【壓縮機網(wǎng)】近日，中原油田油氣開發(fā)管理部氣藏開發(fā)首席專家李戰(zhàn)良與科研人員正在研究中原油田氣藏型儲氣庫優(yōu)選及目標區(qū)評價工作。國內(nèi)第一大儲氣庫群將在中原油田開建，開辟了保障我國中東部地區(qū)天然氣供應(yīng)的新路徑。

 

　　“近年在全國許多地區(qū)出現(xiàn)的‘氣荒’，凸顯天然氣調(diào)峰保供的緊迫性，也倒逼儲氣設(shè)施的進一步布局。”中原油田分公司副總地質(zhì)師、油氣開發(fā)管理部主任李存貴說，盡管中原油田歷經(jīng)40余年的勘探開發(fā)，大量油氣田已枯竭或接近枯竭，但油區(qū)地下形成了密閉性良好的油氣藏圈閉空間，具備了建設(shè)儲氣庫得天獨厚的條件。

　　文23儲氣庫幾個平臺的職工都在忙碌著。鉆井二公司50736鉆井隊在文23儲5-6井三開套管回接施工，采取“每下一根、測試一根”的方式進行套管氣密封試壓，確保氣密性完好。

　　“為將文23儲氣庫打造成百年品質(zhì)工程，設(shè)計方案整整討論了3年。”中國石化中原石油工程有限公司市場開發(fā)運行處處長毛偉十分感慨：枯竭油氣田的地下雖有密閉性良好的“海綿狀”空間，也帶來了壓力系數(shù)低、高氣密性、高安全性要求等難題。“有了文96、文23枯竭氣田改造儲氣庫的成功先例，中原油田更多的枯竭油氣田將煥發(fā)‘第二春’。”

　　中原油田為了積極響應(yīng)集團公司的大形勢，落實好中原儲氣庫群建設(shè)，正在對五個氣田全面開展論證工作，基礎(chǔ)資料摸排正在有序號開展。

　　據(jù)了解，中國石化在中原油田區(qū)域已落實儲氣庫庫址16個，落實庫容556億立方米。除了緊鑼密鼓建設(shè)的文23儲氣庫，“十三五”期間，中國石化還將在中原油田規(guī)劃新建4個儲氣庫。

　　據(jù)介紹，本已枯竭的文23氣田成為中原油田正在建設(shè)的第二個儲氣庫，也是國內(nèi)最大的儲氣庫。目前，文23儲氣庫項目鉆井工程（一期工程）共部署66口井，14部鉆機參與施工，從2017年5月19日開工以來，累計開鉆40口井、完井26口。

 

　　儲氣庫群建設(shè)迫在眉睫

　　地下儲氣庫是在消費低峰時將天然氣體從產(chǎn)地輸送到衰竭的油氣藏或其它地質(zhì)構(gòu)造中加以儲存，到消費高峰期采出以滿足市場需求的一種儲氣設(shè)施。地下儲氣庫的主要作用和功能有：

　?。?）協(xié)調(diào)供求關(guān)系與調(diào)峰

　　緩解因各類用戶對天然氣需求量的不同和負荷變化而帶來的供氣不均衡性，其特點在時間上表現(xiàn)為季節(jié)(夏、冬季) 、月、晝夜和小時的不均衡性。在取暖季節(jié)，由于熱電中心、家庭和地區(qū)鍋爐房、工業(yè)企業(yè)鍋爐房等用氣負荷的增大，使耗氣的季節(jié)性不均衡性表現(xiàn)得最為突出。

　　由于輸氣系統(tǒng)的壓力是一定的，本身不能滿足用氣量如此大的變化。所以，建造地下儲氣庫在用氣低峰時向庫內(nèi)注入天然氣，用氣高峰時從氣庫中抽出天然氣進行調(diào)峰，達到平穩(wěn)供氣的目的。

　　（2）實施戰(zhàn)略儲備，保證供氣的可靠性和連續(xù)性

　　供氣中斷的危險確實存在。國家內(nèi)亂、政治動蕩、氣源或上游輸氣系統(tǒng)故障，甚至上游設(shè)施停產(chǎn)檢修等，都有可能造成供氣中斷。地下儲氣庫可作為補充氣源，當(dāng)供氣中斷時，抽取儲氣庫中的天然氣，提高供氣的可靠性。這對天然氣來源主要依賴進口的國家和地區(qū)尤為重要。

　?。?）有助于生產(chǎn)系統(tǒng)和輸氣管網(wǎng)運行的優(yōu)化

　　地下儲氣庫可使天然氣生產(chǎn)系統(tǒng)的操作和輸氣管網(wǎng)的運行不受天然氣消費高峰和消費淡季的影響，有助于實現(xiàn)均衡性生產(chǎn)和作業(yè)；有助于充分利用輸氣設(shè)施的能力，提高管網(wǎng)的利用系數(shù)和輸氣效率，降低輸氣成本。

　　文23儲氣庫設(shè)計庫容104億立方米，建成后有效工作氣量在40億立方米以上，將成為全國最大的儲氣庫。“用氣淡季，富余的天然氣經(jīng)管線進入注采站，通過12臺壓縮機增壓，再經(jīng)由站外66口注采氣井進入3000米深的地下，在8平方千米的‘大房間’里暫時‘休眠’；冬季用氣高峰期，存儲的天然氣被‘喚醒’，重新‘流’向市場。”李存貴說。

　　文23儲氣庫能發(fā)揮多大功用？同處文留鎮(zhèn)的文96儲氣庫，可謂文23儲氣庫的“先導(dǎo)實驗庫”。文96儲氣庫庫容5.88億立方米，是中國石化的首座儲氣庫，自2012年投入使用以來交出了一份優(yōu)秀“答卷”：2014年夏，榆濟天然氣管道因山西等地洪澇災(zāi)害影響運行，文96儲氣庫應(yīng)急供氣保障管道下游；2016年冬，北京民用天然氣階段性短缺，文96儲氣庫每天緊急供氣150萬立方米，保證了民生需求……

 

　　儲氣庫細分市場壓縮機機遇來臨

　　儲氣庫工程可謂集天然氣注采于一身，因此，對于壓縮機的需求不僅量大而且要求高，其中涉及到天然氣壓縮機、儀表風(fēng)系統(tǒng)用空氣動力壓縮機以及在天然氣脫水工藝流程中作為輔助制冷的制冷壓縮機。

 

 

　　以西二線呼圖壁儲氣庫為例，西二線來氣（從昌吉分輸站引氣）經(jīng)干氣線進注采聯(lián)合站，先分離后除塵，經(jīng)壓縮機增壓，空冷器冷卻后去注氣閥組，由各單井管線集輸至各單井實行注氣流程，流程框圖如下：

 

 

　　注氣壓縮機入口設(shè)兩級除塵過濾，使氣體中粉塵≤3μm，可保證壓縮機入口氣體的清潔，為減少壓縮機出口天然氣攜帶的潤滑油對地層滲透率產(chǎn)生的不利影響，要求壓縮機廠家保證在壓縮機出口的天然氣中潤滑油含量不超過1ppm（wt）。

　　輔助冷劑制冷常用的冷劑丙烷和氨，都可以達到-5℃的制冷深度。氨冷劑輔助制冷的優(yōu)點是設(shè)備造價低，可實現(xiàn)國產(chǎn)化；缺點是要求密閉流程，另由于氨有刺激性臭味并有一定的毒性，對周圍環(huán)境的影響較大。因此在國內(nèi)近幾年的天然氣處理輔助制冷系統(tǒng)的設(shè)計中，大都采用丙烷冷劑。目前，國內(nèi)外合資廠家生產(chǎn)的丙烷制冷壓縮機質(zhì)量可靠，且價格優(yōu)于進口機組。

　　注采聯(lián)合站內(nèi)一般需要建空氣氮氣站，為集氣裝置、注氣裝置和輔助設(shè)施及公用工程提供正常生產(chǎn)用的儀表風(fēng)、導(dǎo)熱油保護用氮氣及開停工吹掃置換用氮氣。比如在呼圖壁儲氣田氣庫儀表風(fēng)系統(tǒng)包括空氣壓縮機2臺、干燥橇1臺和儀表風(fēng)儲罐2座、氮氣儲罐1座?？諝饨?jīng)壓縮機增壓、冷卻分離后先進無熱再生干燥橇干燥，干燥后的空氣進儀表風(fēng)儲罐，儀表風(fēng)儲罐出來的壓縮空氣分配至各氣動儀表作儀表風(fēng)，裝置開停工時提供掃線風(fēng)。在壓縮機故障時，儀表風(fēng)系統(tǒng)可保證連續(xù)供氣15分鐘。

　　目前天然氣增壓一般采用往復(fù)式壓縮機或離心式壓縮機，上述兩種壓縮機的優(yōu)缺點見表1。
 

 

　　鑒于這兩種注氣壓縮機的優(yōu)缺點，結(jié)合注氣壓縮機的運行特點——出口壓力高且波動范圍大，入口條件相對不穩(wěn)定的情況，往復(fù)式壓縮機從適應(yīng)性、運行上都比離心式壓縮機更能適應(yīng)注氣壓縮機的操作工況條件。壓縮機廠家提供的資料也表明：往復(fù)式壓縮機從注氣效率、操作靈活性、能耗等性能方面均優(yōu)于離心式壓縮機，在建設(shè)投資，交貨期等方面，也比離心式壓縮機具有突出的優(yōu)勢。

　　目前壓縮機驅(qū)動方式多為燃氣驅(qū)動和電力驅(qū)動兩種方式，其優(yōu)缺點見表2。
 

 

　　由上表可知，選擇電驅(qū)壓縮機的運行費用較氣驅(qū)低，從長遠看能極大的節(jié)省運行費用，且電驅(qū)維護方便，噪音污染小。但是，因儲氣庫工況及運行環(huán)境差異很大，具體如何進行壓縮機選型，還需針對具體情況進行評判，本文僅做參考。

　　以往由于只有國外3-4家企業(yè)可生產(chǎn)此類大功率、大排量、高壓力的儲氣庫用壓縮機，不僅價格昂貴，而且因為設(shè)備全部進口，技術(shù)參數(shù)封鎖固定，許多性能即便存在缺陷，廠家也不允許儲氣庫方面自行調(diào)整。國產(chǎn)大型儲氣庫壓縮機組的研制與應(yīng)用，不僅降低了機組采購?fù)顿Y和后期運行成本，還大幅提升了對國內(nèi)儲氣庫建設(shè)、運行的保障能力。目前，儲氣庫用大型壓縮機組已實現(xiàn)國產(chǎn)化，該細分領(lǐng)域的興起，將為國內(nèi)壓縮機企業(yè)提供增長良機。