构中的地位日益重要，储气库作为保障天 然气稳定供应的关键设施，其智能化发展对于提高能源安全和应对突发事件具有 重要意义。
绿色环保
注重储气库的环保性能， 采用清洁能源和节能技术 ，降低储气库对环境的影 响。
04
智能化储气库应用案例分析
国内智能化储气库应用案例
案例一
技术应用
中国石油天然气集团公司智能化储气 库
采用物联网技术、大数据分析、云计 算等先进技术，实现智能化管理。
介绍
该智能化储气库是国内首个实现数字 化管理和远程监控的储气库，具备自 动化控制、数据采集、安全监控等功 能。
03
运营管理
国内智能化储气库的运营管理也逐步走向专业化、规范化，通过建立完
善的规章制度和操作规程，确保储气库的安全、稳定运行。
国外智能化储气库现状
储气库建设与发展
在国外，尤其是欧美等发达国家，智能化储气库的建设已经相对成熟。这些国 家拥有较多的地下储气库和LNG储气库，技术水平和运营管理水平也较高。
案例二
欧洲某智能化储气库
介绍
该智能化储气库是欧洲最大的地下储气库之一，采用先进的数字化 管理和自动化技术。
国外智能化储气库应用案例
技术应用
采用物联网技术、远程监控系统等技术，实现实时监测和预 警。
效果
提高了储气库的稳定性和安全性，保障了天然气的供应。
国内外智能化储气库应用案例比较分析
国内外地下储气库现状及发展趋势分析
国内外地下储气库现状及发展趋势分析摘要：地下储气库建设是我国全面部署和实施天然气储备战略的重要举措，在我国天然气储存与利用中发挥着关键性的作用。
本文分析了国内外地下储气库发展现状，提出了地下储气库发展趋势。
关键词：地下储气库；天然气；库容积在碳达峰、碳中和背景下，天然气已经成为我国低碳清洁消费模式的主要能源之一。
在天然气安全供应中，地下储气库是重要基础设施，通过建成库容规模超大的地下储气库，能够有效解决城市用气需求问题，提高供气可靠性。
为此，我国要加大地下储气库的研究力度，不断提高地下储气库技术水平。
1国外地下储气库现状1.1美国美国是世界上最早发展地下储气库的国家，已建成410多座地下储气库。
在地下储气库建设中，美国利用枯竭气田、废弃油田、含水层、废弃矿坑等进行建设，库容量高达2277×108m³[1]。
美国现有纯气库88座，最高储气压力为1.5MPa？？。
随着美国社会发展对天然气需求的快速增长，美国持续开展地下储气库新建项目，并对原有储气库进行扩建，始终保持着储气库数量世界第一的地位。
1.2俄罗斯俄罗斯地下储气库类型多为枯竭气田、油田建设而成，有效库容为950×108m³，其中商品气库容占二分之一以上。
地下储气库的压缩机？？额定功率基本都在1000MW以上，在寒冷冬季，俄罗斯的主要城市会通过地下储气库供给天然气，满足城市能源消耗需求。
同时，俄罗斯的地下储气库还要满足天然气出口需求，日供气量占出口总量的20%。
近年来，俄罗斯持续投入资金建设地下储气系统，改造现有地下储气库，进一步扩大库容规模。
1.3法国法国共建成地下储气库11座，总库容170×108m³，储气库类型多为水层储气库，储层深度为1120m，最大的水层储气库有效库容为32×108m³。
为满足法国全年消费天然气的需求，法国在建设含水层储气库的同时，还积极建设盐穴储气库，近年来建成的储气库库容都在100×108m³以上？？。
国外盐穴地下储气库发展趋势及启示
国外盐穴地下储气库发展趋势及启示作者：刘薇来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第11期摘要：从天然气工业发展的角度，本文分析了大型地下储气库对天然气生产、运输和储存设施的需求动力，并根据其运行特点，分析了盐穴地下储气库未来10～20年的发展趋势不同类型的地下储气库。
关键词：盐穴;地下储气库0 前言随着全球油价的上涨，替代能源的开发和应用正在引起人们的关注。
天然气作为清洁、优质的能源和化工原料，可以改善能源结构，保护环境，缓解石油供应紧张，提高能源利用效率。
推进工商业现代化，实现国民经济可持续发展，有着重要的保障。
从国家的能源政策。
今后，我们努力开发利用天然气资源，改善我国能源利用结构。
1 天然气市场从国外天然气市场发展和国内天然气市场需求不断增长的角度，将天然气市场分为以下几类：①生活用气中，通常居民早上用气多，晚上用气多，冬季用气多，夏季用气少;②商品气是一种相对稳定的消费模式，营业时用气量增加，下班时用气量减少，商品气需求量由营业时的最小值上升到峰值，停站后由峰值下降到最小值;③工业气体通常非常稳定。
但在北方一些地区，一些工厂为员工供热，冬季工业用气需求将增加;④居民用气、商业用气和工业用气的消费构成了复杂多变的需求曲线。
这在向市场供应天然气的管道公司或市场渠道中具有持续的天然气供需调整能力。
大量的天然气控制，特别是季节性变化、气电需求等巨大的潜在气量变化，必须使用大型的地下储气设施[1]。
2 天然气生产天然气来源于地表以下的各种地质构造，不同的地质构造特征决定了其不同的开采方式。
多个油藏天然气集输率高，产量高。
改变天然气开采速度，保证了气田钻井寿命长，采收率高。
然而，天然气市场的消费格局对气田的稳定发展产生了负面影响，持续空寂和波动。
所以，追求经济，为了稳定、高效地发展一个天然气国家，有必要考虑气田的最大产能、市场需求的变化和产能的能力。
这种存储能力不仅能满足长期季节性生产需求的变化，而且能满足短期生产需求的变化，使气田生产能力保持在稳定的最优水平。
储气库技术现状及发展趋势
储气库技术现状及发展趋势
信息情报研究所 二零一零年十二月二十日
川庆钻探 钻采院 长庆分院 CCDC DPRI Changqing Branch
前言
前言
近年来，我国天然气市场迅速扩展，储气库建设及其配套 技术受到越来越多的关注。2010年初，中国石油决定在长庆油 田建设120亿立方米的储气库，使之成为中国最大且在世界排名 居前的储气库；根据这一规划，院里开展了长庆油田陕45井区 和榆林37井区储气库研究工作。针对储气库及其配套技术现状， 配合我院储气库技术攻关项目，进行了国内外储气库技术现状 及发展趋势的调研。
川庆钻探 钻采院 长庆分院 CCDC DPRI Changqing Branch
一、储气库概述 二、国内外储气库发展现状 三、枯竭油气藏建设储气库的配套技术 四、枯竭油气藏建设储气库实例分析 五、枯竭油气藏型储气库安全分析 六、储气库发展趋势
川庆钻探 钻采院 长庆分院
四、枯竭油气藏建设储气库实例分析
一、储气库概述 二、国内外储气库发展现状 三、枯竭油气藏建设储气库的配套技术 四、枯竭油气藏建设储气库实例分析 五、枯竭油气藏型储气库安全分析 六、储气库发展趋势
川庆钻探 钻采院 长庆分院 CCDC DPRI Changqing Branch
二、国内外储气库发展现状
国外储气库发展现状
到目前为止，全世界大约有560多座地下储气库，气库的总容积 约为5100亿立方米，可以进行调峰的气量约为2500亿立方米；
储气层压力低,保护储层防止污染的技术难度大
储气库运行始终处于交变载荷的变化过程中,对工 程质量要求更高
川庆钻探 钻采院 长庆分院
国内外地下储气库安全管理及技术综述
国内外地下储气库安全管理及技术综述岳昕【摘要】地下储气库能有效缓解天然气需求存在的矛盾,从而确保天然气的正常供应.章介绍了地下储气库的分类和作用,通过对美国、英国、俄罗斯、法国、德国以及我国地下储气库发展现状的分析,指出我国储气库在安全管理及技术方面存在的问题及需要改进的方面,提出国内地下储气库的发展应重视地下储气库的安全管理,加强地下储气库的相关安全技术研发,逐步监督、管理、规范地下储气库的建设与经营.随着中国储气库安全管理和技术的发展和完善,中国能源地下储存必将得到充分的保障.%Underground gas storage can effectively alleviate the relationship between natural gas supply and demand,thus the normal supply of natural gas can be ensured.In this paper,the classification and functions of underground gas storage were introduced,their development status in the United States,Britain,Russia,France,Germany and China was analyzed,the problems in the safety management and technology of underground gas storage in our country were pointed out.In order to develop the underground gas storage,we should pay more attention to the safety management,strengthen the relevant security technology research and development,then gradually supervise,manage and standardize the construction and operation of underground gas storage.With the development and improvement of the safety management and technology of gas storage in China,the underground storage of energy resources in China will be fully guaranteed.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】4页(P921-924)【关键词】地下储气库;发展现状;安全管理;安全技术【作者】岳昕【作者单位】中国石油安全环保技术研究院,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TE82地下储气库具有储存量大、运行成本低等特点，能够解决天然气供需问题，提高经济效益，优化管道运行。
完整版)国内外城市地下空间开发利用现状及发展趋势
完整版)国内外城市地下空间开发利用现状及发展趋势国内外城市地下空间的开发利用现状及发展趋势1.国外城市地下空间开发利用现状及发展趋势自1863年英国伦敦建成第一条地下铁道以来，现代城市地下空间的开发利用进入了一个高峰期。
20世纪后，大城市陆续修建了地下铁道，改善了城市交通服务，促进了商业的繁荣。
然而，从七十年代中期起，发展势头渐趋平缓。
现在，国外城市地下空间的开发利用主要基于经济、地理、社会和城市等方面的因素。
1.1 国外城市地下空间开发利用现状发达国家如日本、美国、欧洲等在城市地下空间的开发利用方面成就较高。
1.1.1 日本城市地下空间开发利用现状日本国土狭小，城市用地紧张，因此地下空间的综合利用比北欧等国家起步较晚。
但是，日本已经居世界领先地位，建设了许多地下街道、地下车站、地下铁道和地下商场。
其中，地下商业街的规模越来越大，设计指标越来越高，抗灾能力也越来越强。
同时，国家已经形成了一整套较健全的地下商业规划和设计质量方面的法规。
1.1.2 美国城市地下空间开发利用现状美国的城市地下空间开发利用主要集中在大城市的市中心区域。
其中，纽约市的地下空间利用最为广泛，包括地下铁道、地下商场、地下停车场等。
此外，美国在地下空间的利用方面也有一些创新，如在旧金山建设了地下水库，以储存城市的饮用水。
1.1.3 欧洲城市地下空间开发利用现状欧洲的城市地下空间开发利用主要集中在北欧国家和瑞士等地。
这些国家的气候寒冷，因此广泛的城市地下空间开发形成了一个四季温暖的地下世界。
在城市中心区域，地下商业街、地下车站等设施也很常见。
同时，欧洲在地下空间的利用方面也有一些创新，如在瑞士的洛桑市建设了地下垃圾处理站，以解决城市的垃圾处理问题。
2.国内城市地下空间开发利用现状及发展趋势国内城市地下空间的开发利用起步较晚，但是在近年来也有了一些进展。
目前，国内城市地下空间的开发利用主要集中在大城市的市中心区域，包括地下商业街、地下车站、地下停车场等。
国外盐穴地下天然气储气库建库技术发展
有很好 的胶结 性 ， Ⅱ对 上 郫盐 有较 好 的 支撑 作用 。
盐 的 纯 度 大 于 ｇＩ ， １
ｌ 有 充 足 的 水 源 。通 常 地 Ｆ ） 水 湖 水 河
的人们所 视 这类 天然 气储气 库 目前在 世界上 有４ ４座 ． 占各 类 储 气 库 总 和 的 ８ 左 右 ． 中 约 其
止 管 线 负 荷 不 平 衡 的 损 失 力 山 更 具 优 势
ｌ 建 库 条件
ａ 盐穴应 建在 盐层 厚 、 ） 崮 整 装 、 断 层 闭 无 合 幅度大 的沉 积 构造 卜 围 崭 及盐 层 分 布稳 定 ． 有 良好 的储 盖 组 合 盖 层 要 有 一 定 厚 度 。 美 国 。， 要 求 盐 有 ・ 撮 小 盐 顶 厚 度 ． 一 为 ９ ． ～ 个 般 １４ ｌ ２ ４Ｉ（ ０ ～ ５ ０ ｆ） 在 这 个 层 段 上 ， 求 盐 ｎ ３ ０ ０ １ ５ 要
淋 洗过 程 见图 ２ 。这 ２种 方法都 可 以使盐 穴 得 到 稳 定 的形 态 。法 国索非 公 司的 建库 经 验 证 Ｈ 通 月， 过 对 ２种方 法进 行 对 比发 现 ， 向 淋 洗 的采 盐率 反
比正 向 淋 洗 的 采 盐 率 高得 多 。
芷井毋 啦 ｃ 淋冼 的盐穴 接近先 成的
２ 建造 技 术
建造 地 下 盐 穴 储 气 库 通 常 采 片 溶 解 矿 技 Ｊ
不溶解残盐
术
通 过钻凿 并 眼 注 入清 水 到 盐 层 溶 解 盐 ， 然
图 １ 盐 穴 地 下 储气 库 示 意 图
后 再将 溶解 后 的卤水 返 回到地 阿 。淋 洗 过程 中既
地 下盐穴储 气库 的作 用就是 在 天然气 气源遇
地下储气库智能化现状分析及发展建议
地下储气库智能化现状分析及发展建议发布时间：2022-06-28T07:16:58.791Z 来源：《工程建设标准化》2022年5期作者：韩娟娟[导读] 随着通信技术、传感技术和信息化技术的飞速发展和普及，地下储气库对智能化的需求也日趋强烈。
韩娟娟中石化石油工程设计有限公司山东东营摘要：随着通信技术、传感技术和信息化技术的飞速发展和普及，地下储气库对智能化的需求也日趋强烈。
为此，本文分析了国内外储气库智能化建设的现状，总结了地下储气库智能化建设存在的不足,并对以后的科研攻关方向进行了探讨。
结果表明:①大多数储气库自动化系统建设标准高、覆盖面广，设备设施先进；②地下储气库智能化建设主要在各系统(包括自控系统，电力系统和监测系统)之间的互通性，数据检测、储存和分析应用，地面工程建设部分及系统的整体集成方面存在不足；③为了加快智能化建设，应多在地下储气库安全运营技术、智能化提升技术以及运行优化技术等方面多进行科研攻关。
关键词：地下储气库；智能化建设；现状分析；发展建议；科研攻关1 引言地下储气库，由地质构造与相关配套设施构成，其主要功能主要包括[1~5]：季节应急调峰时获得补充气源；优化输气管道生产运行；用于国家安全战略储备等。
由于地下储气库与其他天然气储存设施相比（如LNG库等）具有储存量大，弹性大，调峰范围大，经久耐用，安全程度高等优势[6]，使得储气库的发展尤为迅速。
地下储气库的深度多为250-2000m大部分含水圈闭储气库及枯竭油气藏储气库深度大都不超1000m，与盐穴型储气库一起，构成了储气库的主力类型。
随着通信技术、传感技术和信息化技术的飞速发展和普及，油气行业对智能化的需求也日趋强烈，主要体现在需要收集、感知和使用来自整个储气库环境中的每个节点、人、传感器的各种信息的全面感知功能，根据每项业务特点，从前端到后端跨部门、跨专业连接内部和外部职能的集成与协作功能，及时捕捉预警信号，自动促发处理方案，包括人工流程和自动控制处理的预警与快速响应功能，基于广泛的数据基础、历史经验和专家知识，确保科学决策的辅助决策功能和基于实时数据进行建模和模拟，进行方案编制比较以及深入分析和预测与先进分析功能。
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国外地下储气库的技术与发展
最早的天然气地下储气库是1916年在美国利用枯竭气田建造的，开创了地下储气的先例。
迄今在世界各地天然气地下储气设备总有效容积约250Gm3，共建立了551座地下储气库，其中425座主要是利用枯竭油气田，83座是利用含水构造层，39座是利用含盐岩层，4座是利用废弃矿井。
到目前为止，美国、加拿大、丹麦、德国、法国、前苏联和英国等，对利用枯竭油气田建造地下储气库，都已有了多年的实践，并进行了系统的研究，积累了丰富的经验。
一、建设地下储气库的规划要点
天然气地下储气库主要由地下储集层、气井及地面设施等基本部分构成。
地面设施包括压缩机站、集输系统、气体处理和计量站。
地下储气库的建设需具有一定条件，要符合储气要求的技术特性，主要包括：
1、地质条件的选择
地下储集层应具有较高渗透性(一般在250～1000 mD)的非固结砂层，以中细砂为特征，比较结果表明：非固结砂层构造的储气容量、运行气量和气田峰值都好于固结砂层。
顶部盖层密闭性能要好，以保证竖向和侧向不漏气，选取的顶部盖层一般是由压实的层状粘土和其它细粒矿物质所组成的页岩，为致密的不渗透岩层。
弱的水驱，以避免抽气时随储气压力的降低，边水和底水进入气藏，使气藏孔隙空间的体积缩小，有效容积减少，降低采收率。
要求能承受较大波动的日回采量和注入流量。
2、完整的技术数据
首先必须有确定的储气库开发参数，主要包括原枯竭油气田的孔隙度、渗透率、储集层厚度分布等值线、原始地层压力、含水饱和度以及最大储气能力、全部井数和井口压力等，这些参数能说明地质构造特点和对输配系统的要求。
在掌握原始地层参数的基础上，还需要进行技术经济分析和各种方案的比较，包括确定储气库的总容积、有效容积、气帽容积；注入和排出燃气的功率消耗；储气库充气和排气所需的时间；钻井、地面设施及与输配系统的连接等所需的投资规模。
二、数值模拟分析的研究
模拟分析是80年代开始兴起的，目前已成为油气母开发、设计和监控的最重要手段。
在美国、德国、丹麦、意大利等都采用模拟研究，即利用原枯竭油气田的地质构造特点和有关技术资料，选择好数学模型，用计算机理论求解出地下储气库的储气容量和储存能力(气体在空间的分布情况)；运行气量；注采气能力；不同类型气体混合所造成的气体质量的变化等。
揭示出储气工艺特征，对地下储气库运行工艺提出指导。
地质地层和气体种类的差异性，需要发展相应的科学计算方法，以便能经济地控制地下储库内天然气的流动过程。
目前高效能计算机的发展和在数值模拟方面的进步已使其成为可能。
从国外资料看，储气库的实际流动过程基本上分为以下几种：
(1)从一个周界清楚的连续式储气的气田中回采天然气； (2)在一个含水地层中注采天然气；(3)在半枯竭气田或以惰性气体做垫层气的气田内储存天然气，储气库在运行期间发生气体混合；(4)在一个枯竭油田中注采天然气。
针对上述4种基本过程，相应提出4种基本数理模型如下：
(1)三维气流模型，可应用于确定干气储库边界，使储气库储气压力达到最大，回采率最高，在连续储气运行中用作气垫的剩余气体在数量上达到最佳值，有效容积、生产率、井网布置和流动压降等参数达到最佳值。
(2)三维气--水置换模型，可应用于带水驱动作用下的气田、含水层储气、井附近集水等的研究。
(3)一维气体混合模型，可应用于研究以残存气和储入气之差作储库库容或改变储气类型的情况。
研究储气库剩余天然气与新注入气体相混合问题，对压力及动力学特性的改变，储气层有发生局部阻塞的危险，借助此模型，可找到适当的运行模式，保证满负荷正常运行。
(4)一维气--油溶混模型，可应用于开发油田，在油田内储气等。
计算机程序可以高效率地分析大量储气系统方案，并从中选出最佳方案，使气体储存量、有效气体容积、储库的生产率达到最大值；投资和经营费用达到最小值。
计算机的数值模拟还可以获得井网的自动最佳化，即按最少的井数预先确定随时问而变的井网，根据给定的气体生产方案模拟出最佳井流型式，包括井位、
钻孔顺序和使各生产井合并的时间的最佳化；整个储库运行的性能参数最佳化。
目前天然气地下储气库的数值模拟研究的发展趋势是：一方面为输配系统和日常控制方案，研制出低成本运行的气田模型；另一方面按照基本理论和实验室研究的结果，改进模型的基本物理特征。
三、利用惰性气体作为垫层气的研究
所谓垫层气是地下储气库储气量的一部分，它是储气库调峰运行注采操作过程中，滞留在库中的天然气，起着维持储气库的体积和压力的作用，确保均匀地输气能力。
采用惰性气体作垫层气，避免与天然气发生混合是关键技术问题。
法国和美国的解决办法是在储气层外侧注入惰性气，而不是在整个储气库均匀注入，这样惰性气体滞留在外侧，可实现惰性气体作为垫层气维持储库容积和压力的功能。
丹奏的研究结果表明：含水层中20％以内的垫层气可以由氮气组成，并且每年只要循环少于60％的天然气，天然气便可储存于氮气储层而不会产生严重的混合问题。
四、提高天然气储量和生产能力的方法
近几年来，世界各国在研究提高天然气的有效储存量和生产能力方面，取得了重大进展，有三种主要趋势
(1)采用水平钻井技术。
这既可减少井的数量，又可提高燃气的输送能力，同时可极大限度的提高燃气的采收率。
(2)储气井的激励。
在加拿大、意大利和德国的一些废油气田，采用激励储气并的办法(酸化处理，使岩石碳化和破碎)大大提高了产气能力，某些井的敞流能力提高了50％-400％。
(3)提高最大储气压力。
按规程规定，最大储气压力不得高于原始油气田压力，如果超过原储气层压力，就可能使覆盖在气库上面的低渗漏区以及微小的构造发生裂缝，致使天然气漏人覆盖层或地表。
但在德国的一些储气场地，最大允许压力却明显高于原始压力，最大提高率达24％。
事实上对某些废油气田，提高最大储气压力可使有效燃气储存率和采气率增加10％～40％，但对于达到这种压力下的储气库，必须首先预测顶部的密封性，并增加监测手段，以防天然气泄漏。
五、操作运行问题
地下储气库的操作运行经验主要有如下几点。
1、防砂化
非固结的砂层是储气库的一种特征，其优点为具有较高渗透性，储层可用性较高，缺点是产生砂化。
这是利用枯竭油气田建造地下储气库的老问题之一。
砂化会导致构造破坏，使天然气量损失、井口切断，或可能因井喷而造成地面设备和套管的破坏。
防砂化的办法，一是减少气流阻力来控制砂化，即交替使用砂砾压紧或固结技术。
二是采用机械法控砂，包括用筛分机使构造砂固定，或将多余的砂砾筛分，使构造砂就地保持，此技术目前已得到广泛使用。
2、控制露点
从地下储气库采出天然气，特别是高流量时，运行的压力和温度条件就进入生成水化物作用的危险范围。
如果存在游离水以及天然气温度降低到特定值时，就会形成水化物，它将减少流动断面，导致供气中断，所以必须控制露点，防止水化物形成。
目前采用的解决方法有脱水干燥处理注入的天然气，其次是抽气率要控制在最大临界流量以内，此参数受压力和温降的限制。
3、防泄漏
储气库最好建在砂岩地层，但应解决隔层问题，如何封闭砂岩层至今未完全得到解决，致使无法获得高的燃气采收率。
目前匈牙利采用在砂岩中加特殊制剂作隔层的办法，此技术已受到专利保护。
注：摘自《油气储运》1997第16卷第12期。