歷經(jīng)近30年的探索研究,由中國(guó)石油領(lǐng)銜的中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)技術(shù)水平已躋身世界前列。復(fù)雜斷塊氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)已處于國(guó)際領(lǐng)先水平,復(fù)雜鹽層直井單腔建庫(kù)技術(shù)支撐了中國(guó)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)高效建設(shè)。被譽(yù)為儲(chǔ)氣庫(kù)“心臟”的高壓注氣壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,儲(chǔ)氣庫(kù)鉆完井固井特色技術(shù)系列化。儲(chǔ)氣能力建設(shè)快速增長(zhǎng)逐漸滿足了國(guó)內(nèi)天然氣的調(diào)峰需求,為保障國(guó)家天然氣供應(yīng)安全發(fā)揮了“壓艙石”作用。
攻克難題 儲(chǔ)氣能力躍升前十
2009年,一股寒流襲擊了我國(guó)大江南北。浙江、湖南、湖北等省紛紛出現(xiàn)天然氣“斷氣”現(xiàn)象,影響了人們?nèi)粘I睢闈M足全國(guó)天然氣供應(yīng)需求,中國(guó)石油迅速開展新一輪選址評(píng)價(jià)攻關(guān)。
“國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)經(jīng)過百余年發(fā)展,類型多樣、體系完備,為我國(guó)提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)。”鄭得文介紹,但國(guó)外以淺層簡(jiǎn)單構(gòu)造、中高滲儲(chǔ)層為主的儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)與運(yùn)行技術(shù),難以解決我國(guó)復(fù)雜深層儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)的關(guān)鍵難題。
“把劣勢(shì)變優(yōu)勢(shì),攻克世界難題,我們就能實(shí)現(xiàn)‘彎道超車’。”中國(guó)石油儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)總負(fù)責(zé)人馬新華教授堅(jiān)信。歷經(jīng)多年科技攻關(guān),馬新華團(tuán)隊(duì)建立了中國(guó)復(fù)雜地質(zhì)條件儲(chǔ)氣庫(kù)理論技術(shù)體系,牽頭編制了多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),取得了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)、裝備、產(chǎn)品與軟件,實(shí)現(xiàn)了中石油“十三五”期間儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰能力躍上百億立方米規(guī)模。
目前,中國(guó)石油已建成24座儲(chǔ)氣庫(kù),正在建設(shè)一批新的儲(chǔ)氣庫(kù),儲(chǔ)氣能力由“十二五”前的20億立方米躍升至近140億立方米,使中國(guó)的儲(chǔ)氣能力一舉躍升至世界前十位,在全球范圍內(nèi)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)領(lǐng)域彰顯了中國(guó)速度。
直面挑戰(zhàn) 形成四大特色技術(shù)
伴隨著我國(guó)天然氣消費(fèi)的快速增長(zhǎng),儲(chǔ)氣能力不足造成天然氣安全平穩(wěn)供應(yīng)矛盾進(jìn)一步加劇,我國(guó)天然氣對(duì)外依存度高達(dá)44%。中國(guó)石油地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)直面挑戰(zhàn),依托中石油重大科技專項(xiàng),向新的建庫(kù)需求與“關(guān)鍵原創(chuàng)技術(shù)”開展攻關(guān)。
面對(duì)中國(guó)復(fù)雜斷塊、中低滲近枯竭氣藏建庫(kù)的世界級(jí)難題,中石油儲(chǔ)氣庫(kù)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)攻關(guān)形成了四大特色建庫(kù)配套綜合技術(shù)。
一是創(chuàng)新形成復(fù)雜斷塊氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)動(dòng)態(tài)密封、高速注采滲流等建庫(kù)關(guān)鍵理論與方法,創(chuàng)造了埋藏最深、運(yùn)行壓力最高、井底壓差最大等世界紀(jì)錄;二是枯竭氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)超低壓地層鉆井堵漏、交變載荷防裂隙固井、交變工況注采管柱設(shè)計(jì)等技術(shù)基本成熟,支撐了國(guó)內(nèi)氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)的大規(guī)模建設(shè);三是研制高壓大排量往復(fù)式注氣壓縮機(jī)組,打破進(jìn)口壟斷;四是建立全生命周期的安全管控體系,研制井下泄漏檢測(cè)、注采管柱氦氣密封檢測(cè)等安全檢測(cè)裝備,性能達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。
同時(shí),復(fù)雜多夾層低品位鹽層直井單腔建庫(kù)技術(shù)取得突破,建成了亞洲第一座金壇鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù),為我國(guó)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)規(guī)模建設(shè)提供了技術(shù)支撐。
壓縮機(jī)被譽(yù)為儲(chǔ)氣庫(kù)的“心臟”。多年來,我國(guó)無(wú)法生產(chǎn)高壓大排量壓縮機(jī),儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)初期全部靠國(guó)外進(jìn)口,成本高,時(shí)間長(zhǎng),制約了儲(chǔ)氣庫(kù)快速建設(shè)。為打通“卡點(diǎn)”,國(guó)內(nèi)企業(yè)積極攻關(guān),中石油成都?jí)嚎s機(jī)廠制造出達(dá)到世界先進(jìn)水平的壓縮機(jī),儲(chǔ)氣庫(kù)有了“中國(guó)心臟”。
世界上儲(chǔ)氣庫(kù)井最深的在中國(guó)、壓力最高的在中國(guó),對(duì)固井水泥提出嚴(yán)苛要求。中石油攻關(guān)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)攻關(guān),生產(chǎn)出國(guó)產(chǎn)深層固井水泥,固井成功率達(dá)到100%,耐壓性、抗溫性、高彈性均達(dá)到世界先進(jìn)水平。
聯(lián)合攻關(guān) 保障國(guó)家能源安全
“十四五”期間,我國(guó)提出加快地下儲(chǔ)庫(kù)建設(shè)的總體規(guī)劃,確定了“2025年全國(guó)集約儲(chǔ)氣能力逾500億立方米、2030年逾600億立方米、2035年逾700億立方米”的目標(biāo),要求中石油用5年時(shí)間完成以往20年新建調(diào)峰能力總和。
為此,中國(guó)石油由勘探院牽頭,依托儲(chǔ)氣分公司等7家儲(chǔ)氣建設(shè)單位,聯(lián)合中石油工程技術(shù)研究院等科研院所和企業(yè),圍繞公司在役庫(kù)達(dá)容、新庫(kù)建設(shè)、安全管控和智能化四大方向,制訂了理論技術(shù)、生產(chǎn)應(yīng)用、創(chuàng)新能力提升等攻關(guān)目標(biāo)。針對(duì)一系列科學(xué)、技術(shù)、工程等問題,該團(tuán)隊(duì)設(shè)置了“復(fù)雜儲(chǔ)氣庫(kù)地質(zhì)密封性評(píng)價(jià)與庫(kù)容高效利用技術(shù)研究”等6項(xiàng)共性研究課題和“復(fù)雜斷塊群高質(zhì)量?jī)?chǔ)氣建設(shè)”等5項(xiàng)示范工程,勠力實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)技術(shù)攻關(guān)新突破。
針對(duì)油藏建庫(kù)問題,攻關(guān)團(tuán)隊(duì)開展油藏建庫(kù)選址評(píng)價(jià)研究,篩選了一批庫(kù)址資源,開展油藏建庫(kù)配套技術(shù)攻關(guān);針對(duì)水層和礦坑等新領(lǐng)域建庫(kù)問題,攻關(guān)團(tuán)隊(duì)探索新技術(shù);力爭(zhēng)取得新突破;針對(duì)復(fù)雜連通鹽穴老腔儲(chǔ)氣問題,攻關(guān)團(tuán)隊(duì)研發(fā)多井型工藝與多儲(chǔ)氣空間利用技術(shù)。
此外,中國(guó)石油地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)牽頭申報(bào)國(guó)家能源地下儲(chǔ)氣庫(kù)研發(fā)中心。該中心批準(zhǔn)成立后,將著力打造我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)原創(chuàng)技術(shù)研發(fā)策源地,在保障國(guó)內(nèi)天然氣安全平穩(wěn)供應(yīng)、以科技支撐快速推進(jìn)我國(guó)儲(chǔ)氣能力建設(shè)、解決復(fù)雜儲(chǔ)氣庫(kù)重大生產(chǎn)難題以及實(shí)現(xiàn)資源整合提升科技創(chuàng)新能力等方面,發(fā)揮積極的推動(dòng)作用。