摘要：建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)是保障安全平穩(wěn)供氣的主要手段之一。隨著全球天然氣需求的增長(zhǎng)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求也將不斷增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2030年全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將達(dá)到5430×108m3。為此，分析了全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)的現(xiàn)狀，揭示了地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求增長(zhǎng)的5個(gè)驅(qū)動(dòng)力：①各國(guó)對(duì)天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備的重視；②天然氣供給方式的轉(zhuǎn)變；③短期天然氣貿(mào)易的需要；④管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)一步平衡的需要；⑤油田伴生氣的儲(chǔ)存需求。結(jié)論指出：地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求增長(zhǎng)主要分布在北美和歐洲，亞洲地區(qū)受天然氣需求和建庫(kù)地質(zhì)條件的限制，在世界地下儲(chǔ)氣庫(kù)總工作氣量中僅占很小的份額；地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì)是加大氣庫(kù)調(diào)峰的靈活性以滿足低碳經(jīng)濟(jì)的需要；未來(lái)地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)主要向延長(zhǎng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)使用壽命、減少地下儲(chǔ)氣庫(kù)對(duì)環(huán)境的影響和增強(qiáng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行靈活性的方向發(fā)展。該研究成果將為中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)發(fā)展提供借鑒經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展啟示。
關(guān)鍵詞：全球；地下儲(chǔ)氣庫(kù)；發(fā)展；需求；趨勢(shì)；驅(qū)動(dòng)力；技術(shù)；啟示
2009年10月5～9日，第24屆世界天然氣大會(huì)在阿根廷首都布宜諾斯艾利斯舉行。
世界天然氣大會(huì)是國(guó)際天然氣聯(lián)盟組織（IGU）最重要的活動(dòng)，每3年舉行1次，在每屆IGU主席所在國(guó)舉辦，是全球最高級(jí)別的天然氣行業(yè)盛會(huì)。
地下儲(chǔ)氣庫(kù)專業(yè)委員會(huì)是世界天然氣聯(lián)盟下設(shè)的5個(gè)技術(shù)委員會(huì)之一，該委員會(huì)主要著眼于地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)、運(yùn)行管理、主要發(fā)展方向、新技術(shù)應(yīng)用等方面的研究和調(diào)查。筆者參加了本次大會(huì)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作組會(huì)議，以下是參加本次大會(huì)所獲得的一些信息和認(rèn)識(shí)。文中所應(yīng)用的數(shù)據(jù)均來(lái)自第24屆世界天然氣大會(huì)儲(chǔ)氣庫(kù)工作組的報(bào)告。
1全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)的現(xiàn)狀
IGU所掌握的統(tǒng)計(jì)資料表明，目前世界上共有36個(gè)國(guó)家和地區(qū)建設(shè)有630座地下儲(chǔ)氣庫(kù)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)總的工作氣量為3530×108m3，約占全球天然氣消費(fèi)量3×108m3的11。7%。與2005年3330×108m3的工作氣量相比。5年間全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量增加了200×108m3［1］。
全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)總的工作氣量中，北美地區(qū)占36%，歐洲占24%，獨(dú)聯(lián)體國(guó)家占39%，西亞和亞太地區(qū)占0。8%，拉丁美洲和加勒比地區(qū)占0。03%。
全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)總工作氣量的78%分布于氣藏型氣庫(kù)，5%分布于油藏型儲(chǔ)氣庫(kù)，12%分布于含水層儲(chǔ)氣庫(kù)，5%分布于鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)，另有約0。1%分布于廢棄礦坑和巖洞型氣庫(kù)中。在歐洲地下儲(chǔ)氣庫(kù)總工作氣量中，65%分布于氣藏型氣庫(kù)，1%分布于油藏型氣庫(kù)，18%分布于水層儲(chǔ)氣庫(kù)，12%分布于鹽穴氣庫(kù)。
除目前已經(jīng)建成的3530×108m3的工作氣量外，全球尚有90座地下儲(chǔ)氣庫(kù)納入新建計(jì)劃，并有45座地下儲(chǔ)氣庫(kù)將進(jìn)一步擴(kuò)容，預(yù)計(jì)90座新建地下儲(chǔ)氣庫(kù)加上630座已建成的地下儲(chǔ)氣庫(kù)部分?jǐn)U容，總的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將達(dá)4460×108m3。
美國(guó)、俄羅斯、烏克蘭、德國(guó)、意大利、加拿大、法國(guó)是儲(chǔ)氣庫(kù)大國(guó)，其地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量約占全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)總工作氣量的85%。
2未來(lái)需求與增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力
隨著天然氣消費(fèi)需求的增長(zhǎng)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求將隨之增長(zhǎng)。根據(jù)IGU預(yù)測(cè)，到2020年，全球天然氣需求量將從2005年的3×1012m3增加到3。7×1012m3，2030年將增加到4。5×1012m3。與此同時(shí)，預(yù)計(jì)全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將會(huì)從2005年的3300×108m3增長(zhǎng)到2030年的5430×108m3。
今后地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求主要增長(zhǎng)區(qū)還是歐洲、北美和獨(dú)聯(lián)體國(guó)家等天然氣市場(chǎng)較為成熟的國(guó)家和地區(qū)。根據(jù)預(yù)測(cè)，歐洲地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將從2005年的790×108m3增加到2030年的1350×108m3，北美地區(qū)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將從2005年的1160×108m3增加到2030年的1870×108m3，獨(dú)聯(lián)體國(guó)家則將從2005年的1360×108m3增加到2030年的1770×108m3，傳統(tǒng)的3大地下儲(chǔ)氣庫(kù)集中地區(qū)仍將是地下儲(chǔ)氣庫(kù)未來(lái)的需求增長(zhǎng)點(diǎn)。亞太地區(qū)由于受到天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的限制和地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)地質(zhì)條件的限制，且日本、韓國(guó)等傳統(tǒng)天然氣市場(chǎng)以LNG為主，該地區(qū)地下儲(chǔ)氣庫(kù)增長(zhǎng)幅度將不會(huì)很大，在全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)總體工作氣量比例中仍然將小于1%。
根據(jù)IGU的分析，未來(lái)地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自以下方面：
1）各國(guó)對(duì)天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備的重視。以俄羅斯為代表的國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始有計(jì)劃地增加天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備。
2）天然氣供給方式的轉(zhuǎn)變。LNG貿(mào)易對(duì)傳統(tǒng)管道天然氣市場(chǎng)帶來(lái)較大影響，將刺激地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求。
3）短期天然氣貿(mào)易的需要。短期貿(mào)易需要利用地下儲(chǔ)氣庫(kù)進(jìn)行有效周轉(zhuǎn)。
4）管網(wǎng)系統(tǒng)的進(jìn)一步平衡需要，包括輸送量的平衡和壓力的平衡。
5）油田開(kāi)采導(dǎo)致大量伴生氣排放造成大氣污染，伴生氣的儲(chǔ)存將同樣需要建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)來(lái)滿足需求。
具體到不同地區(qū)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)的主要需求驅(qū)動(dòng)力也各不相同。西歐地區(qū)不斷增加的地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求將主要來(lái)自該地區(qū)各國(guó)對(duì)進(jìn)口天然氣依賴程度的增加。天然氣對(duì)外依存度高的國(guó)家，必須建立地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)以滿足對(duì)天然氣儲(chǔ)備的需要。以歐洲為例，根據(jù)IGU的經(jīng)驗(yàn)，一旦天然氣對(duì)外依存度達(dá)到和超過(guò)30%，則地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量就需要超過(guò)天然氣消費(fèi)量的12%；如果天然氣對(duì)外依存度超過(guò)50%，絕大部分國(guó)家的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將超過(guò)天然氣消費(fèi)量的20%，法國(guó)、奧地利等國(guó)更是達(dá)到30%左右。西歐地區(qū)隨著未來(lái)本地天然氣產(chǎn)量的下降和天然氣對(duì)外依存度的增長(zhǎng)，對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求將越來(lái)越迫切。
北美地區(qū)對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求增長(zhǎng)模式與其主要依賴非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)有關(guān)。尤其是在美國(guó)，由于新的大規(guī)模的非常規(guī)天然氣的開(kāi)發(fā)，不僅改變了區(qū)域天然氣供需平衡，而且也改變了局部地區(qū)的天然氣供給流向，新的地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)需求更多的是滿足非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)利用的需要，以及適應(yīng)和保證非常規(guī)天然氣供給后區(qū)域市場(chǎng)調(diào)峰和供給保障的需要。
獨(dú)聯(lián)體國(guó)家由于地緣政治的影響和本國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到的需要，為保障本地區(qū)的供氣安全也將加大地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的力度和投入。
3未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)和方向
保障平穩(wěn)安全供氣，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍將是地下儲(chǔ)氣庫(kù)的主要作用，但是，隨著天然氣貿(mào)易量的增加和貿(mào)易方式的改變、區(qū)域市場(chǎng)供求關(guān)系的變化、非常規(guī)天然氣利用等多種因素的改變，地下儲(chǔ)氣庫(kù)的未來(lái)發(fā)展也產(chǎn)生了新的需求［2］：
1）地下儲(chǔ)氣庫(kù)需要適應(yīng)更加變化多端的天然氣市場(chǎng)發(fā)展需要，除了更好地發(fā)揮調(diào)峰作用外，將在調(diào)節(jié)區(qū)域天然氣市場(chǎng)價(jià)格方面發(fā)揮更加靈活的調(diào)節(jié)和保障作用。
2）地下儲(chǔ)氣庫(kù)應(yīng)該作為區(qū)域天然氣共同市場(chǎng)的工具之一，而不是僅僅滿足管道運(yùn)營(yíng)上調(diào)峰的需要。
3）地下儲(chǔ)氣庫(kù)的商業(yè)盈利模式將會(huì)是地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展的一個(gè)重要方面，利用天然氣的季節(jié)價(jià)格差異尋求地下儲(chǔ)氣庫(kù)的商業(yè)利潤(rùn)在未來(lái)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展過(guò)程中將會(huì)逐步得到體現(xiàn)。
4）地下儲(chǔ)氣庫(kù)服務(wù)更加透明和全面，平等對(duì)待各種類型的天然氣用戶，包括可中斷用戶和不可中斷用戶。
5）地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)將會(huì)更多地應(yīng)用于非天然氣儲(chǔ)存領(lǐng)域，如壓氣蓄能、氫氣儲(chǔ)存等各種類型的氣體存儲(chǔ)領(lǐng)域，還有天然氣水合物存儲(chǔ)、儲(chǔ)氣庫(kù)與LNG的協(xié)調(diào)運(yùn)行等方面。
6）在節(jié)能減排方面，將儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)與C02地下儲(chǔ)存結(jié)合并共同發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)減少C02排放的目標(biāo)。
4主要的技術(shù)發(fā)展方向
歐美地區(qū)很多地下儲(chǔ)氣庫(kù)已經(jīng)運(yùn)行多年，現(xiàn)在其地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)主要向延長(zhǎng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)使用壽命、減少地下儲(chǔ)氣庫(kù)對(duì)環(huán)境的影響和增強(qiáng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行的靈活性方向發(fā)展。主要包括以下內(nèi)容：
1）氣庫(kù)的靈活適應(yīng)性。氣庫(kù)不再僅僅滿足冬采夏注的季節(jié)性調(diào)峰，而是更多用于注采調(diào)節(jié)。
2）優(yōu)化已有儲(chǔ)氣庫(kù)的運(yùn)行，提高儲(chǔ)氣庫(kù)靈活性，適應(yīng)天然氣市場(chǎng)自由化的發(fā)展需要。
3）超大鹽穴和水平鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建造，尤其是水平溶洞地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建造和運(yùn)行。
4）焊接管柱的大規(guī)模應(yīng)用。
5）發(fā)展水平井和多分支井提高氣庫(kù)產(chǎn)能。
6）建立地面地下一體化運(yùn)行管理模型，完善運(yùn)行優(yōu)化預(yù)測(cè)及完整性管理。
7）加強(qiáng)地下部分的管理優(yōu)化，包括加大運(yùn)行壓力區(qū)間、提高注采氣能力、氣井套管內(nèi)外檢測(cè)、固井質(zhì)量評(píng)估與優(yōu)化、智能采氣井筒等。
8）新型地面脫水技術(shù)、新型壓縮機(jī)的應(yīng)用。
9）單井和地面設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控、檢測(cè)和環(huán)境檢測(cè)等。
5對(duì)中國(guó)發(fā)展地下儲(chǔ)氣庫(kù)的啟示
5。1高度重視地下儲(chǔ)氣庫(kù)在天然氣工業(yè)發(fā)展中的作用和地位
天然氣行業(yè)的發(fā)展需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游勘探開(kāi)發(fā)、中游輸送與儲(chǔ)存、下游市場(chǎng)與利用各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)發(fā)展，歐美國(guó)家地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)已經(jīng)揭示了地下儲(chǔ)氣庫(kù)在天然氣產(chǎn)業(yè)中的重要作用和地位，也給中國(guó)的天然氣發(fā)展給予了重要啟示：必須重視地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)。
5。2制訂明確的地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展戰(zhàn)略
中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，但是對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)在整個(gè)天然氣行業(yè)發(fā)展中的總體目標(biāo)規(guī)劃尚不明確。建議重點(diǎn)規(guī)劃和研究中國(guó)未來(lái)天然氣儲(chǔ)存業(yè)務(wù)的總體發(fā)展方向和規(guī)模，制訂調(diào)峰樞紐和區(qū)域調(diào)峰中心建設(shè)規(guī)劃［3］，以明確今后中國(guó)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)發(fā)展的總體方向。
5。3提前開(kāi)展地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)資源儲(chǔ)備
能否建成與中國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)相匹配的地下儲(chǔ)氣庫(kù)，重點(diǎn)在于是否具備建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的地質(zhì)條件和建庫(kù)資源，尤其是在天然氣消費(fèi)區(qū)，建設(shè)相當(dāng)規(guī)模的地下儲(chǔ)氣庫(kù)意義更加重大。因此需要積極加大勘探力度，尋找有利的建庫(kù)資源，尤其應(yīng)該對(duì)環(huán)渤海、長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲地區(qū)等我國(guó)天然氣消費(fèi)的重點(diǎn)地區(qū)，加大地下儲(chǔ)氣庫(kù)勘探評(píng)價(jià)工作量，儲(chǔ)備一批地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)目標(biāo)。
5。4加大地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)力度，縮短建設(shè)周期，迎接即將到來(lái)的調(diào)峰需求高峰
地下儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰需求是隨著天然氣消費(fèi)量的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)的，但調(diào)峰的需求增長(zhǎng)速度要略微滯后于天然氣消費(fèi)增長(zhǎng)速度。以北美地區(qū)的美國(guó)為例，在20世紀(jì)70年代，美國(guó)的天然氣消費(fèi)量達(dá)到高峰期的時(shí)候，地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量?jī)H占天然氣年消費(fèi)量的8%左右，主要原因是地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)進(jìn)度和調(diào)峰需求都要滯后于天然氣消費(fèi)的需求。但隨著天然氣市場(chǎng)的成熟，調(diào)峰需求增大，大量的地下儲(chǔ)氣庫(kù)投入建設(shè)和運(yùn)行以滿足調(diào)峰和應(yīng)急的需要，地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量也隨之大幅度增加，并且呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)［4］。中國(guó)目前正處于天然氣消費(fèi)快速發(fā)展的時(shí)期，天然氣消費(fèi)和調(diào)峰需求的高峰期均尚未到來(lái)，根據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)到2020年天然氣消費(fèi)量將達(dá)到3000×108m3左右，以調(diào)峰最大需求滯后3～5a計(jì)算，調(diào)峰需求高峰將在2025年前后出現(xiàn)，而地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建庫(kù)周期需要5～8a。因此目前這個(gè)階段正是大規(guī)模進(jìn)行地下儲(chǔ)氣庫(kù)選址評(píng)價(jià)和建設(shè)的大好時(shí)機(jī)。
5。5針對(duì)不同類型地下儲(chǔ)氣庫(kù)特點(diǎn)開(kāi)展技術(shù)研究
我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建庫(kù)地質(zhì)條件與國(guó)外相比，總體來(lái)說(shuō)相對(duì)較差。油氣藏和含水層的建庫(kù)條件表現(xiàn)為深度大、儲(chǔ)層物性條件差。因此針對(duì)這類地下儲(chǔ)氣庫(kù)，主要需要在提高建庫(kù)效率、大幅度提高注采井單井產(chǎn)能以及有效延長(zhǎng)氣庫(kù)井安全壽命方面加強(qiáng)研究，形成配套技術(shù)。對(duì)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)來(lái)講，其建庫(kù)條件主要表現(xiàn)為鹽層薄、夾層厚度大。對(duì)此，需要在鹽穴造腔的控制和預(yù)測(cè)、薄鹽層水平造腔及安全穩(wěn)定性方面加強(qiáng)研究和攻關(guān)。
5。6未雨綢繆，儲(chǔ)備保障儲(chǔ)氣庫(kù)安全運(yùn)行的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)手段
地下儲(chǔ)氣庫(kù)是保障安全穩(wěn)定供氣的主要手段，但氣庫(kù)本身的安全也需要高度重視。歐美國(guó)家儲(chǔ)氣庫(kù)井和地面設(shè)施的運(yùn)行已經(jīng)超過(guò)40a。因而針對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)本身的安全已經(jīng)形成了一整套安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和保障措施。而隨著越來(lái)越多的氣庫(kù)投入運(yùn)行以及氣庫(kù)服務(wù)時(shí)間的增長(zhǎng)，我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)本身的安全性可靠性問(wèn)題將會(huì)不斷顯現(xiàn)。因此針對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)安全評(píng)價(jià)的監(jiān)測(cè)手段和技術(shù)措施等需盡快進(jìn)行研究和儲(chǔ)備。
參考文獻(xiàn)
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本文作者：丁國(guó)生中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院
關(guān)鍵詞：全球；地下儲(chǔ)氣庫(kù)；發(fā)展；需求；趨勢(shì)；驅(qū)動(dòng)力；技術(shù)；啟示
2009年10月5～9日，第24屆世界天然氣大會(huì)在阿根廷首都布宜諾斯艾利斯舉行。
世界天然氣大會(huì)是國(guó)際天然氣聯(lián)盟組織（IGU）最重要的活動(dòng)，每3年舉行1次，在每屆IGU主席所在國(guó)舉辦，是全球最高級(jí)別的天然氣行業(yè)盛會(huì)。
地下儲(chǔ)氣庫(kù)專業(yè)委員會(huì)是世界天然氣聯(lián)盟下設(shè)的5個(gè)技術(shù)委員會(huì)之一，該委員會(huì)主要著眼于地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)、運(yùn)行管理、主要發(fā)展方向、新技術(shù)應(yīng)用等方面的研究和調(diào)查。筆者參加了本次大會(huì)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作組會(huì)議，以下是參加本次大會(huì)所獲得的一些信息和認(rèn)識(shí)。文中所應(yīng)用的數(shù)據(jù)均來(lái)自第24屆世界天然氣大會(huì)儲(chǔ)氣庫(kù)工作組的報(bào)告。
1全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)的現(xiàn)狀
IGU所掌握的統(tǒng)計(jì)資料表明，目前世界上共有36個(gè)國(guó)家和地區(qū)建設(shè)有630座地下儲(chǔ)氣庫(kù)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)總的工作氣量為3530×108m3，約占全球天然氣消費(fèi)量3×108m3的11。7%。與2005年3330×108m3的工作氣量相比。5年間全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量增加了200×108m3［1］。
全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)總的工作氣量中，北美地區(qū)占36%，歐洲占24%，獨(dú)聯(lián)體國(guó)家占39%，西亞和亞太地區(qū)占0。8%，拉丁美洲和加勒比地區(qū)占0。03%。
全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)總工作氣量的78%分布于氣藏型氣庫(kù)，5%分布于油藏型儲(chǔ)氣庫(kù)，12%分布于含水層儲(chǔ)氣庫(kù)，5%分布于鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)，另有約0。1%分布于廢棄礦坑和巖洞型氣庫(kù)中。在歐洲地下儲(chǔ)氣庫(kù)總工作氣量中，65%分布于氣藏型氣庫(kù)，1%分布于油藏型氣庫(kù)，18%分布于水層儲(chǔ)氣庫(kù)，12%分布于鹽穴氣庫(kù)。
除目前已經(jīng)建成的3530×108m3的工作氣量外，全球尚有90座地下儲(chǔ)氣庫(kù)納入新建計(jì)劃，并有45座地下儲(chǔ)氣庫(kù)將進(jìn)一步擴(kuò)容，預(yù)計(jì)90座新建地下儲(chǔ)氣庫(kù)加上630座已建成的地下儲(chǔ)氣庫(kù)部分?jǐn)U容，總的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將達(dá)4460×108m3。
美國(guó)、俄羅斯、烏克蘭、德國(guó)、意大利、加拿大、法國(guó)是儲(chǔ)氣庫(kù)大國(guó)，其地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量約占全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)總工作氣量的85%。
2未來(lái)需求與增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力
隨著天然氣消費(fèi)需求的增長(zhǎng)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求將隨之增長(zhǎng)。根據(jù)IGU預(yù)測(cè)，到2020年，全球天然氣需求量將從2005年的3×1012m3增加到3。7×1012m3，2030年將增加到4。5×1012m3。與此同時(shí)，預(yù)計(jì)全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將會(huì)從2005年的3300×108m3增長(zhǎng)到2030年的5430×108m3。
今后地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求主要增長(zhǎng)區(qū)還是歐洲、北美和獨(dú)聯(lián)體國(guó)家等天然氣市場(chǎng)較為成熟的國(guó)家和地區(qū)。根據(jù)預(yù)測(cè)，歐洲地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將從2005年的790×108m3增加到2030年的1350×108m3，北美地區(qū)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將從2005年的1160×108m3增加到2030年的1870×108m3，獨(dú)聯(lián)體國(guó)家則將從2005年的1360×108m3增加到2030年的1770×108m3，傳統(tǒng)的3大地下儲(chǔ)氣庫(kù)集中地區(qū)仍將是地下儲(chǔ)氣庫(kù)未來(lái)的需求增長(zhǎng)點(diǎn)。亞太地區(qū)由于受到天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的限制和地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)地質(zhì)條件的限制，且日本、韓國(guó)等傳統(tǒng)天然氣市場(chǎng)以LNG為主，該地區(qū)地下儲(chǔ)氣庫(kù)增長(zhǎng)幅度將不會(huì)很大，在全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)總體工作氣量比例中仍然將小于1%。
根據(jù)IGU的分析，未來(lái)地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自以下方面：
1）各國(guó)對(duì)天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備的重視。以俄羅斯為代表的國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始有計(jì)劃地增加天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備。
2）天然氣供給方式的轉(zhuǎn)變。LNG貿(mào)易對(duì)傳統(tǒng)管道天然氣市場(chǎng)帶來(lái)較大影響，將刺激地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求。
3）短期天然氣貿(mào)易的需要。短期貿(mào)易需要利用地下儲(chǔ)氣庫(kù)進(jìn)行有效周轉(zhuǎn)。
4）管網(wǎng)系統(tǒng)的進(jìn)一步平衡需要，包括輸送量的平衡和壓力的平衡。
5）油田開(kāi)采導(dǎo)致大量伴生氣排放造成大氣污染，伴生氣的儲(chǔ)存將同樣需要建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)來(lái)滿足需求。
具體到不同地區(qū)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)的主要需求驅(qū)動(dòng)力也各不相同。西歐地區(qū)不斷增加的地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求將主要來(lái)自該地區(qū)各國(guó)對(duì)進(jìn)口天然氣依賴程度的增加。天然氣對(duì)外依存度高的國(guó)家，必須建立地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)以滿足對(duì)天然氣儲(chǔ)備的需要。以歐洲為例，根據(jù)IGU的經(jīng)驗(yàn)，一旦天然氣對(duì)外依存度達(dá)到和超過(guò)30%，則地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量就需要超過(guò)天然氣消費(fèi)量的12%；如果天然氣對(duì)外依存度超過(guò)50%，絕大部分國(guó)家的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將超過(guò)天然氣消費(fèi)量的20%，法國(guó)、奧地利等國(guó)更是達(dá)到30%左右。西歐地區(qū)隨著未來(lái)本地天然氣產(chǎn)量的下降和天然氣對(duì)外依存度的增長(zhǎng)，對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求將越來(lái)越迫切。
北美地區(qū)對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求增長(zhǎng)模式與其主要依賴非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)有關(guān)。尤其是在美國(guó)，由于新的大規(guī)模的非常規(guī)天然氣的開(kāi)發(fā)，不僅改變了區(qū)域天然氣供需平衡，而且也改變了局部地區(qū)的天然氣供給流向，新的地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)需求更多的是滿足非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)利用的需要，以及適應(yīng)和保證非常規(guī)天然氣供給后區(qū)域市場(chǎng)調(diào)峰和供給保障的需要。
獨(dú)聯(lián)體國(guó)家由于地緣政治的影響和本國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到的需要，為保障本地區(qū)的供氣安全也將加大地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的力度和投入。
3未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)和方向
保障平穩(wěn)安全供氣，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍將是地下儲(chǔ)氣庫(kù)的主要作用，但是，隨著天然氣貿(mào)易量的增加和貿(mào)易方式的改變、區(qū)域市場(chǎng)供求關(guān)系的變化、非常規(guī)天然氣利用等多種因素的改變，地下儲(chǔ)氣庫(kù)的未來(lái)發(fā)展也產(chǎn)生了新的需求［2］：
1）地下儲(chǔ)氣庫(kù)需要適應(yīng)更加變化多端的天然氣市場(chǎng)發(fā)展需要，除了更好地發(fā)揮調(diào)峰作用外，將在調(diào)節(jié)區(qū)域天然氣市場(chǎng)價(jià)格方面發(fā)揮更加靈活的調(diào)節(jié)和保障作用。
2）地下儲(chǔ)氣庫(kù)應(yīng)該作為區(qū)域天然氣共同市場(chǎng)的工具之一，而不是僅僅滿足管道運(yùn)營(yíng)上調(diào)峰的需要。
3）地下儲(chǔ)氣庫(kù)的商業(yè)盈利模式將會(huì)是地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展的一個(gè)重要方面，利用天然氣的季節(jié)價(jià)格差異尋求地下儲(chǔ)氣庫(kù)的商業(yè)利潤(rùn)在未來(lái)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展過(guò)程中將會(huì)逐步得到體現(xiàn)。
4）地下儲(chǔ)氣庫(kù)服務(wù)更加透明和全面，平等對(duì)待各種類型的天然氣用戶，包括可中斷用戶和不可中斷用戶。
5）地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)將會(huì)更多地應(yīng)用于非天然氣儲(chǔ)存領(lǐng)域，如壓氣蓄能、氫氣儲(chǔ)存等各種類型的氣體存儲(chǔ)領(lǐng)域，還有天然氣水合物存儲(chǔ)、儲(chǔ)氣庫(kù)與LNG的協(xié)調(diào)運(yùn)行等方面。
6）在節(jié)能減排方面，將儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)與C02地下儲(chǔ)存結(jié)合并共同發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)減少C02排放的目標(biāo)。
4主要的技術(shù)發(fā)展方向
歐美地區(qū)很多地下儲(chǔ)氣庫(kù)已經(jīng)運(yùn)行多年，現(xiàn)在其地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)主要向延長(zhǎng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)使用壽命、減少地下儲(chǔ)氣庫(kù)對(duì)環(huán)境的影響和增強(qiáng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行的靈活性方向發(fā)展。主要包括以下內(nèi)容：
1）氣庫(kù)的靈活適應(yīng)性。氣庫(kù)不再僅僅滿足冬采夏注的季節(jié)性調(diào)峰，而是更多用于注采調(diào)節(jié)。
2）優(yōu)化已有儲(chǔ)氣庫(kù)的運(yùn)行，提高儲(chǔ)氣庫(kù)靈活性，適應(yīng)天然氣市場(chǎng)自由化的發(fā)展需要。
3）超大鹽穴和水平鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建造，尤其是水平溶洞地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建造和運(yùn)行。
4）焊接管柱的大規(guī)模應(yīng)用。
5）發(fā)展水平井和多分支井提高氣庫(kù)產(chǎn)能。
6）建立地面地下一體化運(yùn)行管理模型，完善運(yùn)行優(yōu)化預(yù)測(cè)及完整性管理。
7）加強(qiáng)地下部分的管理優(yōu)化，包括加大運(yùn)行壓力區(qū)間、提高注采氣能力、氣井套管內(nèi)外檢測(cè)、固井質(zhì)量評(píng)估與優(yōu)化、智能采氣井筒等。
8）新型地面脫水技術(shù)、新型壓縮機(jī)的應(yīng)用。
9）單井和地面設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控、檢測(cè)和環(huán)境檢測(cè)等。
5對(duì)中國(guó)發(fā)展地下儲(chǔ)氣庫(kù)的啟示
5。1高度重視地下儲(chǔ)氣庫(kù)在天然氣工業(yè)發(fā)展中的作用和地位
天然氣行業(yè)的發(fā)展需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游勘探開(kāi)發(fā)、中游輸送與儲(chǔ)存、下游市場(chǎng)與利用各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)發(fā)展，歐美國(guó)家地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)已經(jīng)揭示了地下儲(chǔ)氣庫(kù)在天然氣產(chǎn)業(yè)中的重要作用和地位，也給中國(guó)的天然氣發(fā)展給予了重要啟示：必須重視地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)。
5。2制訂明確的地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展戰(zhàn)略
中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，但是對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)在整個(gè)天然氣行業(yè)發(fā)展中的總體目標(biāo)規(guī)劃尚不明確。建議重點(diǎn)規(guī)劃和研究中國(guó)未來(lái)天然氣儲(chǔ)存業(yè)務(wù)的總體發(fā)展方向和規(guī)模，制訂調(diào)峰樞紐和區(qū)域調(diào)峰中心建設(shè)規(guī)劃［3］，以明確今后中國(guó)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)發(fā)展的總體方向。
5。3提前開(kāi)展地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)資源儲(chǔ)備
能否建成與中國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)相匹配的地下儲(chǔ)氣庫(kù)，重點(diǎn)在于是否具備建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的地質(zhì)條件和建庫(kù)資源，尤其是在天然氣消費(fèi)區(qū)，建設(shè)相當(dāng)規(guī)模的地下儲(chǔ)氣庫(kù)意義更加重大。因此需要積極加大勘探力度，尋找有利的建庫(kù)資源，尤其應(yīng)該對(duì)環(huán)渤海、長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲地區(qū)等我國(guó)天然氣消費(fèi)的重點(diǎn)地區(qū)，加大地下儲(chǔ)氣庫(kù)勘探評(píng)價(jià)工作量，儲(chǔ)備一批地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)目標(biāo)。
5。4加大地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)力度，縮短建設(shè)周期，迎接即將到來(lái)的調(diào)峰需求高峰
地下儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰需求是隨著天然氣消費(fèi)量的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)的，但調(diào)峰的需求增長(zhǎng)速度要略微滯后于天然氣消費(fèi)增長(zhǎng)速度。以北美地區(qū)的美國(guó)為例，在20世紀(jì)70年代，美國(guó)的天然氣消費(fèi)量達(dá)到高峰期的時(shí)候，地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量?jī)H占天然氣年消費(fèi)量的8%左右，主要原因是地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)進(jìn)度和調(diào)峰需求都要滯后于天然氣消費(fèi)的需求。但隨著天然氣市場(chǎng)的成熟，調(diào)峰需求增大，大量的地下儲(chǔ)氣庫(kù)投入建設(shè)和運(yùn)行以滿足調(diào)峰和應(yīng)急的需要，地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量也隨之大幅度增加，并且呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)［4］。中國(guó)目前正處于天然氣消費(fèi)快速發(fā)展的時(shí)期，天然氣消費(fèi)和調(diào)峰需求的高峰期均尚未到來(lái)，根據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)到2020年天然氣消費(fèi)量將達(dá)到3000×108m3左右，以調(diào)峰最大需求滯后3～5a計(jì)算，調(diào)峰需求高峰將在2025年前后出現(xiàn)，而地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建庫(kù)周期需要5～8a。因此目前這個(gè)階段正是大規(guī)模進(jìn)行地下儲(chǔ)氣庫(kù)選址評(píng)價(jià)和建設(shè)的大好時(shí)機(jī)。
5。5針對(duì)不同類型地下儲(chǔ)氣庫(kù)特點(diǎn)開(kāi)展技術(shù)研究
我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建庫(kù)地質(zhì)條件與國(guó)外相比，總體來(lái)說(shuō)相對(duì)較差。油氣藏和含水層的建庫(kù)條件表現(xiàn)為深度大、儲(chǔ)層物性條件差。因此針對(duì)這類地下儲(chǔ)氣庫(kù)，主要需要在提高建庫(kù)效率、大幅度提高注采井單井產(chǎn)能以及有效延長(zhǎng)氣庫(kù)井安全壽命方面加強(qiáng)研究，形成配套技術(shù)。對(duì)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)來(lái)講，其建庫(kù)條件主要表現(xiàn)為鹽層薄、夾層厚度大。對(duì)此，需要在鹽穴造腔的控制和預(yù)測(cè)、薄鹽層水平造腔及安全穩(wěn)定性方面加強(qiáng)研究和攻關(guān)。
5。6未雨綢繆，儲(chǔ)備保障儲(chǔ)氣庫(kù)安全運(yùn)行的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)手段
地下儲(chǔ)氣庫(kù)是保障安全穩(wěn)定供氣的主要手段，但氣庫(kù)本身的安全也需要高度重視。歐美國(guó)家儲(chǔ)氣庫(kù)井和地面設(shè)施的運(yùn)行已經(jīng)超過(guò)40a。因而針對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)本身的安全已經(jīng)形成了一整套安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和保障措施。而隨著越來(lái)越多的氣庫(kù)投入運(yùn)行以及氣庫(kù)服務(wù)時(shí)間的增長(zhǎng)，我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)本身的安全性可靠性問(wèn)題將會(huì)不斷顯現(xiàn)。因此針對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)安全評(píng)價(jià)的監(jiān)測(cè)手段和技術(shù)措施等需盡快進(jìn)行研究和儲(chǔ)備。
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本文作者：丁國(guó)生中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院
