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摘要：天然气是一种清洁、廉价、高燃烧值的天然燃料，也是重要的有机化工原料，随着我国天然气资源的不断发现和开采，天然气在我国的使用以慢慢趋于广泛，而由于受到气候条件、用户种类和用量的因素影响，天然气的用量存在极大的不均衡性，为了保证天然气的供需平衡，必须采取储备措施，以便随时调整输出供应量从而保证管道压力平衡，来满足用户的需求，而作为储存天然气的办法之一¬¬,地下储气库能很好的解决这个问题，本文对地下储气库做了几点讨论。
关键词：地下储气库调峰战略储备
地下储气库顾名思义一般是在较深的地下，找到一个完全封闭的构造体，在地面用泵送的方法把天然气注入到这个构造中储藏起来，当需要时，再通过生产井把天然气采出到地面后输送到各个用户。
一、地下储气库的种类
为了使地下储气库的采气压力满足工艺要求并保证储气库运行的经济性，不能将所储存的气体全部采出。在一个地下储气库中，可以采出的那部分气体叫工作气，而滞留在储气库中的那部分气体叫垫层气。一个地下储气库可以容纳的最大工作气量叫做它的工作气容量。 根据以额定采气速率采出全部工作气量所需的天数，可以将地下储气库分为短期调峰型和季节型。短期调峰型储气库的工作气容量一般为5~25天的额定日采气量，季节型储气库的工作气容量一般为70~120天的额定日采气量。
而因地下构造不同，地下储气库又可分为枯竭油气田型、含水层型、盐穴型和废煤矿型。
1、枯竭油气田型。其地质构造、储气原理、建造步骤以及运行特性均类似于枯竭气田凝析气田型储气库。
1.1.枯竭气藏型
将枯竭废弃的气藏转为夏注冬采的地下储气库，这是在各种地下岩层类型中建造地下储气库的最好选择，其主要优点如下：（1）有盖层、底层、无水驱或弱水驱，具备良好的封闭条件，密闭性好，储气不易散溢漏失，安全可靠性高。（2）有较多现成采气井可供选择利用。作为注采气井，有完整配套的天然气地面集输、水、电、矿建等系统工程设施可供选择，建库周期短，试注、试采运行把握性大，工程风险小，有完整成套的成熟采气工艺技术。（3）不需或仅需少量的垫底气，一般调峰工作气量为注气量的70％～90％，注入气利用率高。
1.2.枯竭油藏型
利用枯竭油藏或油藏气顶建造储气库，虽具备了枯竭气藏型的部分优点，但缺点也较为突出，首先需把部分油井改造成天然气注采井，原油集输系统也要改为气体集输系统；其次随同采气必然会携带出部分轻质油，因此需新建配套轻质油脱除及回收系统，而且建造周期长，需试注、试采运行，检验、考核费用较高。尽管存在上述缺点，在无枯竭气田的情况下，枯竭油藏仍不失为建造地下储气库的良好选择。
2、含水层型
这种类型的储气库是用注入的天然气驱替含水层空隙中的水。在由盖层封闭起来的储气构造中，实际的占用的储气空间随储气量变化。其主要的优点是寻找库址的地理范围大，在找不到合适的枯竭油气田时，大型含水层不失为季节性调峰和战略储气库的一种可行选择。在大型工业中心和大城市附近，并非都有适于建设地下储气库的枯竭油气田。在这种情况下，最有利的建库条件便首推在含水层中建设地下储气库。在含水层中建库的方法是，将岩层孔隙中的水排走，并在非渗透性的含水层盖层下直接形成储气场所。
适合做储气库的地下含水层应具备以下条件：（1）地质构造是穹隆型隆起或背斜构造，有完整封闭的地下含水层构造，无断层。含水岩层有一定孔隙度、渗透率，可作为储气的容积空间，越大越好。（2）含水岩层上下有良好的盖层及底层，密封性好，注气后不会发生漏失、散溢。（3）含水岩层埋藏有一定深度，能承受一定的注气能力，与城市生活用水等水源不相互连通。
利用含水层建造储气库存在的不利因素是，勘察、研究选库工作难度大，工作量大，时间长，需钻一定数量的注采井、观察井；需建设完整的配套工程，投资运行费用高；气库需要一定的垫底气，垫底气量一般是气库储气量的30％～70％；储气量、调峰能力较枯竭油气藏小。
3、盐穴型
这种类型的储气库可以节省造穴工程量，建库的时间较短，费用低。对于周围缺乏多孔结构地下构造层的城市，特别是在具有巨大的岩盐矿床地质构造的地区，将天然气储存在地下含盐岩层内，在短期内实现提供高容量的储备，也是目前各国普遍采用的方法。盐穴天然气储气库的建造分为两种，一是将废弃的采盐盐穴改建为天然气地下储气库；二是新建盐穴储库。
盐穴储库的特点是，单个岩盐空间容积大，最大可达500×104m3以上，储气量可达1×108m3，开井采气量大，调速快，调峰能力强，储气无泄露。与其它地下储存方式相比，虽然建库的投资成本较高，天然气有效容积相对较小，但产气能力相对较高，注气时间短，垫层气用量少，最适合日调峰负荷的平衡。我国为解决长江三角洲和上海城市用气较为集中的问题，作为西气东输管道季节性调峰的大型地下储气库拟建在金坛市。届时，金坛盐矿将成为我国第一个利用盐矿建立的盐穴地下储气库。
4、废煤矿型
利用采过煤的废弃地下矿井及巷道容积，经过改造修复后作为地下储气库。优点是废物利用，建库费用小；缺点是通常矿井有裂缝发育，密封性差，高压注入天然气易漏失，易导致灾害发生，安全性差。因此需做较长时间的试注、观察和监测，建库周期长，经营运行成本高。
二、地下储气库作用及用途
与地上储气设施相比，地下储气库具有容量大、适应性强、经济性好、安全度高、占地面积少、环境影响小等一系列优点。
从地下储气库的储气功能出发，人们开发出了它的多种用途：
①供气系统调峰。它通常建在用气中心附近，当供气量大于用气量时，多余的天然气注入地下储气库中储存起来；当用气量大于供气量时，不足的气量由该储气库来补充。地下储气库主要用于季节性调峰，也可用于中、短期的月、周、日调峰。
②提供應急气源。在供气系统上游因故（如地震、洪灾、事故等）停产或部分停产、干线输气管道事故（如管线断裂）停输或因故障（如压气站故障停运、水合物堵塞管道等）而不得不降量输送的情况下，位于用气区附近的地下储气库可以作为应急气源维持供气。
③天然气战略储备。由于地下储气库的储气容量大，因而可以作为国家、地区或企业的天然气战略储备基地，用于在正常气源较长时间内不能保障供气的情况下维持供气。
④天然气贸易和价格套利。所谓价格套利是指利用天然气的季节差价进行天然气买卖的差价收入。由于地下储气库容量巨大，因而可以在地区乃至国际天然气贸易中扮演重要角色。
⑤储气库租赁。这是地下储气库的一种新的经营方式，即有某些地下储气库专业公司向其它公司提供有偿的储气服务。在美国，这种租赁服务已相当普遍。近年来，跨国的储气库租赁业务也已获得了较大发展。
以天然气战略储备为例。巨大的峰谷差挑战城市天然气供需平衡。燃气行业专家分析，目前我国天然气峰谷差比例大于3，北京等大城市峰谷差甚至达到10。北京冬季高峰时天然气日消耗量超过5000万立方米/天，而在夏季低谷消耗量不足400万立方米/天。巨大的消费落差威胁着城市燃气供应系统的稳定性。一般而言，天然气调峰可通过供应与需求两个方面调节。供应方调峰手段包括地下储气库、气田备用产能、LNG接收站的优化运行等；需求侧调峰手段包括，可中断的双燃料工业用户、燃气发电企业、利用价格杠杆控制峰值等。因此国家能源局开始筹建天然气战略储备。中国燃气协会建议，在具体操作层面上：天然气上游企业自身或者委托有资质企业承担天然气储备设施建设和运营；下游城市配气企业应该承担城市日调峰天然气储备设施建设和运营，各地方政府可要求配送企业建立天然气储备，负责城市天然气日调峰。天然气上游生产企业和下游企业还应当建立相应的季节调峰与日调峰预警机制，预测相应下游市场或者本地区天然气需求变化，针对天然气供应情况设计系统的调峰方案。
三、结语
综上所述，随着我国天然气资源的不断发现和开采。对地下储气库的需求也越来越高，我们应该坚持不解的加强对地下储气库的开发，建立天然气国家战略储备，从而保证管道压力平衡来满足用户的需求。
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关键词：地下储气库调峰战略储备
地下储气库顾名思义一般是在较深的地下，找到一个完全封闭的构造体，在地面用泵送的方法把天然气注入到这个构造中储藏起来，当需要时，再通过生产井把天然气采出到地面后输送到各个用户。
一、地下储气库的种类
为了使地下储气库的采气压力满足工艺要求并保证储气库运行的经济性，不能将所储存的气体全部采出。在一个地下储气库中，可以采出的那部分气体叫工作气，而滞留在储气库中的那部分气体叫垫层气。一个地下储气库可以容纳的最大工作气量叫做它的工作气容量。 根据以额定采气速率采出全部工作气量所需的天数，可以将地下储气库分为短期调峰型和季节型。短期调峰型储气库的工作气容量一般为5~25天的额定日采气量，季节型储气库的工作气容量一般为70~120天的额定日采气量。
而因地下构造不同，地下储气库又可分为枯竭油气田型、含水层型、盐穴型和废煤矿型。
1、枯竭油气田型。其地质构造、储气原理、建造步骤以及运行特性均类似于枯竭气田凝析气田型储气库。
1.1.枯竭气藏型
将枯竭废弃的气藏转为夏注冬采的地下储气库，这是在各种地下岩层类型中建造地下储气库的最好选择，其主要优点如下：（1）有盖层、底层、无水驱或弱水驱，具备良好的封闭条件，密闭性好，储气不易散溢漏失，安全可靠性高。（2）有较多现成采气井可供选择利用。作为注采气井，有完整配套的天然气地面集输、水、电、矿建等系统工程设施可供选择，建库周期短，试注、试采运行把握性大，工程风险小，有完整成套的成熟采气工艺技术。（3）不需或仅需少量的垫底气，一般调峰工作气量为注气量的70％～90％，注入气利用率高。
1.2.枯竭油藏型
利用枯竭油藏或油藏气顶建造储气库，虽具备了枯竭气藏型的部分优点，但缺点也较为突出，首先需把部分油井改造成天然气注采井，原油集输系统也要改为气体集输系统；其次随同采气必然会携带出部分轻质油，因此需新建配套轻质油脱除及回收系统，而且建造周期长，需试注、试采运行，检验、考核费用较高。尽管存在上述缺点，在无枯竭气田的情况下，枯竭油藏仍不失为建造地下储气库的良好选择。
2、含水层型
这种类型的储气库是用注入的天然气驱替含水层空隙中的水。在由盖层封闭起来的储气构造中，实际的占用的储气空间随储气量变化。其主要的优点是寻找库址的地理范围大，在找不到合适的枯竭油气田时，大型含水层不失为季节性调峰和战略储气库的一种可行选择。在大型工业中心和大城市附近，并非都有适于建设地下储气库的枯竭油气田。在这种情况下，最有利的建库条件便首推在含水层中建设地下储气库。在含水层中建库的方法是，将岩层孔隙中的水排走，并在非渗透性的含水层盖层下直接形成储气场所。
适合做储气库的地下含水层应具备以下条件：（1）地质构造是穹隆型隆起或背斜构造，有完整封闭的地下含水层构造，无断层。含水岩层有一定孔隙度、渗透率，可作为储气的容积空间，越大越好。（2）含水岩层上下有良好的盖层及底层，密封性好，注气后不会发生漏失、散溢。（3）含水岩层埋藏有一定深度，能承受一定的注气能力，与城市生活用水等水源不相互连通。
利用含水层建造储气库存在的不利因素是，勘察、研究选库工作难度大，工作量大，时间长，需钻一定数量的注采井、观察井；需建设完整的配套工程，投资运行费用高；气库需要一定的垫底气，垫底气量一般是气库储气量的30％～70％；储气量、调峰能力较枯竭油气藏小。
3、盐穴型
这种类型的储气库可以节省造穴工程量，建库的时间较短，费用低。对于周围缺乏多孔结构地下构造层的城市，特别是在具有巨大的岩盐矿床地质构造的地区，将天然气储存在地下含盐岩层内，在短期内实现提供高容量的储备，也是目前各国普遍采用的方法。盐穴天然气储气库的建造分为两种，一是将废弃的采盐盐穴改建为天然气地下储气库；二是新建盐穴储库。
盐穴储库的特点是，单个岩盐空间容积大，最大可达500×104m3以上，储气量可达1×108m3，开井采气量大，调速快，调峰能力强，储气无泄露。与其它地下储存方式相比，虽然建库的投资成本较高，天然气有效容积相对较小，但产气能力相对较高，注气时间短，垫层气用量少，最适合日调峰负荷的平衡。我国为解决长江三角洲和上海城市用气较为集中的问题，作为西气东输管道季节性调峰的大型地下储气库拟建在金坛市。届时，金坛盐矿将成为我国第一个利用盐矿建立的盐穴地下储气库。
4、废煤矿型
利用采过煤的废弃地下矿井及巷道容积，经过改造修复后作为地下储气库。优点是废物利用，建库费用小；缺点是通常矿井有裂缝发育，密封性差，高压注入天然气易漏失，易导致灾害发生，安全性差。因此需做较长时间的试注、观察和监测，建库周期长，经营运行成本高。
二、地下储气库作用及用途
与地上储气设施相比，地下储气库具有容量大、适应性强、经济性好、安全度高、占地面积少、环境影响小等一系列优点。
从地下储气库的储气功能出发，人们开发出了它的多种用途：
①供气系统调峰。它通常建在用气中心附近，当供气量大于用气量时，多余的天然气注入地下储气库中储存起来；当用气量大于供气量时，不足的气量由该储气库来补充。地下储气库主要用于季节性调峰，也可用于中、短期的月、周、日调峰。
②提供應急气源。在供气系统上游因故（如地震、洪灾、事故等）停产或部分停产、干线输气管道事故（如管线断裂）停输或因故障（如压气站故障停运、水合物堵塞管道等）而不得不降量输送的情况下，位于用气区附近的地下储气库可以作为应急气源维持供气。
③天然气战略储备。由于地下储气库的储气容量大，因而可以作为国家、地区或企业的天然气战略储备基地，用于在正常气源较长时间内不能保障供气的情况下维持供气。
④天然气贸易和价格套利。所谓价格套利是指利用天然气的季节差价进行天然气买卖的差价收入。由于地下储气库容量巨大，因而可以在地区乃至国际天然气贸易中扮演重要角色。
⑤储气库租赁。这是地下储气库的一种新的经营方式，即有某些地下储气库专业公司向其它公司提供有偿的储气服务。在美国，这种租赁服务已相当普遍。近年来，跨国的储气库租赁业务也已获得了较大发展。
以天然气战略储备为例。巨大的峰谷差挑战城市天然气供需平衡。燃气行业专家分析，目前我国天然气峰谷差比例大于3，北京等大城市峰谷差甚至达到10。北京冬季高峰时天然气日消耗量超过5000万立方米/天，而在夏季低谷消耗量不足400万立方米/天。巨大的消费落差威胁着城市燃气供应系统的稳定性。一般而言，天然气调峰可通过供应与需求两个方面调节。供应方调峰手段包括地下储气库、气田备用产能、LNG接收站的优化运行等；需求侧调峰手段包括，可中断的双燃料工业用户、燃气发电企业、利用价格杠杆控制峰值等。因此国家能源局开始筹建天然气战略储备。中国燃气协会建议，在具体操作层面上：天然气上游企业自身或者委托有资质企业承担天然气储备设施建设和运营；下游城市配气企业应该承担城市日调峰天然气储备设施建设和运营，各地方政府可要求配送企业建立天然气储备，负责城市天然气日调峰。天然气上游生产企业和下游企业还应当建立相应的季节调峰与日调峰预警机制，预测相应下游市场或者本地区天然气需求变化，针对天然气供应情况设计系统的调峰方案。
三、结语
综上所述，随着我国天然气资源的不断发现和开采。对地下储气库的需求也越来越高，我们应该坚持不解的加强对地下储气库的开发，建立天然气国家战略储备，从而保证管道压力平衡来满足用户的需求。
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