相國寺儲氣庫是西南地區首座地下儲氣庫，在保障川渝及京津冀地區季節調峰、事故應急及天然氣儲備方面發揮著重要作用。西南油氣田 供圖

“今天中國建造儲氣庫的技術達到國際先進水平，中國天然氣工業的一大‘卡脖子’技術終于突破了！”金之鈞院士說。

1月4日，在“100億立方米復雜地質條件天然氣地下儲氣庫成套技術及工業化科技成果鑒定會”上，評委會的10多位院士和專家一致認為，我國復雜地質條件下大型儲氣庫選址和建庫技術國際領先。

人們不禁要問，地下儲氣庫是個啥？這個“卡脖子”技術難在哪兒，是如何突破的？

其實，地下儲氣庫就是一個裝天然氣的“儲存器”，是將天然氣重新注入地下可以保存氣體的空間而形成的人工氣田或人工氣藏。其集季節調峰、事故應急供氣、國家能源戰略儲備等功能于一身。目前，我國有25座地下儲氣庫，其中23座是氣藏型儲氣庫，2座為鹽穴型儲氣庫。

氣藏型儲氣庫常用枯竭的氣田來建造。但是，這個地下圈閉的選擇標準十分苛刻，必須做到“注得進、存得住、采得出”。“地下儲氣庫技術是一個復雜的系統技術，涉及上游的物探、地質、開發、工程技術、工程建設、儲運、凈化、生產運行、市場營銷等一系列技術。”西南油氣田一位儲氣庫技術人員說。

我國與西方國家相比，主要天然氣消費區的地質構造復雜、破碎，埋深普遍大于2500米，儲層非均質強，選址與建庫均難度較大。同時，注采氣井儲層壓力低，巨大的拉伸力和擠壓力交替作用到地下儲氣庫，對鉆完井工程提出了更高的技術要求；且國內缺乏地下儲氣庫高壓大型注采核心技術，安全運行風險大。

2000年起，中國石油組織2000多名科技人員，深入開展攻關，形成了4項創新成果，支撐了我國復雜地質條件儲氣庫建設。這些創新成果包括：創建了復雜地質條件儲氣庫圈閉動態密封性評價方法、建庫關鍵指標優化設計方法，形成了地下儲氣庫選址技術、地質方案設計優化技術；創新形成了以超低壓堵漏與儲層保護、交變應力下井筒密封為核心的鉆完井技術；自主研發了地面高壓大流量注采核心技術與裝備；創新形成了地下儲氣庫地層—井筒—地面“三位一體”風險管控系統。“實際上就是地質評價、鉆采工程、裝備制造、安全管理這四個方面的創新。”相關技術專家對記者說。

“我們的儲氣庫技術指標優于國外。我國儲氣庫平均單庫工作氣量達到7.6億立方米，而國外單庫工作氣量是5億立方米；國外儲氣庫平均深度只有970米，我們是3000米以上；平均單井氣量也高于國外。”一位專家如數家珍。

這些創新成果已應用于北京、新疆、重慶等地22座地下儲氣庫建設，刷新了地層壓力低、地層溫度高、注氣井深、工作壓力高4項世界紀錄；儲氣規模達400億立方米，相當于三峽水庫的蓄水量；冬季調峰能力超過100億立方米，相當于我國“十三五”規劃的67.5%；最高日調峰量近9000萬立方米，相當于全國最高日用氣量的1/10，惠及京津冀等10余省(市)2億人口；累計調峰采氣350億立方米，相當于4座千萬噸級特大煤礦貢獻的能量，可綜合減排8000萬噸。

“這一成果創建了我國復雜地質條件下利用氣藏建設大型儲氣庫配套技術及安全運行系列技術，其為我國復雜地質條件的大型儲氣庫的建設和發展提供了必要的理論和技術支撐，對我國大型儲氣庫建設和運行起到不可替代的作用，達到國際先進水平，并具有明顯的特色和優勢。”羅平亞院士認為。

典型地下儲氣庫地下組件

4項重大關鍵技術創新點

中國石油形成了儲氣庫成套技術和標準體系，建成了100億立方米調峰保供能力，完善了我國天然氣產業鏈，開創了復雜儲氣庫工業化建設之路。

復雜地質條件儲氣庫圈閉動態

密封性評價與建庫指標設計

創建了以蓋層“動態突破、疲勞損傷”、斷層“柔性連接、剪切滑移”為核心的圈閉動態密封性綜合定量評價方法。

創建了以分區帶孔隙“差異化動用”為基礎、有效含氣孔隙體積為核心的庫容參數設計方法。

適應超低壓、交變載荷工況的

儲氣庫鉆完井技術

研發了復合凝膠承壓堵漏材料及無固相儲層保護鉆井液，實現超低壓、大壓差安全鉆井。

發明了抗200攝氏度晶須納米高強低彈模韌性水泥漿，攻克了世界最深、溫度最高氣庫固井難題。

地面高壓大流量

注采核心技術與裝備

發明了大功率高壓高轉速往復式注氣壓縮機組。

首創水下爆燃制管和振動模態無損檢測技術，制造了國內最大口徑最高鋼級雙金屬復合管。　

儲氣庫地層—井筒—地面

“三位一體”風險管控系統　

首創了拉伸/壓縮交替變化下管柱密封評價準則，實現了基于強度的密封設計轉變。

構建了儲氣庫地層-井筒-地面“三位一體”風險管控體系，實現了全三維實時監測預警。