丁國(guó)生 王 云 完顏祺琪 王皆明 胥洪成 李 康 夏 焱 李麗鋒 曾德軍 劉主宸

1.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院 2.中國(guó)石油集團(tuán)油氣地下儲(chǔ)庫(kù)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 3.中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院4.中國(guó)石油集團(tuán)工程材料研究院有限公司 5.中國(guó)石油儲(chǔ)氣庫(kù)公司 6.中國(guó)石油規(guī)劃總院

0 引言

地下儲(chǔ)氣庫(kù)是保障國(guó)家天然氣安全供應(yīng)的重大基礎(chǔ)設(shè)施。經(jīng)過20 余年發(fā)展，中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，為保障天然氣安全供應(yīng)發(fā)揮了重要作用。但隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)天然氣消費(fèi)量快速增長(zhǎng)，安全保供仍面臨巨大壓力。自2018年起中國(guó)相繼出臺(tái)多項(xiàng)政策法規(guī)，大力推進(jìn)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)；從中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中石油）、中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中石化）到國(guó)家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)家管網(wǎng)）再到各級(jí)地方政府，都在全力推進(jìn)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)。儲(chǔ)氣庫(kù)迎來一個(gè)快速發(fā)展黃金期，為中石油等供氣企業(yè)提供了千載難逢的機(jī)遇。

國(guó)外氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)主要建在構(gòu)造穩(wěn)定背景下的海相沉積盆地，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單（以簡(jiǎn)單背斜為主）、儲(chǔ)氣地質(zhì)體密封性好，埋藏較淺（小于1 500 m）、建庫(kù)成本低，儲(chǔ)層中高滲透、非均質(zhì)性較弱等特點(diǎn)。中國(guó)氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)構(gòu)造破碎、斷裂系統(tǒng)發(fā)育，儲(chǔ)氣層埋藏深，溫度和壓力高，儲(chǔ)層非均質(zhì)強(qiáng)，氣水分布規(guī)律復(fù)雜[1-3]。為了推進(jìn)中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)高質(zhì)量發(fā)展，有效應(yīng)對(duì)天然氣安全保供壓力，筆者以美國(guó)為代表總結(jié)了國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行與關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀，梳理了國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)歷程，凝練了我國(guó)在常規(guī)氣藏庫(kù)容設(shè)計(jì)、井筒質(zhì)量控制、大排量注采設(shè)計(jì)、地面處理工藝與裝備、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別監(jiān)測(cè)以及鹽穴造腔等方面形成的特色理論技術(shù)[4-9]。針對(duì)未來中國(guó)庫(kù)址資源逐漸向劣質(zhì)化、復(fù)雜化、多樣化轉(zhuǎn)變這一難題，根據(jù)庫(kù)址地質(zhì)特征總結(jié)提煉了中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)面臨的理論技術(shù)難點(diǎn)；結(jié)合儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展規(guī)劃，明確未來儲(chǔ)氣庫(kù)亟需解決的重大科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)，提出未來的發(fā)展方向[5]。

1 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀

全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)始于1915年，目前已建成地下儲(chǔ)氣庫(kù)超過700 座，總儲(chǔ)氣能力超過4 100×108m3，主要包括氣藏型、油藏型、鹽穴型和水層型4 大類型，其中氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)占比最高，占75%，鹽穴型儲(chǔ)氣庫(kù)和水層儲(chǔ)氣庫(kù)次之，油藏型儲(chǔ)氣庫(kù)占比最低，占5%。經(jīng)過百余年的發(fā)展，國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)與運(yùn)行技術(shù)得到不斷發(fā)展、豐富和完善。

美國(guó)是世界上建設(shè)運(yùn)行儲(chǔ)氣庫(kù)最多的國(guó)家，擁有近400 座儲(chǔ)氣庫(kù)，占全球儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)量的60%左右。美國(guó)從1916—1960年，逐步建成第一座氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)（Zoar）、油藏型儲(chǔ)氣庫(kù)（Fink-Kennedy）、水層型儲(chǔ)氣庫(kù)（Doe Run Upper）和鹽穴型儲(chǔ)氣庫(kù)（Marysvill），其儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了以下4 個(gè)階段：①20世紀(jì)30年代之前為啟動(dòng)期，重點(diǎn)自主探索氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)。②20世紀(jì)40年代進(jìn)入技術(shù)起步期，氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)不斷發(fā)展，逐步形成油藏型和水層型儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)。③20世紀(jì)60～90年代為成熟期，各類淺層儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)基本成熟并向深層擴(kuò)展；儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)全面加速，形成儲(chǔ)氣能力近800×108m3。④20世紀(jì)90年代開始進(jìn)入拓展期，在引入三維模擬等技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉創(chuàng)新，大幅提升建庫(kù)效益，2010年儲(chǔ)氣能力突破1 000×108m3；同時(shí)，儲(chǔ)氣庫(kù)的信息化、數(shù)字化水平不斷提升，運(yùn)營(yíng)效益不斷提高，新功能也不斷拓展。

總體來講，經(jīng)過上百年發(fā)展，國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)主體技術(shù)成熟、裝備配套、標(biāo)準(zhǔn)完善，并逐步擴(kuò)展了儲(chǔ)氣庫(kù)的功能。具體來講，國(guó)外中淺層、中高滲透率氣藏建庫(kù)技術(shù)成熟，建設(shè)投運(yùn)了大量氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)；油藏建庫(kù)技術(shù)基本成熟，主要集中在利用天然能量和氣驅(qū)開發(fā)的油藏；以大口徑（133/8in 生產(chǎn)套管，1 in = 25.4 mm，下同）為主的大井眼鹽穴建庫(kù)技術(shù)成熟，直井單腔聲吶探測(cè)技術(shù)及設(shè)備成熟先進(jìn)；淺層（埋深小于1 500 m）、高滲透率（大于500 mD）、構(gòu)造完整的圈閉水層建庫(kù)技術(shù)成熟。在完整性評(píng)價(jià)方面，建立完備的全生命周期儲(chǔ)氣庫(kù)完整性監(jiān)檢測(cè)及評(píng)價(jià)體系，尤其在地質(zhì)體與井筒完整性監(jiān)檢測(cè)裝備領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。在地面處理工藝方面，大型離心式壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮機(jī)靈活應(yīng)用；雙向計(jì)量、大口徑閥門、大規(guī)模分離器、高效吸附大規(guī)模脫水處理工藝應(yīng)用成熟，單套裝置規(guī)模大于2 500×104m3/d。同時(shí)，國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)建立了成熟的“市場(chǎng)＋管道＋儲(chǔ)氣庫(kù)協(xié)同”運(yùn)行模式，數(shù)字化、信息化與智能調(diào)峰基礎(chǔ)上的儲(chǔ)氣“期貨＋現(xiàn)貨”產(chǎn)品豐富，并逐步拓展CO2埋存、儲(chǔ)氫、儲(chǔ)能等新功能，極大滿足了各類儲(chǔ)氣調(diào)峰用戶的需要。

1.2 中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀

1.2.1 建設(shè)進(jìn)展

中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)發(fā)展經(jīng)歷了模仿借鑒、探索實(shí)踐、創(chuàng)新突破3 個(gè)階段：①20世紀(jì)90年代開始在環(huán)渤海地區(qū)開展選址探索，在借鑒美國(guó)等國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)建成第一座真正意義上的儲(chǔ)氣庫(kù)——大張坨儲(chǔ)氣庫(kù)，此階段為模仿借鑒階段；②進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)天然氣產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，多條重大管道工程不斷開工建設(shè)并投入運(yùn)行，儲(chǔ)氣能力建設(shè)需求隨之快速增長(zhǎng)；經(jīng)過儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者不斷攻關(guān)，中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)選址、設(shè)計(jì)與建設(shè)等配套技術(shù)基本成熟，設(shè)計(jì)、建成板中北、京58 氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)和金壇鹽穴型儲(chǔ)氣庫(kù)，進(jìn)入探索實(shí)踐階段；③從2010年開始，中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)突破國(guó)外建庫(kù)模式，通過大膽創(chuàng)新、科學(xué)論證，在選址、設(shè)計(jì)與建設(shè)技術(shù)方面取得重大突破，設(shè)計(jì)建成蘇橋、陜224、相國(guó)寺等世界范圍內(nèi)難度極大的儲(chǔ)氣庫(kù)，正式進(jìn)入創(chuàng)新發(fā)展階段。

截至2022年底，中國(guó)已建成儲(chǔ)氣庫(kù)（群）24 座，設(shè)計(jì)總庫(kù)容量603.0×108m3，總工作氣量274.6×108m3，總注氣能力1.7×108m3/d，總采氣能力2.9×108m3/d，2022年底形成儲(chǔ)氣能力192.0×108m3，占全國(guó)天然氣消費(fèi)量的5.2%，其中中石油實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣能力159.0×108m3，占全國(guó)儲(chǔ)氣能力的82.8%，占天然氣消費(fèi)量的4.3%，最大日調(diào)峰氣量達(dá)2.2×108m3，大幅提升了天然氣供需平衡、調(diào)配和保障能力，在調(diào)峰保供和安全供應(yīng)方面發(fā)揮了不可替代的應(yīng)急保障作用，成為防范與化解天然氣供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的“壓艙石”。

1.2.2 建設(shè)需求

國(guó)內(nèi)天然氣消費(fèi)量快速增長(zhǎng)，2022年中國(guó)天然氣消費(fèi)量3 646×108m3、國(guó)內(nèi)產(chǎn)氣量2 178×108m3，對(duì)外依存度達(dá)到40.3%，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣能力嚴(yán)重不足，與國(guó)外差距巨大。國(guó)家明確要求供氣企業(yè)要擁有不低于其合同年銷售量10%的儲(chǔ)氣能力，城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)要形成不低于其年用氣量5%的儲(chǔ)氣能力，縣級(jí)以上地方政府至少形成不低于保障本行政區(qū)域3 天日均需求量的儲(chǔ)氣能力。2021年9月，國(guó)家能源局發(fā)布《全國(guó)儲(chǔ)氣能力建設(shè)實(shí)施方案》（國(guó)能發(fā)油氣[2021]44 號(hào)），要求2025年全國(guó)集約儲(chǔ)氣能力達(dá)(550～600)×108m3，占全國(guó)天然氣表觀消費(fèi)量的12.7%～13.9%，達(dá)到國(guó)際平均水平，基本補(bǔ)齊儲(chǔ)氣短板；2030年達(dá)到(600～700)×108m3，2035年達(dá)到(700～800)×108m3。根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、能源局對(duì)儲(chǔ)氣能力建設(shè)的要求，中石油部署東北、華北、西北、西南、中西部、中東部等6 大儲(chǔ)氣中心，遠(yuǎn)期規(guī)劃儲(chǔ)氣能力超過600×108m3，制定“十四五”和“十五五”儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展規(guī)劃，規(guī)劃新建35 座、評(píng)價(jià)20 座儲(chǔ)氣庫(kù)。根據(jù)規(guī)劃，到2025年、2030年需在2020年儲(chǔ)氣能力56×108m3的基礎(chǔ)上分別新增權(quán)益儲(chǔ)氣能力112×108m3、204×108m3，“十四五”儲(chǔ)氣能力新增量相當(dāng)于過去20年的總和，建庫(kù)任務(wù)十分艱巨，亟待加強(qiáng)儲(chǔ)氣能力建設(shè)。

2 中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)運(yùn)行重大理論技術(shù)進(jìn)展

儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)與運(yùn)行涉及氣藏地質(zhì)、鉆井、注采、地面以及完整性管理等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，部分常規(guī)氣田開發(fā)的共性技術(shù)可借鑒利用。儲(chǔ)氣庫(kù)注采速度是常規(guī)氣田的20～30 倍，需滿足“強(qiáng)注強(qiáng)采”等特殊工況。經(jīng)過20 余年持續(xù)攻關(guān)，中國(guó)在氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)和厚鹽層鹽穴型儲(chǔ)氣庫(kù)等領(lǐng)域取得突破，在庫(kù)容設(shè)計(jì)、井筒質(zhì)量控制、大排量注采設(shè)計(jì)、地面處理工藝與裝備、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別監(jiān)測(cè)以及鹽穴造腔等方面形成了特色技術(shù)，支撐了“十三五”期間儲(chǔ)氣庫(kù)大規(guī)模建設(shè)，助推了中國(guó)儲(chǔ)氣能力跨越式發(fā)展。

2.1 地質(zhì)氣藏工程

創(chuàng)建了儲(chǔ)氣地質(zhì)體蓋層動(dòng)態(tài)密封理論和氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)設(shè)計(jì)方法[1,10-16]。儲(chǔ)氣庫(kù)交替注采運(yùn)行，儲(chǔ)氣地質(zhì)體密封評(píng)價(jià)是建庫(kù)基礎(chǔ)，庫(kù)容參數(shù)設(shè)計(jì)是建庫(kù)核心。揭示了蓋層密封弱化機(jī)理，建立了蓋層動(dòng)態(tài)密封弱化量化指標(biāo)；通過控制注采壓力及差異應(yīng)變，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣庫(kù)密封性的動(dòng)態(tài)控制。揭示了高速注采“多輪相滲滯后、分區(qū)差異動(dòng)用”滲流特征（圖1）；如圖1所示，隨著多周期注采運(yùn)行，水相、氣相滲透率逐漸由紅色向藍(lán)色移動(dòng)，出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，導(dǎo)致儲(chǔ)層中不可動(dòng)水和殘余氣增加；建立了適用于注采滲流能力、流體性質(zhì)周期變化的注采井產(chǎn)能模型，創(chuàng)建了有限時(shí)率高速不穩(wěn)定流注采井網(wǎng)設(shè)計(jì)新模式，形成了氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)體系。建立了儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)址評(píng)價(jià)篩選指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)了儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)址篩選軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)建庫(kù)目標(biāo)的定量化評(píng)價(jià)與智能化篩選。

圖1 呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)多輪注采儲(chǔ)層相對(duì)滲透率滯后曲線圖

2.2 鉆井工程

形成復(fù)雜地質(zhì)條件鉆完井技術(shù)[17-19]。優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建了超低壓地層防漏堵漏和防裂隙固井技術(shù)，形成適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件的鉆井防漏及儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)。在役儲(chǔ)氣庫(kù)多為枯竭氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)，建庫(kù)期儲(chǔ)層壓力系數(shù)低，最低達(dá)0.08，鉆井過程漏失嚴(yán)重。交替注采過程中，固井水泥環(huán)承受交變載荷，易產(chǎn)生微裂隙，影響井筒完整性。研發(fā)了超低壓地層鉆井膨脹—交聯(lián)堵漏材料和韌性水泥漿體系，形成了配套防漏堵漏和高效固井技術(shù)，解決了鉆井漏失和固井質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問題。

2.3 注采工程

創(chuàng)建了“強(qiáng)注強(qiáng)采”條件下注采優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。注采井需實(shí)現(xiàn)“大吞大吐”以滿足應(yīng)急調(diào)峰需求，注采管柱承受交變載荷，對(duì)管柱密封性和耐沖蝕性能提出更高要求。建立了“接頭壓縮效率”等氣密封螺紋接頭分級(jí)選用指標(biāo)體系，創(chuàng)新形成了“強(qiáng)度＋密封”注采管柱優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和選用標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建了多因素臨界沖蝕流量計(jì)算新方法（圖2）[20]，解決了交變注采工況下管柱設(shè)計(jì)的難題。如圖2所示，建立不同材質(zhì)、不同工況下臨界沖蝕系數(shù)（C）取值圖版，參照現(xiàn)場(chǎng)注采條件，優(yōu)選臨界沖蝕系數(shù)，科學(xué)計(jì)算臨界沖蝕流量。

圖2 SM80S 油管臨界沖蝕系數(shù)取值圖版

2.4 地面工程

建立了成熟配套的地面處理工藝。注氣壓縮機(jī)是儲(chǔ)氣庫(kù)地面核心裝備，是儲(chǔ)氣庫(kù)的心臟?！笆濉眱?chǔ)氣庫(kù)快速建設(shè)期間，往復(fù)式壓縮機(jī)依賴進(jìn)口，成本高、供貨周期長(zhǎng)[21]。通過專項(xiàng)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了氣閥、活塞環(huán)等核心部件國(guó)產(chǎn)化，研制了國(guó)內(nèi)最大功率高壓高轉(zhuǎn)速往復(fù)式壓縮機(jī)組，形成了大流量烴水露點(diǎn)控制技術(shù)，大幅降低地面工程建設(shè)投資，有效支撐了儲(chǔ)氣庫(kù)高效建設(shè)。

2.5 完整性管理

建立了地質(zhì)體和井筒完整性監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)。完整性監(jiān)測(cè)與管理是儲(chǔ)氣庫(kù)安全運(yùn)行最直接、最可靠的手段。引進(jìn)微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，構(gòu)建了微地震與監(jiān)測(cè)井網(wǎng)協(xié)同的四維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（圖3），實(shí)現(xiàn)地質(zhì)體動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[22]；研發(fā)油套管氣密封檢測(cè)和井筒泄漏檢測(cè)裝備，形成基于故障樹理論的注采井泄漏定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井筒完整性定量評(píng)估。

圖3 微地震與監(jiān)測(cè)井網(wǎng)協(xié)同的四維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

2.6 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)造腔工程

建立了直井單腔（7 in 生產(chǎn)套管）造腔配套工藝。鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)與氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)存在本質(zhì)區(qū)別，主要難點(diǎn)在于高效造腔。形成基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多場(chǎng)耦合水溶速率預(yù)測(cè)方法（圖4），建立了直井單腔造腔模擬技術(shù)，配套反循環(huán)造腔和氮?dú)庾枞艿柠}腔形態(tài)控制技術(shù)，建立多夾層垮塌控制與腔體形態(tài)控制方法，形成了直井單腔造腔技術(shù)體系，支撐金壇鹽穴型儲(chǔ)氣庫(kù)高效建設(shè)。

圖4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多場(chǎng)耦合水溶速率預(yù)測(cè)模型圖

3 中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)面臨的難點(diǎn)與攻關(guān)方向

3.1 面臨的難點(diǎn)

進(jìn)入“十四五”，中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)址資源逐漸向復(fù)雜化、劣質(zhì)化轉(zhuǎn)變。中石油規(guī)劃新建的儲(chǔ)氣庫(kù)地質(zhì)條件更加復(fù)雜（油藏占30.47%、含硫氣藏占12.96%、大型低滲透氣藏占18.31%、復(fù)雜鹽層占18.47%，常規(guī)氣藏僅占19.79%），以常規(guī)氣藏為主的建庫(kù)技術(shù)無法滿足新增儲(chǔ)氣能力建設(shè)的需要（圖5）。中石化規(guī)劃新建儲(chǔ)氣庫(kù)的庫(kù)址資源地質(zhì)條件亦更加復(fù)雜、建庫(kù)難度加大，其中油氣藏建庫(kù)多為復(fù)雜斷塊強(qiáng)非均質(zhì)性枯竭氣藏、裂縫—孔隙型碳酸鹽巖潛山油藏及凝析氣藏協(xié)同建庫(kù)資源，鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)多為深層—多夾層鹽穴溶腔和復(fù)雜條件下鹽穴老腔改建儲(chǔ)氣庫(kù)資源。

圖5 2021—2030年中石油各類新建、擬建儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣能力占比統(tǒng)計(jì)圖

3.1.1 在役氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)擴(kuò)容緩慢、難度大，庫(kù)容利用率低

由于地質(zhì)條件復(fù)雜、設(shè)計(jì)方法及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等原因，中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)投產(chǎn)運(yùn)行多年，部分在役庫(kù)仍未達(dá)到設(shè)計(jì)工作氣量，且目前已到擴(kuò)容后期，擴(kuò)容難度大；部分在役庫(kù)庫(kù)容利用率低（圖6）。以中石油板876 儲(chǔ)氣庫(kù)為代表的邊底水砂巖氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)，受水侵影響，水鎖氣多、砂體控制差，庫(kù)容動(dòng)用程度低。以中石油蘇4 儲(chǔ)氣庫(kù)為代表的邊底水裂縫型碳酸鹽巖氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)，流體分布復(fù)雜，強(qiáng)注強(qiáng)采導(dǎo)致氣水界面劇烈震蕩，庫(kù)容形成難度大、利用率低。中石化文96儲(chǔ)氣庫(kù)自2012年投產(chǎn)以來，工作氣量仍不足設(shè)計(jì)的70%，存在較大提升潛力。同時(shí)，中國(guó)現(xiàn)有調(diào)峰運(yùn)行立足于單庫(kù)優(yōu)化，缺乏庫(kù)群聯(lián)動(dòng)協(xié)同。

圖6 中石油在役儲(chǔ)氣庫(kù)（群）庫(kù)存氣量及動(dòng)用程度分析圖

3.1.2 油藏、低滲透氣藏、復(fù)雜連通老腔等新類型建庫(kù)技術(shù)處于探索階段

未來，建庫(kù)目標(biāo)逐漸轉(zhuǎn)向油藏、低滲透氣藏、復(fù)雜連通老腔甚至水層、礦坑等新領(lǐng)域，新類型儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)基本處于探索階段。中國(guó)油藏多采用注水開發(fā)，多為高含水油藏，油氣水分布復(fù)雜，氣驅(qū)空間動(dòng)用和次生氣頂形成控制難度大、達(dá)容周期長(zhǎng)[23-26]。大型低滲透氣藏建庫(kù)在世界上尚無先例，采用傳統(tǒng)氣藏整體建庫(kù)模式，墊底氣成本高，氣體逸散風(fēng)險(xiǎn)高。復(fù)雜連通老腔改建儲(chǔ)氣庫(kù)世界罕見，老腔“一腔多眼”密封性差、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)難、空間利用率低，高效利用腔體空間是世界難題。水層及礦坑型儲(chǔ)氣庫(kù)選址評(píng)價(jià)缺乏標(biāo)準(zhǔn)、難度大，建庫(kù)理論技術(shù)國(guó)內(nèi)暫無可借鑒經(jīng)驗(yàn)。例如，中石化永21 儲(chǔ)氣庫(kù)是中國(guó)第一座水淹氣藏改建儲(chǔ)氣庫(kù)，目前國(guó)內(nèi)外尚無經(jīng)驗(yàn)可借鑒，強(qiáng)邊底水導(dǎo)致排水?dāng)U容難度大、達(dá)容周期長(zhǎng)、上限壓力確定難度大。

3.1.3 提高單井產(chǎn)能和老井處置關(guān)鍵技術(shù)與工具仍不配套

受現(xiàn)有鉆采工程技術(shù)的局限，中國(guó)部分儲(chǔ)氣庫(kù)地層產(chǎn)能未能充分發(fā)揮。中國(guó)石油遼河油田公司等儲(chǔ)氣庫(kù)產(chǎn)能超過200×104m3/d，但現(xiàn)有井眼尺寸條件僅能下入41/2in 注采管柱，其配產(chǎn)能力限制了儲(chǔ)氣庫(kù)產(chǎn)能充分發(fā)揮；中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司低滲透氣藏的單井產(chǎn)能不足30×104m3/d，自然產(chǎn)能低，無法實(shí)現(xiàn)效益建庫(kù)。此外，油藏建庫(kù)庫(kù)區(qū)內(nèi)有大量復(fù)雜老井，部分老井處理難度大。若無法對(duì)老井進(jìn)行有效處理，將直接影響油藏建庫(kù)的可行性。

3.1.4 地面處理工藝無法滿足快速靈活、節(jié)能高效的要求

隨著天然氣業(yè)務(wù)快速發(fā)展，儲(chǔ)氣庫(kù)由單庫(kù)向庫(kù)群集約化發(fā)展?，F(xiàn)有地面處理工藝與裝備無法適應(yīng)大流量寬工況、多頻次快啟停以及節(jié)能降耗的需要。在大規(guī)模注氣條件下，離心式壓縮機(jī)排量大，在庫(kù)群應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，但離心式壓縮機(jī)組、大口徑強(qiáng)制密封球閥、大型高效分離裝置等關(guān)鍵地面核心裝備仍依賴進(jìn)口。地面工藝系統(tǒng)中涵蓋壓縮、膨脹、加熱、冷卻、換熱等多種能量變化環(huán)節(jié)，系統(tǒng)耗能高。

3.1.5 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與安全管控能力未滿足要求

隨著多周期運(yùn)行，儲(chǔ)氣庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)愈發(fā)突顯，現(xiàn)有技術(shù)手段相對(duì)單一，管控體系尚未建立。目前儲(chǔ)氣庫(kù)監(jiān)測(cè)以井點(diǎn)為主，無法實(shí)現(xiàn)以地質(zhì)體為核心的立體空間監(jiān)測(cè)，且微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、套管—固井水泥環(huán)質(zhì)量一體化檢測(cè)系統(tǒng)/設(shè)備、地面注采設(shè)施泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備均依賴進(jìn)口；尤其是微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理解釋依賴國(guó)外公司，解釋周期長(zhǎng)達(dá)3 個(gè)月，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3.1.6 數(shù)字化轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)薄弱，升級(jí)難度大

根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，數(shù)字化儲(chǔ)氣庫(kù)可降低事故發(fā)生率、降低運(yùn)維成本、提升儲(chǔ)氣能力利用率。中國(guó)數(shù)字化儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)尚處于起步階段，僅實(shí)現(xiàn)了注采氣量、溫度、壓力等常規(guī)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與傳輸。儲(chǔ)氣庫(kù)作為系統(tǒng)工程，涉及數(shù)據(jù)類型多，信息采集難，現(xiàn)有數(shù)據(jù)分散在不同專業(yè)系統(tǒng)中，無法有效整合共享。儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)字孿生技術(shù)尚未建立，全系統(tǒng)數(shù)字化模擬、庫(kù)群優(yōu)化智能注采等軟件平臺(tái)仍處于空白。儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型任重而道遠(yuǎn)。

3.2 亟需破解的5 大科學(xué)問題

“十四五”期間，面對(duì)新建的建庫(kù)目標(biāo)與類型，理論創(chuàng)新是破解儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)與運(yùn)行難題的核心，中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)高質(zhì)量建庫(kù)與運(yùn)行亟需加大攻關(guān)力度，破解5大科學(xué)問題，揭示建庫(kù)核心理論認(rèn)識(shí)。

3.2.1 超壓背景下儲(chǔ)氣地質(zhì)體密封性弱化動(dòng)力學(xué)機(jī)制

提高上限壓力、增大運(yùn)行區(qū)間是儲(chǔ)氣庫(kù)擴(kuò)容達(dá)產(chǎn)的有效的手段；但在斷層交變載荷滑移變形與臨界失穩(wěn)機(jī)理認(rèn)識(shí)不清的情況下，提壓缺乏科學(xué)依據(jù)，超壓背景下儲(chǔ)氣地質(zhì)體密封性弱化動(dòng)力學(xué)機(jī)制是關(guān)鍵卡點(diǎn)。建議開展專項(xiàng)攻關(guān)研究，明確高速注采交變載荷下地應(yīng)力場(chǎng)變化與斷層密封能力周期變化規(guī)律，揭示儲(chǔ)氣地質(zhì)體斷層局部滑移變形與氣體臨界泄漏耦合機(jī)理，確定斷層密封失效臨界條件；揭示超壓背景下儲(chǔ)氣地質(zhì)體斷層密封性弱化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，建立斷層極限承壓能力預(yù)測(cè)理論模型，創(chuàng)建地質(zhì)體密封能力評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型和指標(biāo)體系，為儲(chǔ)氣庫(kù)提壓運(yùn)行提供理論基礎(chǔ)。

3.2.2 高含水油藏建庫(kù)儲(chǔ)氣空間擴(kuò)展與注排控制理論

高含水油藏油氣水分布復(fù)雜，氣驅(qū)空間動(dòng)用和次生氣頂形成控制難度大、缺乏理論基礎(chǔ)，油藏儲(chǔ)氣空間的擴(kuò)展與注排控制理論是關(guān)鍵卡點(diǎn)。建議開展實(shí)驗(yàn)裝置研發(fā)與實(shí)驗(yàn)研究，建立氣液（油、水）交互驅(qū)滲流特征實(shí)驗(yàn)方法，模擬注采全過程油氣體系相態(tài)行為特征，揭示油藏建庫(kù)注采多組分相間傳質(zhì)和高速注采、油氣復(fù)雜相態(tài)影響下庫(kù)容形成機(jī)理，形成高含水油藏建庫(kù)儲(chǔ)氣空間擴(kuò)展與注排控制理論，為油藏儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。

3.2.3 強(qiáng)制對(duì)流溶蝕—擴(kuò)散流固耦合機(jī)理

中國(guó)規(guī)劃建設(shè)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)（國(guó)家管網(wǎng)的淮安、平頂、云應(yīng)等以及中石油的葉縣等）普遍具有多夾層、薄鹽層等特點(diǎn)，水平井、對(duì)接井造腔是主要技術(shù)方向，但強(qiáng)制對(duì)流溶蝕—擴(kuò)散流固耦合機(jī)理是限制高效造腔的關(guān)鍵卡點(diǎn)。建議開展攻關(guān)，揭示重力分異、強(qiáng)制對(duì)流雙重作用下水平井等不同造腔工藝鹵水濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)分布規(guī)律，建立鹽巖壁面—?jiǎng)舆吔缌鲌?chǎng)—腔內(nèi)鹵水運(yùn)動(dòng)三維定量耦合數(shù)學(xué)模型；揭示不溶物殘?jiān)浕澜狻蛎浀袈洹逊e壓實(shí)全過程的空隙空間變化機(jī)理，為水平井、定向井造腔設(shè)計(jì)以及鹽穴老腔殘?jiān)臻g利用提供理論依據(jù)。

3.2.4 大尺寸井井壁失穩(wěn)力學(xué)—化學(xué)耦合機(jī)理

擴(kuò)大井眼直徑、增加泄流面積是充分發(fā)揮儲(chǔ)層產(chǎn)能的重要途徑，大尺寸井井壁失穩(wěn)力學(xué)—化學(xué)耦合機(jī)理是限制現(xiàn)場(chǎng)高效鉆井的關(guān)鍵卡點(diǎn)。建議開展研究，明確近井巖石水化、力學(xué)性質(zhì)變化規(guī)律與鉆井液物理化學(xué)性能的相互影響規(guī)律，揭示大尺寸井井壁失穩(wěn)力學(xué)—化學(xué)耦合機(jī)理，建立大尺寸井眼多場(chǎng)耦合條件下井壁穩(wěn)定性預(yù)測(cè)模型，形成大尺寸井周“地應(yīng)力場(chǎng)—化學(xué)勢(shì)場(chǎng)—溫度、壓力場(chǎng)”的多場(chǎng)耦合模擬技術(shù)，為高效鉆井提供理論支撐。

3.2.5 長(zhǎng)周期注采儲(chǔ)氣庫(kù)完整性失效機(jī)理與災(zāi)害演化機(jī)理

安全運(yùn)行是儲(chǔ)氣庫(kù)管理的首要問題，長(zhǎng)周期注采運(yùn)行將導(dǎo)致地質(zhì)體、井筒和地面設(shè)施存在失效風(fēng)險(xiǎn)，造成安全隱患。長(zhǎng)周期注采儲(chǔ)氣庫(kù)完整性失效機(jī)理與災(zāi)害演化機(jī)理是安全運(yùn)行的理論基礎(chǔ)。建議開展重點(diǎn)攻關(guān)，明確儲(chǔ)氣地質(zhì)體密封性失效微地震誘發(fā)、長(zhǎng)周期注采交變工況井屏障累積損傷失效和注采轉(zhuǎn)換過程地面設(shè)施完整性失效規(guī)律，揭示長(zhǎng)周期注采儲(chǔ)氣庫(kù)完整性失效機(jī)理與災(zāi)害演化機(jī)理，為儲(chǔ)氣庫(kù)長(zhǎng)期安全高效運(yùn)行提供理論基礎(chǔ)。

3.3 亟需解決的6 大關(guān)鍵技術(shù)

理念與技術(shù)創(chuàng)新是破解儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)與運(yùn)行難題的關(guān)鍵，中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)效益建設(shè)與高質(zhì)量發(fā)展亟需解決6 大關(guān)鍵技術(shù)，形成技術(shù)體系，研發(fā)系列工具，提升自主創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)。

3.3.1 提高庫(kù)容動(dòng)用率技術(shù)系列

在役庫(kù)地面工程成熟配套，提高庫(kù)容動(dòng)用率是在役庫(kù)擴(kuò)容挖潛最經(jīng)濟(jì)有效的手段。①動(dòng)靜態(tài)評(píng)價(jià)。開展多輪氣液互驅(qū)儲(chǔ)氣空間變化及其分布定量表征和高速非穩(wěn)態(tài)流下氣井注采雙向井控診斷與評(píng)價(jià)攻關(guān)，形成儲(chǔ)氣空間動(dòng)靜態(tài)評(píng)價(jià)與立體挖潛動(dòng)用技術(shù)。②排液擴(kuò)容協(xié)同優(yōu)化。攻關(guān)油環(huán)/水體立體井網(wǎng)、排液速度、臨界排液量等關(guān)鍵指標(biāo)設(shè)計(jì)方法，開展基于全系統(tǒng)物質(zhì)平衡方程油環(huán)—水體擴(kuò)容潛力評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)研究，形成氣頂與油環(huán)/水體排液擴(kuò)容協(xié)同優(yōu)化技術(shù)。③提壓運(yùn)行?？茖W(xué)合理提壓運(yùn)行是提高庫(kù)容動(dòng)用效率的有效手段。國(guó)外多數(shù)儲(chǔ)氣庫(kù)實(shí)現(xiàn)提壓運(yùn)行，上限運(yùn)行壓力多介于1.1～1.4 倍靜水柱壓力（圖7）[27]；國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氣庫(kù)上限運(yùn)行壓力均不高于原始地層壓力。應(yīng)建立儲(chǔ)氣庫(kù)上限壓力優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行壓力區(qū)間，充分發(fā)揮儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰能力。④多庫(kù)群協(xié)同優(yōu)化。多庫(kù)群協(xié)同優(yōu)化是提高庫(kù)群整體動(dòng)用率的有效手段。建立全生命周期井—井組—庫(kù)—庫(kù)群協(xié)同優(yōu)化配產(chǎn)配注數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)庫(kù)群間多庫(kù)聯(lián)動(dòng)協(xié)同配產(chǎn)配注，提高庫(kù)群整體動(dòng)用效率，充分發(fā)揮庫(kù)群調(diào)峰能力。

圖7 國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)上限運(yùn)行壓力與靜水柱壓力比例統(tǒng)計(jì)圖

3.3.2 油藏、低滲透氣藏、復(fù)雜連通老腔與薄鹽層、水層等新類型儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)體系

油藏、低滲透氣藏、復(fù)雜連通老腔、水層是未來新增儲(chǔ)氣能力的重點(diǎn)目標(biāo)：①油藏建庫(kù)，開展高含水油藏次生氣頂形成和儲(chǔ)氣空間動(dòng)用效率量化評(píng)價(jià)研究，形成考慮氣液交互滾動(dòng)排驅(qū)儲(chǔ)氣空間動(dòng)用效率預(yù)測(cè)和油氣相態(tài)變化條件下有效庫(kù)容參數(shù)設(shè)計(jì)方法，創(chuàng)建油藏建庫(kù)參數(shù)設(shè)計(jì)與次生氣頂形成控制技術(shù)（圖8），形成油藏提高采收率協(xié)調(diào)建庫(kù)模式；②復(fù)雜連通老腔改造與薄鹽層建庫(kù)，開展復(fù)雜連通老腔三維形態(tài)模擬預(yù)測(cè)與反演評(píng)價(jià)、不同形態(tài)下老腔注氣排鹵工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，形成小間距不規(guī)則老腔群運(yùn)行方式與注采速率優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，建立復(fù)雜連通老腔改造技術(shù)。開展強(qiáng)制對(duì)流效應(yīng)定向?qū)泳?、水平井鹵水濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)分布預(yù)測(cè)研究，建立多井型造腔模擬預(yù)測(cè)與腔體形態(tài)控制方法，形成薄鹽層、多夾層鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)；③低滲透氣藏建庫(kù)，建立多井型三維滲流多壓力場(chǎng)疊加產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型，形成以局部高滲透區(qū)空間利用為核心的庫(kù)容參數(shù)設(shè)計(jì)方法，控制建庫(kù)區(qū)氣體外溢，實(shí)現(xiàn)大型低滲透氣藏“三區(qū)帶”有效建庫(kù)；④水層建庫(kù)，建立建庫(kù)選址評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)，形成復(fù)雜非均質(zhì)水層建庫(kù)增壓能力評(píng)價(jià)、注氣驅(qū)替效率評(píng)價(jià)與儲(chǔ)氣空間預(yù)測(cè)、不同增壓能力庫(kù)容參數(shù)預(yù)測(cè)技術(shù)，探索水層建庫(kù)技術(shù)。

圖8 油藏建庫(kù)庫(kù)容形成過程示意圖

通過對(duì)“十三五”技術(shù)進(jìn)行完善，攻關(guān)新類型建庫(kù)技術(shù)，建立油藏、低滲透氣藏、復(fù)雜連通老腔與薄鹽層、水層等儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)體系，開拓建庫(kù)新領(lǐng)域。

3.3.3 提高單井產(chǎn)能和老井處置關(guān)鍵技術(shù)

增大泄流面積和改善儲(chǔ)層滲流條件是提高單井注采能力的有效手段，在產(chǎn)油田老井安全有效處置關(guān)乎油藏建庫(kù)可行性：①大尺寸水平井鉆井，建立大尺寸井井壁失穩(wěn)預(yù)測(cè)與控制、井眼清潔監(jiān)測(cè)與巖屑床預(yù)防、窄間隙管柱安全下入方法，配套形成大尺寸水平井高效鉆完井技術(shù)，充分發(fā)揮儲(chǔ)層自然產(chǎn)能；②保持地質(zhì)體完整性的儲(chǔ)層改造，建立考慮了氣水兩相的壓裂水力裂縫擴(kuò)展預(yù)測(cè)與控制方法，形成基于循環(huán)注采裂縫形態(tài)演變的壓后評(píng)價(jià)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)保持地質(zhì)體完整性的儲(chǔ)層改造，支撐低滲透氣藏高效建庫(kù)；③復(fù)雜老井處理，研發(fā)雙層管柱壁厚檢測(cè)、管外開窗以及高精度老井隨鉆控向重入等疑難老井處置系列工具與產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)油田老井高效處置，為油藏建庫(kù)奠定可行性基礎(chǔ)。

3.3.4 地面處理關(guān)鍵裝備

地面處理能力是影響儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰能力的關(guān)鍵因素。注氣周期內(nèi)，長(zhǎng)輸管道來氣需通過壓縮機(jī)增壓才能注入儲(chǔ)氣庫(kù)；采氣周期內(nèi)，采出氣需通過脫水、脫烴才能進(jìn)入輸氣管道。亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)如下：①離心式壓縮機(jī)組，優(yōu)化離心式壓縮機(jī)組轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)，形成全新智能化運(yùn)行切換和控制技術(shù)，解決壓縮機(jī)變工況高壓氣體激振狀態(tài)下運(yùn)行可靠性及穩(wěn)定性難題；②地面關(guān)鍵控制裝置，攻關(guān)高壓雙向調(diào)節(jié)閥、高壓大型高效分離器、高壓大口徑強(qiáng)制密封球閥及雙向流量計(jì)制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化；③余熱利用裝置，創(chuàng)建從壓縮、膨脹、加熱、冷卻、換熱地面工藝環(huán)節(jié)全系統(tǒng)能量環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗調(diào)節(jié)控制方法，研制注氣余熱回收利用裝置，形成地面節(jié)能降耗工藝。通過關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化，提升裝備制造水平，打破國(guó)外壟斷，提升關(guān)鍵裝備自給率。

3.3.5 風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)體系

風(fēng)險(xiǎn)管控為儲(chǔ)氣庫(kù)安全運(yùn)行保駕護(hù)航，亟需在現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)管控體系的基礎(chǔ)上提高風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、預(yù)警與安全管控能力：①一體化風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)，攻關(guān)多因素耦合條件下儲(chǔ)氣地質(zhì)體完整性失效、井筒泄漏與井屏障組件性能退化評(píng)價(jià)技術(shù)，建立 “地質(zhì)體—井筒”一體化系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)量化指標(biāo)體系，創(chuàng)建儲(chǔ)氣庫(kù)“地質(zhì)體—井筒—地面”一體化完整性管理體系；②微地震監(jiān)測(cè)，突破微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的高溫高壓高靈敏度三分量檢波器芯體制造技術(shù)，攻關(guān)大陣列帶道采集及實(shí)時(shí)預(yù)警技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及處理軟件國(guó)產(chǎn)化；③井筒完整性檢測(cè)/監(jiān)測(cè)，攻關(guān)大井眼、寬壁厚套管超聲測(cè)距波場(chǎng)表征技術(shù)，研制套管—固井水泥環(huán)質(zhì)量一體化檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)井筒完整性精確檢測(cè)與監(jiān)測(cè)。

3.3.6 儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)字化與智能生產(chǎn)決策平臺(tái)

數(shù)字化、智能化是儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展趨勢(shì)，以數(shù)字孿生為基礎(chǔ)的儲(chǔ)氣庫(kù)智能生產(chǎn)決策平臺(tái)是核心載體。①數(shù)字孿生模擬，構(gòu)建“地質(zhì)氣藏—井筒—地面”一體化數(shù)字孿生模型，建立基于地質(zhì)體—井筒—地面數(shù)據(jù)耦合、自動(dòng)分析、配產(chǎn)配注流程化及自動(dòng)優(yōu)化技術(shù)；②智能決策平臺(tái)，圍繞儲(chǔ)氣庫(kù)“地質(zhì)體完整性、井筒完整性、地面完整性”三大領(lǐng)域，推進(jìn)“井筒動(dòng)態(tài)智能診斷、生產(chǎn)管網(wǎng)智能分析、智能配產(chǎn)配注、安全管控”工作流建設(shè)，構(gòu)建以全面感知、自動(dòng)操控、趨勢(shì)預(yù)測(cè)、智能優(yōu)化、協(xié)同運(yùn)營(yíng)為特征的智能化決策平臺(tái)，大幅提高儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)字化水平，大幅提升實(shí)時(shí)運(yùn)行及優(yōu)化效率，大幅降低運(yùn)行成本。

總體來講，“十四五”期間，中國(guó)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)應(yīng)重點(diǎn)做好以下技術(shù)攻關(guān)：①攻關(guān)氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行優(yōu)化和復(fù)雜低滲透氣藏建庫(kù)技術(shù)，提升儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行效益，完善復(fù)雜地質(zhì)條件氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)理論技術(shù)體系；②攻關(guān)高雜質(zhì)鹽層造腔和連通老腔利用技術(shù)，創(chuàng)建復(fù)雜鹽層空間高效利用技術(shù)體系；③攻關(guān)油藏建庫(kù)評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)與建設(shè)技術(shù)系列，自主創(chuàng)新形成高含水油藏建庫(kù)理論技術(shù)體系；④攻關(guān)關(guān)鍵核心裝備國(guó)產(chǎn)化，打破國(guó)外壟斷，提升自給率；⑤攻關(guān)數(shù)字孿生技術(shù)，研發(fā)中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)智慧化綜合管理平臺(tái)，積極推動(dòng)儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)字化轉(zhuǎn)，提升儲(chǔ)氣庫(kù)管理水平與運(yùn)行效益。

4 結(jié)論與建議

1）國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)主體技術(shù)成熟、裝備配套，并逐步擴(kuò)展儲(chǔ)氣庫(kù)功能；經(jīng)過持續(xù)攻關(guān)，中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展，在氣藏選址評(píng)價(jià)、建庫(kù)技術(shù)方面已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

2）未來中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)條件日益復(fù)雜，類型更趨多樣，建設(shè)與運(yùn)行仍面臨在役庫(kù)提高庫(kù)容利用率難度大、油藏等新類型儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)手段缺乏、關(guān)鍵裝備依賴進(jìn)口等6 大挑戰(zhàn)，亟待攻關(guān)提壓運(yùn)行、庫(kù)群協(xié)同優(yōu)化、油藏等新類型儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)、大尺寸鉆井、保持地質(zhì)體完整性儲(chǔ)層改造、地面處理與風(fēng)險(xiǎn)管控關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化及數(shù)字化智能決策等關(guān)鍵核心技術(shù)。

3）建議重點(diǎn)升級(jí)氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)，創(chuàng)新油藏、鹽穴復(fù)雜連通老腔建庫(kù)技術(shù)，探索水層、礦坑建庫(kù)選址與評(píng)價(jià)技術(shù)，形成不同類型儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系，推動(dòng)公司儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，支撐儲(chǔ)氣庫(kù)高效建設(shè)與運(yùn)行。