科技日報記者 操秀英
一年一度冬供即將結束。3月15日,隨著一座座儲氣庫供氣閥門陸續關閉,今年的供暖季將劃上圓滿句號。
這當中,我國天然氣儲氣庫建設的技術突破功不可沒。
中國石油勘探開發研究院首席專家鄭得文介紹道,地下儲氣庫是天然氣上、中、下游產業產供儲銷體系中的關鍵一環,其保障國家能源安全和國計民生的“飯碗”作用至關重要。
2017年,我國北方部分地區一度出現天然氣供應緊張的局面,暴露出我國在天然氣生產、供應、儲備、銷售等環節存在一些不足。2018年,國家發改委、國家能源局聯合印發《關于加快儲氣設施建設和完善儲氣調峰輔助服務市場機制的意見》,要求供氣企業有不低于合同年銷售量10%的儲氣能力。
“天然氣大發展勢頭強勁,儲氣能力不足仍是制約我國天然氣業務可持續高質量發展的瓶頸?!编嵉梦恼f,“十四五”期間,根據國家發改委、能源局對集團公司儲氣能力建設任務要求,中國石油儲氣庫調峰能力需要新增加100億立方米以上,建設任務十分艱巨。
復雜的地質條件讓我國儲氣庫建設面臨一系列嚴峻挑戰?!皣鈨鈳旖涍^百余年發展,類型多樣、體系完備,為國內提供了寶貴的借鑒經驗?!编嵉梦恼f,但國外以淺層簡單構造、中高滲儲層為主的儲氣庫建設與運行技術,難以解決中國復雜深層儲氣庫建庫的關鍵難題。
由中國石油勘探開發研究院馬新華教授領銜的團隊向這一難題發起攻關。面對中國復雜斷塊、中低滲近枯竭氣藏建庫的世界級難題,經過近30年科技攻關,該團隊形成了四大特色建庫配套綜合技術。一是創新形成了復雜斷塊氣藏儲氣庫動態密封、高速注采滲流等建庫關鍵理論與方法,創造了埋藏最深、運行壓力最高、井底壓差最大等建庫世界紀錄。二是枯竭氣藏儲氣庫超低壓地層鉆井堵漏、交變載荷防裂隙固井、交變工況注采管柱設計等技術基本成熟,支撐了國內氣藏儲氣庫的大規模建設。三是研制高壓大排量往復式注氣壓縮機組,打破進口壟斷。四是建立全生命周期的安全管控體系,研制井下泄漏檢測、注采管柱氦氣密封檢測等安全檢測裝備,性能達到國外同類產品水平。
在此過程中形成的一批技術、裝備、產品與軟件,支撐建成了中國石油24座儲氣庫。
鄭得文介紹,“十四五”期間,我國確定了加快地下儲氣庫建設的總體規劃,根據需求中石油新建儲氣庫調峰能力逾百億方,也就是說,要用5年時間完成前20年新建調峰能力總和,責任重大,任務艱巨。
中國石油地下儲氣庫技術攻關向新的建庫需求與卡脖子技術開展新一輪攻關,針對一系列科學、技術、工程等問題,設置了“復雜儲氣庫地質密封性評價與庫容高效利用技術研究”等6項共性研究課題和“復雜斷塊高質量儲氣建設”等5項示范工程,勠力實現儲氣庫建設技術攻關新突破。一是油藏建庫在國內屬于新類型,配套技術處于空白。攻關團隊已開展油藏建庫選址評價研究,在塔里木、冀東、遼河和吉林等油田篩選了一批庫址資源,開展油藏建庫配套技術攻關。二是大面積低滲巖性氣藏甜點區建庫屬于氣藏建庫新方式,國內外尚屬首次。以榆林為代表的中西部樞紐區庫址資源地理位置優越、規模大,具備建設大規模儲氣庫的潛力,對加快公司儲氣能力建設意義重大。攻關團隊力爭利用局部高滲區建庫快速形成儲氣能力。三是復雜連通老腔儲氣屬于鹽穴儲氣新領域,速度快、潛力大,但國際尚無先例。攻關團隊針對張興、葉縣、淮安、昆明等庫址開展薄鹽層多井型造腔工藝優化。四是支撐公司實現“十四五”末新增儲氣庫調峰能力100億方以上、高峰日調峰能力達3億方的目標。
中國石油地下儲氣庫技術攻關團隊牽頭申報“國家能源地下儲氣庫研發中心”的工作也正在緊鑼密鼓地進行。據介紹,國家能源地下儲氣庫研發中心批準成立后,將著力打造我國儲氣庫原創技術研發策源地,在保障國內天然氣安全平穩供應、以科技支撐快速推進公司儲氣能力建設、解決公司復雜儲氣庫重大生產難題以及實現資源整合提升科技創新能力等方面,發揮積極的推動作用,并將為實現國家“2025年全國集約儲氣能力達550億-600億立方米,2030年達到600億-700億立方米,2035年達到700億-800億立方米”的目標做出貢獻。
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