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    实现稳步提高天然气消费比例的目标,除了保证气源,还要做好管网建设。而储气设施与天然气管道相连,是天然气管网系统重要的组成部分,是保障天然气安全、稳定供应的重要手段。

    1月4日,14名两院院士、国内知名专家在北京评审我国22座储气库建设的创新技术成果,认为该成果总体达到国际先进水平,其中在复杂地质条件下大型储气库选址与建库技术国际领先。这标志着我国天然气工业发展的一大瓶颈技术获突破。

    建设中的华北油田苏桥地下储气库群(资料图)

    据专家介绍,地下储气库是把天然气注入地下圈闭或人造洞穴形成的一种储气场所,主要作用类似长江沿岸的湖泊,调节冬夏用气峰谷差,提升管道输送效率;或作为战略储备和应急储备,应对进口中断和短缺,保障国家能源安全。地下储气库一般建设在靠近天然气下游用户的城市附近。与地面球罐等存储方式相比,地下储气库具有储存量大、分摊造价较低、经久耐用、安全系数高等特点,是一种比较理想的储存天然气的方式。

    2017年5月,中共中央、国务院印发了《关于深化石油天然气体制改革的若干意见》(下称《意见》),明确了深化石油天然气体制改革的指导思想、基本原则、总体思路和主要任务。其中,重点改革任务之一就是完善油气储备体系,提升油气战略安全保障供应能力。《意见》提出:建立完善政府储备、企业社会责任储备和企业生产经营库存有机结合、互为补充的储备体系;完善储备设施投资和运营机制,加大政府投资力度,鼓励社会资本参与储备设施投资运营;建立天然气调峰政策和分级储备调峰机制;明确政府、供气企业、管道企业、城市燃气公司和大用户的储备调峰责任与义务。

    然而,我国地下储气库建设面临重大技术挑战。与国外90%地下储气库埋深小于2000米,构造完整相比,我国主要天然气消费区的地质构造复杂、破碎,埋深普遍大于2500米,储层非均质强,选址与建库难度大,必须解决“注得进、存得住、采得出”等重大难题;注采气井储层压力低,巨大的拉伸力和挤压力交替作用到地下储气库,对钻完井工程提出了更高的技术要求;国内缺乏地下储气库高压大型注采核心技术;安全运行风险大。

    从国外经验来看,地下储气库一般需经历初期发展、快速发展和平稳发展3个阶段,以天然气消费大国美国和俄罗斯为例,地下储气库发展初期分别经历13年和15年,快速发展期分别为46年和35年。未来10~20年,全球对地下储气库调峰需求量将越来越大,地下储气库数量和规模将会随着需求量的增加不断扩大。根据国际气体工业联合会预测,到2030年地下储气库调峰需求量将达到5030亿立方米,在现有地下储气库基础上,需要新建地下储气库183座,预计需新增工作气量1406亿立方米才能满足今后的调峰需求。同时,安全供气与天然气贸易的需求是地下储气库增长的主要动力来源,新的理念和技术进步也将不断推动地下储气库发展。

    随着大气治理的迫切需要、城镇化加快、碳减排与碳交易市场的建立,我国中长期天然气需求量将有巨大增长。据预测,2030年全国天然气消费量将达到4000亿立方米,对外依存度将超过40%。2016年印发的能源生产和消费革命战略、天然气发展“十三五”规划明确提出了力争2020年、2030年天然气占一次能源消费比重分别达到10%左右和15%左右的目标。随着天然气需求量的日益增加、进口气量的持续快速增长以及国内大型长输管道工程的提速建设,天然气储存和调峰矛盾日益突出。如何实现地下储气库业务可持续发展已成为我国天然气产业面临的主要问题之一。按照国际平均水平12%测算,调峰需求量将达到480亿立方米,我国地下储气库建设正处于黄金发展期。

    我国地下储气库发展始于20世纪90代初,经过20多年的发展,地下储气库在平衡天然气管网的压力和输气量、调节区域平衡供气方面发挥了重要的作用。据了解,2000年起,在科技部、财政部等支持下,中石油组织2000余名科技人员深入研究,形成了地下储气库选址技术、地质方案设计优化技术等4项创新成果,支撑了我国复杂地质条件储气库建设。目前,中石油建设地下储气库的创新成果,已应用于北京、新疆、重庆等地16座新地下储气库的建设,刷新了地层压力低、地层温度高、注气井深、工作压力高等4项世界纪录;储气规模达400亿立方米,相当于三峡水库的蓄水量;冬季调峰能力超过100亿立方米,相当于我国“十三五”规划的67.5%;最高日调峰量近9000万立方米,相当于全国最高日用气量的1/10,惠及京津冀等10余省(市)2亿人口;累计调峰采气350亿立方米,相当于4座千万吨级特大煤矿贡献的能量,综合减排8000万吨。除了大型石油公司建设地下储气库以外,城市燃气企业和地方燃气企业也在积极自行筹建,如港华金坛储气库、云南能投等地下储气库。

    专家认为,我国建设地下储气库,开拓了我国复杂地质条件下储气库技术创新之路,奠定了我国天然气战略储备格局的基础,推动了我国由采输气调峰向地下储气调峰的历史性转型升级。推广应用中石油地下储气库建设创新成果,建设更多地下储气库,对缓解我国天然气夏秋产能过剩、冬春供不应求的矛盾有重要作用。

     

    我国地下储气库技术可比肩国际

    摘要:在湘西北复杂构造区,通过二维地震勘查,优选页岩气有利目标区,实施慈页1井。在下寒武统牛蹄播组获得页岩气,实现了盆地外围、新层系页岩气的重要发现,引领和带动了页岩气招标 企业在该区的勘探投入,推动了中杨子复杂构造区页岩气勘探开发的进程。

    1.项目概况

    2013〜2014年,中国地质调查局油气调查中心部署实施“南方油气资源战略 选区调査”项目(隶属战略选区专项), 旨在地质调查程度低的湘西北桑植一石 门复向斜带,以下寒武统牛蹄塘组为调查重点,开辟油气调查新区,探索油气 调査新层系和新领域,査 明区域油气地质条件及资 源远景;选择重点地区部 署地球物理勘探和地质调 查井工程,揭示构造结构、获取页岩气评价参数,力 争取得页岩气发现。

    2.成果简介

    中下扬子地区,尤其 是高演化复杂构造区的研 宄程度及勘探程度较低。综合区域地表地质及区域地质资料,结合湘西北已 有钻井资料,按照“高中
    找低、动中找静”原则,优选出石门一 慈利、茨岩塘2个构造稳定区为页岩气远景区,部署页岩气调查二维地震勘探工程 100km。在湘西北石门一慈利地区D2与 L1测线交会区优选慈页1井预探井井位 (图1、图2) 。



    慈页1井于2013年12月26日开钻,2014年6月3日完钻,井深3008m。钻进过程中共发现气测异常13个,气测组分以甲烷为主。在下寒武统牛蹄塘组 取心100.88m,在该地区建立了完整 的黑色泥页岩岩心柱状剖面。对泥页岩岩心开展了页岩气现场解析实验, 获得丰富的泥页岩层各项参数及含气 量数据。在井深2600~2749m处揭示 黑色页岩连续厚度达149m,含气量为 0.33〜0.95m3/t,现场岩心解析气点火 成功,表明下寒武统牛蹄塘组下段具有良好的含气性。

    3.成果意义

    湘西北石门一磁利地区页岩气的发 现,为湖南页岩气勘探指明了方向。慈 页1井的成功钻探,对湘西北地区的龙 山、保靖、花垣、桑植、永顺5个页岩 气招标区块具有一定的引领和指导作用,对推动中下扬子地区页岩气勘探开发具 有的探索意乂。

    (中国地质调查局油气调查中心 包书景陈科供稿)


    湘西北复杂构造区牛蹄塘组钻获页岩气

    摘要:松辽盆地西部外围的索伦一林西地区是我国油气勘查新区。近年来,通过精细的野外地质填图、高精度重磁电震联合解译、地震特殊处理等,在西部外围发现突泉、龙江、乌兰盖、扎鲁特、林西5个新盆地,在突泉盆地实施“突参1井”获轻质原油。

    1. 项目概况

    松辽盆地外围因广泛覆盖火山岩使 油气调查一直面临很大挑战。2008—2014 年,中国地质调查局沈阳地调中心开展了“松辽盆地外围油气基础地质调查”、“松辽盆地及周边页岩气资源调查”等 项目(地矿专项);2013年,中国地质调查局油气调查中心开展了“索伦一林 西地区油气资源选区调查”项目(战略选区专项),经过几个项目组的密切配合,组织10余家专业单位,投入100余位科研人员,取得良好找油效果。

    2. 成果简介

    (1)油气基础地质调查获得众多新 认识,夯实了松辽外围油气调查根基。

    通过开展油气地质综合调查,在大面积火山岩覆盖油气工作空白区圈定了龙江盆地、突泉盆地、扎鲁特盆地、林西盆地和乌兰盖盆地油气新区(图1), 确认中、下侏罗统及上二叠统等油气新
    层系。依据盆地凹陷面积、暗色泥岩厚度、 烃源岩特征、含油气情况等,优选突泉 盆地为松辽外围新区、新层系勘査突破的远景盆地。

    在松辽外围调查程度极低的锡林郭勒盟、兴安盟、赤峰市三盟市交界地区,同时推进油气基础地质调查工作。通过实施高精度重磁电剖面测量及处理解释和综合研究认为,该区发育贺斯格乌拉、 宝格达、扎木钦、哈拉盖图、霍林郭勒5 个中新生界凹陷,总面积约2360km2。其中,贺斯格乌拉凹陷地层发育较全,控制面积约610km2,最大沉积地层厚度达 4km,周缘已证实存在株罗系、白垩系和上古生界烃源岩层系,初步判断具备良
    好的油气资源前景。这一发现拓展了松辽外围新区工作范围。

    (2)“突参1井”获取轻质原油,引领后续勘查开发有力推进。

    根据综合分析,部署实施了 “突参1 井”,目的是建立突泉盆地地层层序格架,揭示盆地结构,探索上古生界一中生界油气地质条件及含油气性,获取第一手资料及相关参数。该井完井深度2801m,在钻至1684~1704m时深处发现油斑、油迹、荧光等不同级别的油气显示,成功取到含油岩心10.30m,经测录井综合解释,明确了 3个含油层段,合计5.6tn。完井后, 油气企业及时跟进,开展压裂试油工作, 选择1684.5〜1698.2m井段进行压裂试油,累计出油0.52m3 (图2)。目前,该企业正根据战略侦査获得的重磁电震解释数据和成果,不断优化和调整勘探部署方案,进一步优选南洼为勘探目标区,有序推进了突泉盆地的油气勘探。“突参1 井”的突破增强了在新区、新层系、新领域进行油气基础地质调查的信心,也为后续工作的开展提出了方向。

    (3) 外围陆续发现重要油气显示, 拓宽了该区域油气勘探范围。

    依据“突参1井”成果和经验,在突泉盆地南部杧牛海坳陷区部署了突D1 井,在733〜811m处发现多层油浸、油迹、 油斑级别油气显示(图3),表明该坳陷 含油面积较大,进一步拓宽了突泉盆地坳 陷区的勘探范围。在松辽盆地外围南部的辽西地区金羊盆地下侏罗统北票组开展油气调査,部署实施了4口地质调査井并全井段取心,其中2口井岩心中见油气显示,1 口井中碌岩岩心中见油浸级别显示,填补了金羊盆地油气显示的空白,表明该盆地下侏罗统北票组具有一定的勘探前景,开辟了松辽外围南部大范围地区的勘探新阵地,引起辽河油田的高度重视。

    3.成果意义

    松辽外围油气成果实现了通过油气基础地质调查项目钻获实物原油样品的 “零突破”,拓宽了大兴安岭及周缘近 38万km2的油气调查区域,引领油气企业跟进部署,加快了突泉盆地勘探的步伐,探索创立了“基础先行、战略突破、商业跟进”的油气调査工作新模式。(中国地质调查局油气调查中心李世臻 周新桂,中国地质调查局沈阳地调中心 公繁浩 张健供稿)

     


     

    松辽外围突泉盆地火山岩地层下钻获轻质原油