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冬供,中国石油储气库交上满意答卷
  新闻来源:石油商报 2022-03-18 09:47  

  3月15日,科技日报头版头条刊发文章《我国储气库建设实现原创技术突破》引起广泛关注。随着一座座储气库供气阀门陆续关闭,中国石油储气库2022年冬季保供任务将划上圆满句号。“本周期冬供,中国石油储气库实现供气突破110亿立方米,日最大供气能力达1.6亿立方米,与国内自产气、进口管道气和LNG联合保供,经受住了严寒考验,中国石油运营的24座储气库功不可没。”接受《石油商报》记者采访时,中国石油勘探开发研究院(以下简称勘探院)储库工程首席技术专家郑得文表示。

  经过近30年的探索、借鉴与创新,由中国石油领衔的中国储气库建设从储气能力到技术水平都已跻身世界前列。复杂断块气藏储气库建库技术已处于国际领先水平,复杂盐层直井单腔建库技术支撑了中国盐穴储气库高效建设。被誉为储气库“心脏”的高压注气压缩机实现了国产化,储气库钻完井固井特色技术系列化。储气能力建设快速增长逐渐满足了国内天然气的调峰需求,为保障国家天然气供应安全作出贡献。这些骄人的成绩,凝结着中国石油科技工作者的智慧和汗水。

  弯道超车,世界惊叹“中国速度”

  时间回溯到2009年,一股寒流袭击了我国大江南北。浙江、湖南、湖北等省纷纷出现天然气“断气”现象,百姓生活受到极大影响。中国石油接到党中央、国务院最高指示:立即大力建造储气库,发挥储气库的调峰作用,满足全国天然气供应需求。中国石油勇挑重担,迅速由勘探院牵头开展新一轮选址评价攻关。集团公司一年内召开13次储气库建设专题推进会,如一阵阵催擂的战鼓,激励着研发团队向储气库建设阵地进发。

  然而,虽然国外储气库经过百余年发展,类型多样,体系完备,为我国提供了宝贵的借鉴经验,但国外以浅层简单构造、中高渗储层为主的储气库建设与运行技术,难以解决我国复杂深层储气库建库的关键难题。我国陆相复杂地质条件和晚于世界储气库建设半个多世纪的现实,使研发团队面临着无理论指导、无方法借鉴、无人才队伍的“三无”局面。

  “把劣势变优势!攻克世界难题,我们就能实现‘弯道超车’。”由中国石油储气库建设总负责人马新华教授领衔的研发与管理团队在困难面前没有退缩,经过多年科技攻关与科技创新,克服了我国储气库资源禀赋差、技术难度大、无成熟经验可借鉴等重重困难,率先组建了国内首个专业配套的储气库综合研发团队,建成了国内唯一储气库配套综合实验室,建立了中国复杂地质条件储气库理论技术体系,牵头编制了多项行业标准,取得了一批具有自主知识产权的技术、装备、产品与软件,支撑建成了中国石油24座(全国共28座)储气库,实现了中国石油“十三五”期间储气库调峰能力跃上百亿方规模。

  在国家政策的大力支持下,中国石油仅用十几年,就建成6座商储库群,使储气能力由20亿立方米突破至100亿立方米,使中国的储气能力一举跃升至世界前10位。

  攻坚难题,储气库跳动“中国心脏”

  伴随着我国天然气消费的快速增长,冬季频繁出现的供气紧张给天然气安全供应敲响了警钟。我国天然气对外依存度高达44%,储气能力不足造成天然气安全平稳供应矛盾进一步加剧。2018年2月,习近平总书记作出指示:“要把天然气产供储销体系建设当作一个重点工程抓好,以防再现‘气荒’。”随后,国家发展和改革委印发《关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见》,要求供气企业有不低于合同年销售量10%的储气能力。关乎国家能源安全及民生工程的储气能力建设,受到党中央和国务院的高度重视。

  中国石油地下储气库技术攻关团队直面挑战,依托中国石油重大科技专项,向新的建库需求与关键原创技术开展攻关。

  面对中国复杂断块、中低渗近枯竭气藏建库的世界级难题,中国石油储气库联合团队攻关形成了4大特色建库配套综合技术。谈到此,参加攻关的储库工程首席专家郑得文如数家珍:“创新形成了复杂断块气藏储气库动态密封、高速注采渗流等建库关键理论与方法,创造了埋藏最深、运行压力最高、井底压差最大等世界纪录;枯竭气藏储气库常规尺寸超低压地层钻井堵漏、交变载荷防裂隙固井、交变工况注采管柱设计等技术基本成熟,支撑了国内气藏储气库的大规模建设;研制高压大排量往复式注气压缩机组,打破进口垄断;建立全生命周期的安全管控体系,研制井下泄漏检测、注采管柱氦气密封检测等安全检测装备,性能达到国外同类产品水平。同时,复杂盐层直井单腔建库技术取得突破,支撑了中国盐穴储气库高效建设,建立了直井多因素水溶速率图版,创新建立了基于神经网络的直井多场耦合水溶速率预测模型,精度90%以上;创新了氮气阻溶界面控制工艺,形成以氮气阻溶和反循环造腔为主的直井造腔技术,直井单腔造腔技术基本成熟。”

  压缩机被誉为储气库的“心脏”。多年来,我国无法生产高压大排量压缩机,储气库建设初期全部靠国外进口,成本高、周期长,从订购到运回国内使用至少需两年时间,制约了储气库快速建设。为了打通“卡点”,国内企业积极攻关,中国石油成都压缩机厂制造出达到世界先进水平的压缩机,储气库有了“中国心脏”。

  世界上最深的、压力最高的储气库井在中国。这最深最高,对固井水泥要求严苛。国外固井水泥也不能很好地解决这个难题。中国石油攻关团队经过多次实验攻关,终于生产出国产深层固井水泥,固井成功率达到100%,耐压性、抗温性、高弹性均达到世界先进水平。

  椽笔蓝图,规划彰显“中国信心”

  几十年来,储气库在世界各国的能源安全中发挥着越来越重要的作用。从由来已久的“俄乌斗气”,至今年1月哈萨克斯坦的政治动乱,无不彰显着天然气储气库对国家能源安全的举足轻重的地位。在中国,天然气不仅承担着保国家能源安全的职责,也对保民生、保蓝天具有重要的战略意义。储气库建设就是实现这“三保”的重要载体。

  目前,全球储气库储气能力占消费量的11.8%,而我国仅占5.1%,储气能力建设亟需加强。为此,我国确定了“十四五”期间加快地下储库建设的总体规划,制定了“2025年全国集约储气能力达550亿~600亿立方米,占全国天然气表观消费量的12.7%~13.9%,2030年达到600亿~700亿立方米,2035年达到700亿~800亿立方米”的目标,要求中国石油新建储气库调峰能力112亿立方米。也就是说,中国石油要用5年时间完成以往20年新建调峰能力总和,责任重大。中国石油董事长戴厚良指出:“储气库建设势在必行,这是贯彻落实习近平总书记关于加快天然气产供储销体系建设重要指示批示精神的具体举措,是完成国家规定的储气能力建设任务的需要,也是集团公司开拓市场,增强调峰和应急保障能力的现实需要。”

  中国石油由勘探院牵头,依托储气分公司等7家储气建设单位,联合中石油工程技术研究院等院所,与中科院等国内知名研究单位和企业联合攻关,加强与国际公司交流,着力攻关高效建设、安全运行、降本增效面临的关键难题,围绕公司在役库达容、新库建设、安全管控和数字化4大领域,制定了理论技术、生产应用、创新能力提升等攻关目标。针对一系列科学、技术、工程等问题,设置了《复杂储气库地质密封性评价与库容高效利用技术研究》等6项共性研究课题和“复杂断块高质量储气建设”等5项示范工程,勠力实现储气库建设技术攻关新突破。

  针对油藏建库在国内属于新类型,配套技术处于空白的现状,攻关团队已开展油藏建库选址评价研究,在塔里木、冀东、辽河和吉林等油田筛选了一批库址资源,开展油藏建库配套技术攻关;针对大面积低渗岩性气藏甜点区建库属于气藏建库新方式,国内外尚属首次。以榆林为代表的中西部枢纽区库址资源地理位置优越、规模大,具备建设大规模储气库的潜力,对加快公司储气能力建设意义重大,攻关团队力争利用局部高渗区建库快速形成储气能力;针对复杂连通老腔储气属于盐穴储气新领域,速度快、潜力大,但国际尚无先例。攻关团队将针对张兴、叶县、淮安、昆明等库址开展薄盐层多井型造腔工艺优化。他们坚信,这幅蓝图的绘制,定能支撑集团公司实现“十四五”末新增储气库调峰能力100亿立方米以上、高峰日调峰能力达3亿立方米的目标。

  为了圆满完成这一目标,中国石油地下储气库技术攻关团队牵头申报国家能源地下储气库研发中心工作正在紧锣密鼓地进行。据介绍,国家能源地下储气库研发中心批准成立后,将着力打造我国储气库原创技术研发策源地,在保障国内天然气安全平稳供应、以科技支撑快速推进公司储气能力建设、解决集团公司复杂储气库重大生产难题以及实现资源整合提升科技创新能力等方面,发挥积极的推动作用。

 
  【作者: 张绍波 刘丽】 关闭窗口
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