天然气地下储气库技术

我国目前正在规划的储气库包括西气东输配套 工程—金坛盐穴储气库、中石化中原地区天然气 地下储气库、大张坨三期工程。
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.5 天然气地下储气库技术研究现状
一个工程的好坏关键在于设计。对地下储气库一类的 大型工程，优化的思想必须贯穿于项目实施的整个过程。 采用优化设计的方法不仅可以使地下储气库更好的满足 建设要求，而且也可以有效降低工程投资及运行管理费 用。
专题讲座
天然气地下储气库技术
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提纲
1 天然气地下储气库技术概述 2 天然气地下储气库的选型及库址的选择 3 地下储气库库容的确定 4 地下储气库注采动态数值模拟 5 地下储气库的优化设计 6 地下储气库地面工艺技术 7 地下储气库系统仿真及优化运行 8 相关建议
在天然气供应与消费之间，一直存在着可靠、 安全、平稳、连续供气与消费需求量季节、昼 夜、小时不均衡性的固有矛盾。解决这一矛盾 的主要措施是实行天然气储备。
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.1 天然气地下储气库技术研究的意义 地下储气库容量大，储气压力高，储气成本
低，是当今世界天然气的主要储存方式。天然气 地下储气库已经成为天然气输配系统的重要组成 部分，是季节安全调峰，确保连续平稳供气的重 要工程。
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.2 天然气地下储气库的作用
调节供气不均匀性的最有效手段；show 提高供气的可靠性和连续性； 提高管线利用系数和输气效率，降低输气成 本和输气系统的投资费用； 能为国家和石油公司提供原料和燃料的战略 储备。 在新的石油和凝析油开采区，能保存暂时不 可利用的石油气；对老采油区，有助于提高原 油采收率。
第一章 天然气地下储气库技术概述
1.5 天然气地下储气库技术研究现状
储气库模拟基本数学模型
三维气流模型 定容无水驱封闭型枯竭气藏。
三维气水置换模型 带水驱的枯竭气藏储气库、地下含水层储气库。
三维气体混合模型 考虑了气体的渗流、注入气与垫底气之间的混合、对流和扩
散等问题。 二维气油混合模型
枯竭油藏型，考虑气油两相流动和相互传质问题
随着我国天然气产量的进一步增加以及其在 工业和日常生活中的日趋普遍，完善天然气管网、 建造地下储气库已经成为发展我国天然气工业的 紧迫课题。对地下储气库技术进行研究正是基于 此背景提出来的。
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.1 天然气地下储气库技术研究的意义
我国上世纪90年代开始了大规模的天然气管 网建设工程：陕—京线的贯通、西气东输管道工 程的实施，中原地区天然气管网以及陕—京二线 的规划建设将对我国天然气管网及消费布局产生 重大影响。为了解决我国华东地区、中原地区以 及北京市天然气供需之间的矛盾，这些管网工程 都配套规划了天然气地下储气库工程。因此，对 地下储气库技术进行研究具有非常重要的现实意 义。
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天然气地下储气库技术
第一章 地下储气库技术概述
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.1 天然气地下储气库技术研究的意义
在天然气工业体系中，天然气储运设施是联 系天然气生产与使用的纽带，是将开采出来并 经净化处理达标的合格天然气提交给用户的不 可或缺的中间环节。
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.4 天然气地下储气库建设现状
我国地下储气库的建设远远落后于世界水平， 目前建成的只有两座：大庆喇嘛甸油田地下储气 库和大张坨地下储气库。大庆喇嘛甸油田地下储 气库的主要作用是平衡大庆油田内部用气的季节 不均衡性，天津大张坨地下储气库与陕—京输气 管道相连，以平衡北京市季节性用气不均衡性和 保障安全平稳供气为主要目的。
地下储气库技术涉及地质、气藏工程、采气、天然气 集输与净化、天然气管道输送和城市配气方面的相关理 论知识，而地下储气库优化设计及模拟技术是地下储气 库技术的核心。在国外，优化及数值模拟技术已经成为 地下储气库建设必不可少的手段。
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.5 天然气地下储气库技术研究现状
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第一章 天然气地下储气库技术概述
Figure 3 Types of Underground Storage
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第一章 天然气地下储气库技术概述
Figure 4 Development of a Salt Cavern for Natural Gas Storage
20世纪70年代，国外开始应用数值模拟来研究地 下储气库从建造到注采动态运行的整个过程，美国、 德国、丹麦、意大利等国家根据不同类型储气库和 不同流动过程、地质地层以及气体种类的差异性， 提出了相应的数学模型，为储气库的实际运行提供 了理论依据，以达到经济高效地控制地下储气库的 目的。
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.5 天然气地下储气库技术研究现状
国外目前数值模拟已经成为指导各种类型储 气库运行的重要手段，而且正逐步与经济分析模 型和地质力学模型相结合，通过数值模拟，可以 达到在不增加储气费用的情况下，提高储气库的 储存能力及注采应变能力，建立储气库优化运行 模型，从而带来较大的经济效益。
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.3 天然气地下储气库的类型
储气库主要有以下几类： 枯竭油气藏型（Depleted Reservoirs） 地下含水层型（Aquifers） 盐穴型（Salt Caverns） 煤矿矿井型（Mines） 溶洞型（Hard-Rock Caverns）
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第一章 天然气地下储气库技术概述
1.4 天然气地下储气库建设现状
自1915年加拿大利用枯竭气藏建成世界上第 一个地下储气库以来，地下储气库已经经历了近 90年的发展历程。目前全世界地下储气库的总容 量已经超过5.0×1011m3。美国、欧洲及前苏联 等国家建设了大量的地下储气库。单美国从上世 纪90年代到现在就新建了近50坐地下储气库， 使得其储气库库容总量达到了2.5×1011m3的规 模。地下储气库储存的天然气满足了美国全年天 然气总需求量的1/3。