倪海龍

當(dāng)今世界，能源問題已經(jīng)成為所有國(guó)家的發(fā)展咽喉，只有保證能源供應(yīng)的暢通無(wú)阻才可能保證經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的持續(xù)穩(wěn)定。

為保國(guó)之發(fā)展命脈，有人踏上荒漠孤地，有人深入茫茫戈壁，有人駛?cè)肱？癫?，有人……?dāng)源源不斷的地下天然氣和“黑色血液”噴薄而出，如何妥善將其保存，用行舍藏？同樣事關(guān)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)穩(wěn)定。

作為清潔能源的天然氣在我國(guó)的一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中快速增長(zhǎng)，根據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，天然氣消費(fèi)量將突破5000億立方米。而與此同時(shí)，用氣高峰背后，面臨的是巨大的削峰填谷壓力和世界各國(guó)在天然氣能源上的博弈。

天然氣夏季用量少，管道負(fù)荷增大；冬季用量大，僅靠管道和氣田難以滿足高峰月用氣需求。如何實(shí)現(xiàn)冬春之交天然氣“調(diào)峰保供”，保國(guó)之經(jīng)濟(jì)、民之生活所需？作為油氣進(jìn)口大國(guó)之一，在世界天然氣爭(zhēng)端頻發(fā)的情況下，面對(duì)未來可能發(fā)生的能源之戰(zhàn)，我們是否已經(jīng)做好儲(chǔ)氣戰(zhàn)略準(zhǔn)備？

儲(chǔ)為國(guó)計(jì)，備為民生，氣安天下。萬(wàn)家燈火背后，總有人在負(fù)重前行。這，就是中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者們歷20年風(fēng)霜雨雪，持續(xù)攻關(guān)的意義所在。

使命在身，肩挑重任

什么是氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)？不就是找個(gè)地方把氣裝進(jìn)去么？這有什么難度？它對(duì)國(guó)家和百姓有著怎樣的作用？對(duì)很多普通老百姓來說，他們或許會(huì)有一系列的疑問。但對(duì)專業(yè)人員來說，他們深知這背后需要面臨的是一系列的世界級(jí)難題。

氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)是一種將天然氣注入已開發(fā)到一定程度的原生儲(chǔ)氣構(gòu)造進(jìn)行儲(chǔ)存的儲(chǔ)氣空間。它由以原生儲(chǔ)氣構(gòu)造及其蓋層、斷層、監(jiān)測(cè)層等組成的儲(chǔ)氣地質(zhì)體，用于實(shí)現(xiàn)天然氣注入與采出的注采氣管柱，以及實(shí)現(xiàn)注入與采出天然氣處理與輸送的地面設(shè)施組成，具有季節(jié)調(diào)峰、事故應(yīng)急供氣、國(guó)家能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備、平衡冬夏用氣峰谷差等功能，是應(yīng)對(duì)突發(fā)供氣短缺的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施和保證安全平穩(wěn)供氣的重大民生工程。

氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)因其作用被人形象地稱為“天然氣糧倉(cāng)”，夏天豐收時(shí)存起來，冬天需要時(shí)開倉(cāng)提取。但與一般的糧倉(cāng)不同，它對(duì)倉(cāng)庫(kù)空間的大小、存取“糧食”的速度、密封性能等要求要高很多，需要儲(chǔ)氣庫(kù)專家們?cè)诘叵抡业健疤焐愘|(zhì)”的構(gòu)造，確?！凹Z倉(cāng)”的儲(chǔ)存空間大、氣質(zhì)優(yōu)良、密封性好、孔滲條件好，才能保障里面的“糧食”充足、安全、穩(wěn)定。到了用氣高峰，供氣緊張，氣源量不足，供暖溫度不夠，或者是氣源中斷、管網(wǎng)出現(xiàn)技術(shù)故障時(shí)，通過采集、脫水、增壓、降溫、祛除雜質(zhì)等多道工序，將“糧倉(cāng)”里的天然氣變成“溫順”而又“充實(shí)”的“出庫(kù)之氣”及時(shí)輸送，讓廠礦企業(yè)正常運(yùn)營(yíng)，讓千家萬(wàn)戶百姓溫暖過冬。從保證國(guó)計(jì)民生的重要性上來說，地下儲(chǔ)氣庫(kù)被稱為“天然氣調(diào)峰保供的殺手锏”和“國(guó)家能源安全保障的重要保護(hù)神”。

氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣規(guī)模大、成本低，是世界最主要的儲(chǔ)氣方式。早在1915年，加拿大就開始使用儲(chǔ)氣庫(kù)了，他們?cè)诮◣?kù)技術(shù)、運(yùn)營(yíng)管理模式、法律法規(guī)等方面都處于世界領(lǐng)先水平。美國(guó)是天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，他們的天然氣儲(chǔ)備規(guī)模很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前美國(guó)本土48個(gè)州內(nèi)有394座儲(chǔ)氣庫(kù)，總庫(kù)容量現(xiàn)已達(dá)到2200億立方米，有效工作氣量為1361億立方米?，F(xiàn)在，世界許多國(guó)家都越來越重視天然氣的儲(chǔ)備問題。

與國(guó)外相比，我國(guó)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展相對(duì)較晚。20世紀(jì)70年代末，中國(guó)第一次嘗試用廢棄氣藏建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)，直到20世紀(jì)90年代以前，相關(guān)工作還長(zhǎng)期處于停滯階段，天然氣“產(chǎn)供儲(chǔ)銷”體系不健全。改變落后局面，猶如箭在弦上，不得不發(fā)。

雖然意義重大，但對(duì)我們國(guó)家來說，要扭轉(zhuǎn)局勢(shì)，并非易事。

據(jù)了解，與國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)普遍構(gòu)造簡(jiǎn)單、儲(chǔ)層高滲、埋深小于1500米相比，中國(guó)建庫(kù)主體為復(fù)雜斷塊氣藏，構(gòu)造破碎、儲(chǔ)層低滲、非均質(zhì)性強(qiáng)、流體復(fù)雜、埋藏深。“如果把地臺(tái)比作一個(gè)盤子的話，中國(guó)的地臺(tái)就是一個(gè)布滿密密麻麻裂縫的盤子，而俄羅斯、北美的地臺(tái)卻非常完整。”復(fù)雜地質(zhì)條件給氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)的選址、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行帶來一系列巨大的理論技術(shù)挑戰(zhàn)：如復(fù)雜斷塊動(dòng)態(tài)密封評(píng)價(jià)沒有理論指導(dǎo)；國(guó)外方法設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)；缺乏適用的工程建設(shè)技術(shù)和裝備……一面是國(guó)家對(duì)氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)的重大戰(zhàn)略需要，一面是眾多無(wú)法逃避的先天不足。20世紀(jì)90年代末，當(dāng)中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者篤定要突破中國(guó)氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)諸多瓶頸，將這一使命責(zé)任扛在肩上時(shí)，就沒想過要在困難前退縮。他們能做的，唯有直面不足，迎難而上。

從一開始，他們沒有任何實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過多次國(guó)外調(diào)研、咨詢，走上模仿借鑒之路，通過引進(jìn)、吸收再結(jié)合中國(guó)實(shí)際情況，最終確定了將大港油田大張坨作為開發(fā)凝析氣藏的第一座儲(chǔ)氣庫(kù)。中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)在艱難中邁開探索的步伐。

隨著21世紀(jì)初中國(guó)天然氣儲(chǔ)量、產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，重大天然氣管道工程不斷開工建設(shè)并投入運(yùn)行，尤其是陜京二、三線，西氣東輸一、二、三線，中緬管線等輸氣管道的建設(shè)運(yùn)行，中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)也在不斷探索實(shí)踐中得到了飛速的發(fā)展，接連在選址研究、工程建設(shè)、注采運(yùn)行、運(yùn)行管理等方面取得重大進(jìn)展。與此同時(shí)，不同類型儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)的技術(shù)攻關(guān)也屢獲突破：長(zhǎng)三角地區(qū)啟動(dòng)建設(shè)我國(guó)第一座鹽穴型儲(chǔ)氣庫(kù)——金壇儲(chǔ)氣庫(kù)，以京津冀為中心，陸續(xù)建成投產(chǎn)了板中北、京58等9座氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)。之后中國(guó)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)迎來了迅猛突破期：呼圖壁、相國(guó)寺、雙6等16座高水平的儲(chǔ)氣庫(kù)先后建成并投入使用，調(diào)峰覆蓋10余省市，為2億居民生活用氣提供了巨大的保障……截至目前，中國(guó)共建成27座儲(chǔ)氣庫(kù)，每年冬季可供應(yīng)超過100億立方米天然氣。簡(jiǎn)單來說我們的儲(chǔ)氣規(guī)模已經(jīng)夠一個(gè)三口之家用上一億年。艱難困苦玉汝于成，璀璨燈火、溫暖生活背后是中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者20年不間斷地持續(xù)攻關(guān)。

20年披荊斬棘，他們始終牢記使命，爬坡越嶺，沖破重重關(guān)卡取得了令人矚目的成績(jī)。他們創(chuàng)建了復(fù)雜斷塊儲(chǔ)氣庫(kù)動(dòng)態(tài)密封理論、復(fù)雜儲(chǔ)層高速注采滲流理論和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，攻克了復(fù)雜地質(zhì)條件儲(chǔ)氣庫(kù)工程建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)，建立了復(fù)雜儲(chǔ)氣庫(kù)長(zhǎng)期運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與管控技術(shù)，構(gòu)建了成套建庫(kù)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)新型產(chǎn)業(yè)。

20年奮勇拼搏，他們不僅成功解決了多項(xiàng)世界級(jí)難題，填補(bǔ)了我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)鏈“儲(chǔ)”的空白，更讓我國(guó)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)從原先的停滯不前躋身國(guó)際領(lǐng)先水平。

20年奮力追趕，他們將責(zé)任使命扛在肩，越是艱險(xiǎn)越向前，終使我們國(guó)家在儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)很多領(lǐng)域趕上了有百年儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)歷史的發(fā)達(dá)國(guó)家，用奮斗和實(shí)干書寫了儲(chǔ)氣建庫(kù)的不朽詩(shī)行。

挑戰(zhàn)極限，勇闖禁區(qū)

2019年12月14日，歷史會(huì)記住這一天，儲(chǔ)氣庫(kù)工作有了最科學(xué)的評(píng)價(jià)。

這一天，由12名院士領(lǐng)銜的專家組，高度評(píng)價(jià)了中國(guó)石油復(fù)雜地質(zhì)條件下氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)技術(shù)：創(chuàng)造了“斷裂系統(tǒng)復(fù)雜、儲(chǔ)層埋藏最深、地層溫度最高、注氣壓力最高、地層壓力系數(shù)最低”等儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的世界第一，創(chuàng)新成果整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這幾個(gè)“最”字，是對(duì)中國(guó)石油儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的褒獎(jiǎng)，更是對(duì)中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者勇于挑戰(zhàn)，勇闖儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)禁區(qū)精神的肯定和鼓勵(lì)。

中國(guó)主要以陸相含油氣盆地為主，油氣地質(zhì)條件復(fù)雜，給氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)選址帶來極大難度。

一直以來，儲(chǔ)氣庫(kù)選址條件主要參考國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)選址標(biāo)準(zhǔn)，如埋藏淺、不含酸性氣田、構(gòu)造簡(jiǎn)單、無(wú)斷層或極少斷層，儲(chǔ)層高孔、高滲等。國(guó)外700多座儲(chǔ)氣庫(kù)埋深幾乎都在2500米以內(nèi)，80%的儲(chǔ)氣庫(kù)埋深在2000米以內(nèi)，其構(gòu)造環(huán)境大多符合條件。而中國(guó)符合上述條件的油氣藏構(gòu)造屈指可數(shù)，幾乎沒有選擇的余地。中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者最初向禁區(qū)發(fā)起挑戰(zhàn)時(shí)透著諸多“不得不干”的無(wú)奈，但也正是這股子被逼上梁山不能回頭的決然，讓他們把諸多挑戰(zhàn)變成了機(jī)遇，把諸多不可能變成了可能。

華北蘇橋儲(chǔ)氣庫(kù)群，儲(chǔ)氣庫(kù)主體埋深超過4500米，是世界上埋深最大的儲(chǔ)氣庫(kù)。因?yàn)槁癫睾苌?，開發(fā)建設(shè)時(shí)，中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者們面臨的是地層壓力高、固井難度大、地面注采管道壓力高、地面注采設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高等一系列重大工程技術(shù)難題。這樣的深度，在國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)選址標(biāo)準(zhǔn)上是不能挑戰(zhàn)的“禁區(qū)”。但他們沒有選擇，作為中石油天然氣發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，華北蘇橋儲(chǔ)氣庫(kù)群對(duì)于優(yōu)化京津冀地區(qū)能源結(jié)構(gòu)，滿足冬季用氣調(diào)峰需求，推進(jìn)區(qū)域低碳、清潔發(fā)展具有重大意義。在無(wú)前人經(jīng)驗(yàn)可供借鑒的情況下，他們相繼攻克了諸多重大工程技術(shù)難題。華北蘇橋儲(chǔ)氣庫(kù)群順利建成投產(chǎn)，并取得了良好的效果，為首都北京安全供氣做出了重大貢獻(xiàn)。

金壇儲(chǔ)氣庫(kù)是中國(guó)乃至亞洲第一座鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)。20世紀(jì)90年代末和21世紀(jì)初，為保障西氣東輸安全穩(wěn)定地給長(zhǎng)三角地區(qū)供氣，緩解長(zhǎng)三角地區(qū)天然氣消費(fèi)緊張局面，國(guó)家決定在南方地區(qū)建立儲(chǔ)氣庫(kù)。但借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)科研人員發(fā)現(xiàn)老路走不通，南方地區(qū)適合建庫(kù)的油氣藏很少。正當(dāng)大家一籌莫展時(shí)，有人提出可以利用注水溶鹽后鹽層形成的大洞儲(chǔ)存天然氣。這個(gè)提議在當(dāng)時(shí)的中國(guó)受到很多專家和政府機(jī)構(gòu)的反對(duì)，他們認(rèn)為鹽穴大洞儲(chǔ)氣不太可能，還可能引發(fā)地質(zhì)塌陷等風(fēng)險(xiǎn)。面臨國(guó)家和市場(chǎng)需求，中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者并沒有輕言放棄，而是勇敢地向禁區(qū)發(fā)起了挑戰(zhàn)，他們開展了一系列科研攻關(guān)，研發(fā)了造腔模擬技術(shù)、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)技術(shù)、密封性評(píng)價(jià)技術(shù)等技術(shù)，研究形成了腔體氣密封性試壓技術(shù)，解決了造腔形態(tài)和腔體密封性等難題。通過科技創(chuàng)新，用真實(shí)的數(shù)據(jù)和詳細(xì)的論證，打消了專家和政府機(jī)構(gòu)的擔(dān)心。中國(guó)鹽穴儲(chǔ)氣建設(shè)工程是一項(xiàng)地下空間利用能源儲(chǔ)備先導(dǎo)性試驗(yàn)戰(zhàn)略性工程，具有超前意義、戰(zhàn)略意義。金壇儲(chǔ)氣庫(kù)就是大規(guī)模進(jìn)行地下空間利用的壯舉。同時(shí)，為油、氣、電以及核廢料等能源的儲(chǔ)備提供了成型的經(jīng)驗(yàn)。在江蘇淮安，首次開展12米厚泥巖隔層溶蝕垮塌工藝試驗(yàn)，并取得良好效果；在江蘇楚州，首次開展了鹽礦雙井采鹵溶腔改建儲(chǔ)氣庫(kù)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并取得成功，形成了“兩注一排”注采工藝……這些突破性的創(chuàng)新與嘗試，勇闖鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的禁區(qū)，開拓了中國(guó)復(fù)雜條件鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的新領(lǐng)域。

20年櫛風(fēng)沐雨，中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者結(jié)合中國(guó)實(shí)際情況，通過大膽創(chuàng)新、科學(xué)論證、挑戰(zhàn)極限，勇闖一個(gè)又一個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)選址禁區(qū)，終建成了一批世界上難度最大的儲(chǔ)氣庫(kù)，走出了一條具有中國(guó)特色的儲(chǔ)氣庫(kù)選址、建設(shè)之路。

——在復(fù)雜地層流體建庫(kù)上，盡管國(guó)外儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)選址要求氣藏不能含有酸性氣體介質(zhì)，但為了保障京津冀供氣需要，他們?cè)谌A北永22高含硫氣藏和陜224含硫氣藏，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，采用大流量干式高效脫硫等工藝措施，有效建成了高含硫氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)；

——在特殊儲(chǔ)層條件建庫(kù)上，他們通過大膽創(chuàng)新，在大慶深層火山儲(chǔ)層上選址建庫(kù)，并取得了重大突破。目前，正在開展的先導(dǎo)工程試驗(yàn)取得良好效果；正在攻克火山巖儲(chǔ)層高速注采機(jī)理、強(qiáng)底水火山巖儲(chǔ)層高速注采儲(chǔ)層空間動(dòng)用、火山巖儲(chǔ)層高速注采氣井產(chǎn)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化等一系列世界性難題。以大慶升平火山巖氣藏建庫(kù)為代表的儲(chǔ)氣庫(kù)開創(chuàng)了世界儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)史上新的歷史，為世界上第一座火山巖氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)；

——在復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造建庫(kù)上，他們?cè)诖蟾?、華北、遼河等油田選擇了多個(gè)斷塊條件復(fù)雜的氣藏改建儲(chǔ)氣庫(kù)。在精心管理、科學(xué)運(yùn)行、有效監(jiān)測(cè)的前提下，這些儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)都取得了良好的效果，彌補(bǔ)了中國(guó)庫(kù)址資源稀缺的短板。

“世上本沒有路，走的人多了也就成了路。”對(duì)中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者來說，他們最初面臨的一個(gè)又一個(gè)禁區(qū)亦如一片又一片無(wú)人敢涉足的荒原，勇敢地邁出第一步并不是匹夫逞一時(shí)之勇，而是經(jīng)過一番嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)論斷，持續(xù)攻關(guān)克難之后的自信無(wú)畏，如此迎接他們的自然是引路通行，一馬踏平川。自此，中國(guó)的儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)迎來了跨越式發(fā)展。

勇于創(chuàng)新，攻堅(jiān)克難

不積跬步無(wú)以至千里，不積小流無(wú)以成江海。從原先在停滯不前的困境中尋求國(guó)外借鑒，到被逼于無(wú)奈在各種艱難的環(huán)境中突圍尋找機(jī)遇，再到?jīng)_破藩籬創(chuàng)造出自己的一片天地。地下儲(chǔ)氣庫(kù)人在地下深處奏響了一曲來自中國(guó)儲(chǔ)氣建設(shè)者勇于創(chuàng)新、攻堅(jiān)克難的贊歌。是他們，創(chuàng)立了適合中國(guó)地質(zhì)條件儲(chǔ)氣庫(kù)地質(zhì)選址的理論及關(guān)鍵技術(shù)，為中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的高效、快速建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)距北疆輸氣環(huán)網(wǎng)8公里、西氣東輸二線直線距離22公里，是我國(guó)目前規(guī)模最大、建設(shè)難度最大的儲(chǔ)氣庫(kù)。為攻下這座“高峰”，中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者付出了巨大的努力。這座儲(chǔ)氣庫(kù)為多層水侵砂巖儲(chǔ)層，埋深較深（3580米），建庫(kù)區(qū)域發(fā)育三條大型斷層，擺在建設(shè)者面前的是天然氣大規(guī)模注入埋深如此大的儲(chǔ)氣圈閉中如何能“存得住、存多少、采得出、可監(jiān)控”的問題。事實(shí)上，這些難題只是眾多儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)過程中遇到攔路虎的一個(gè)縮影。

為攻克這些難題，多人組成的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)“聚眾智，集眾慧”展開了艱苦卓絕的攻堅(jiān)并取得了卓越的成就。

與油氣藏勘探開發(fā)不同，建設(shè)氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)除了需要評(píng)價(jià)圈閉原始靜態(tài)密封性之外，還需要預(yù)先考慮氣藏建庫(kù)后由于周期注采交變地應(yīng)力變化導(dǎo)致的蓋層變形、斷層滑移錯(cuò)動(dòng)對(duì)原始封閉性的影響。為解決這一難題，主持參與攻關(guān)的科研技術(shù)成員創(chuàng)建了儲(chǔ)氣地質(zhì)體動(dòng)態(tài)密封理論，建立了以蓋層“動(dòng)態(tài)突破、交變疲勞”、斷層“柔性連接、剪切滑移”為核心的動(dòng)態(tài)密封理論體系，實(shí)現(xiàn)了選址評(píng)價(jià)由靜態(tài)定性到動(dòng)態(tài)定量的根本轉(zhuǎn)變。

針對(duì)氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)注采過程中需要面臨的一系列難題，科研人員建立了儲(chǔ)氣庫(kù)高速注采不穩(wěn)定滲流理論與模型，揭示了儲(chǔ)氣庫(kù)“分區(qū)差異動(dòng)用、高速有限供流”的注采機(jī)理，創(chuàng)新形成了庫(kù)容分區(qū)動(dòng)用方法。以呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)為例，為回答圈閉究竟能存多少天然氣的問題，技術(shù)專家們首次提出了儲(chǔ)氣庫(kù)有效孔隙空間分區(qū)的評(píng)價(jià)方法，將建庫(kù)區(qū)流體劃分為建庫(kù)前純氣帶、氣驅(qū)水純氣帶、氣水過渡帶和水淹帶4個(gè)區(qū)帶。在儲(chǔ)層精細(xì)描述基礎(chǔ)上，分別估算油氣藏原始、建庫(kù)前和建成后儲(chǔ)氣空間大小和儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)氣規(guī)模的優(yōu)化設(shè)計(jì)。以相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ)，他們形成了庫(kù)容與井網(wǎng)預(yù)測(cè)模型，構(gòu)建了建庫(kù)地質(zhì)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與標(biāo)準(zhǔn)體系，大幅度提高了儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容、工作氣量等關(guān)鍵指標(biāo)的科學(xué)性。

他們還創(chuàng)新形成了儲(chǔ)氣庫(kù)井注采工藝技術(shù)，經(jīng)過不斷研究、實(shí)踐，明確了強(qiáng)注強(qiáng)采對(duì)儲(chǔ)層物性的影響機(jī)理、注采管柱失效機(jī)理，建立了滲透率與孔隙度隨應(yīng)力變化、注采工況下的井壁穩(wěn)定性、注采管柱耦合振動(dòng)等理論模型。以此為基礎(chǔ)，創(chuàng)新形成了滿足強(qiáng)注強(qiáng)采條件的注采完井方式與工藝參數(shù)等。經(jīng)過長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤和室內(nèi)研究，他們創(chuàng)建了注采管柱沖蝕流量與管柱選材C值取值圖版，大幅降低了選材要求、管柱尺寸，節(jié)省了投資成本。

儲(chǔ)氣庫(kù)注采變化頻繁、流量變化大，需要地面裝置、設(shè)施的調(diào)節(jié)具有非常強(qiáng)的適應(yīng)性，給地面處理裝置帶來了極大的挑戰(zhàn)。為此，他們創(chuàng)新開發(fā)了地下地上一體化的工藝模擬軟件，創(chuàng)新形成了變流量精準(zhǔn)注采、超高壓密相輸送等儲(chǔ)氣庫(kù)地面工藝技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系，使單臺(tái)地面裝置處理能力達(dá)到1000萬(wàn)立方米/天，且能夠適應(yīng)從幾十至幾百萬(wàn)立方米的流量變化，大幅提高了儲(chǔ)氣庫(kù)地面處理的能力及效率。

儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)離不開大型設(shè)備的支撐。在中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)初期，儲(chǔ)氣庫(kù)注采核心裝備主要以進(jìn)口為主。近年來，中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者們瞄準(zhǔn)這一需求，在儲(chǔ)氣庫(kù)核心裝備制造上持續(xù)發(fā)力，自力更生，研制出壓力等級(jí)為40兆帕的大功率高壓、高轉(zhuǎn)速往復(fù)式注氣壓縮機(jī)組，日注氣能力達(dá)到150萬(wàn)立方米，使我國(guó)成為除美國(guó)以外，世界上第二個(gè)具備制造同等級(jí)壓縮機(jī)的國(guó)家。同時(shí)，他們首創(chuàng)了水下爆燃制管和振動(dòng)模態(tài)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，制造了中國(guó)最大口徑、最高鋼級(jí)的雙金屬?gòu)?fù)合管，研制了井下泄漏定位檢測(cè)裝備、油套管氦氣檢測(cè)裝備等，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)了相關(guān)領(lǐng)域核心裝備的國(guó)產(chǎn)化。大國(guó)重器橫空出世，為我國(guó)成為氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)強(qiáng)國(guó)提供了有利支撐。

相國(guó)寺儲(chǔ)氣庫(kù)是西南地區(qū)唯一投運(yùn)的儲(chǔ)氣庫(kù)，每年都能為京津冀及川渝地區(qū)供氣逾50億立方米。但在建設(shè)過程中，同樣面臨大部分枯竭氣藏改建的儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏地層壓力系數(shù)低的問題，其地層壓力系數(shù)低至0.1，造成儲(chǔ)層鉆井過程中極易儲(chǔ)層污染、泥漿漏失，嚴(yán)重影響儲(chǔ)層建庫(kù)效率和單井注采能力的發(fā)揮。針對(duì)這一難題，儲(chǔ)氣庫(kù)鉆完井科技人員研發(fā)了不同類型的堵漏材料，以吸水樹脂復(fù)合凝膠承壓堵漏材料及無(wú)固相儲(chǔ)層保護(hù)鉆井液體系為代表的各類產(chǎn)品，配套形成了超低壓儲(chǔ)層鉆井防漏堵漏技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低壓地層、30兆帕壓差下的安全鉆井和儲(chǔ)層保護(hù)。借助相關(guān)技術(shù)，遼河、大港、華北、新疆等一批低壓枯竭氣藏改建儲(chǔ)氣庫(kù)的改建也得以順利攻克。

安全無(wú)小事，責(zé)任大于天。持續(xù)攻堅(jiān)克難的同時(shí)，建設(shè)者們并不忘為儲(chǔ)氣庫(kù)的安全建立起保護(hù)屏障。他們創(chuàng)立了全生命周期的安全風(fēng)險(xiǎn)管控體系，首創(chuàng)了拉伸/壓縮交替變化下管柱密封評(píng)價(jià)準(zhǔn)則與設(shè)計(jì)方法；形成了多因素耦合的注采設(shè)施泄漏定量評(píng)價(jià)技術(shù)；構(gòu)建了儲(chǔ)氣庫(kù)地層—井筒—地面“三位一體”風(fēng)險(xiǎn)管控體系，儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行至今零事故。

在儲(chǔ)氣庫(kù)井注采過程中，井筒承受高低壓劇烈變化，極易造成固井水泥環(huán)破裂，從而導(dǎo)致固井失效?？蒲腥藛T研制了適應(yīng)超低壓、交變載荷工況的儲(chǔ)氣庫(kù)鉆完井技術(shù)，其中抗200℃晶須納米材料高強(qiáng)低彈韌性水泥漿體系攻克了世界上深度最深、溫度最高的儲(chǔ)氣庫(kù)固井難題，固井質(zhì)量合格率100%，為高速交替注采條件下井筒密封提供了保障，大大提高了井筒的注采安全。

中國(guó)復(fù)雜多夾層鹽層具有泥質(zhì)含量高、隔層厚度大等特點(diǎn)，造腔難度非常大。鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者不斷探索與實(shí)踐，厘清了復(fù)雜多夾層條件下鹽巖溶蝕規(guī)律、成腔控制機(jī)理等，創(chuàng)新形成了厚夾層造腔過程垮塌預(yù)測(cè)模型與控制工藝，在全世界首次采用了全井筒套銑老腔改造工藝等。系列鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)關(guān)鍵造腔工藝支撐了中國(guó)復(fù)雜地質(zhì)條件下的鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)，保障了西氣東輸?shù)戎卮蠊艿拦こ痰陌踩\(yùn)行。

當(dāng)一座又一座儲(chǔ)氣庫(kù)如地底下的春筍萌芽建設(shè)并相繼投入運(yùn)行，如何最大限度地發(fā)揮其調(diào)峰作用成了儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者們思考的問題，為此，他們摸索出了一套不同類型儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰優(yōu)化運(yùn)行的方法。針對(duì)不同地質(zhì)條件的儲(chǔ)氣庫(kù)，建立了儲(chǔ)氣庫(kù)動(dòng)態(tài)庫(kù)存與瞬時(shí)調(diào)峰能力預(yù)測(cè)模型，構(gòu)建了以最大工作氣采出量為原則的儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行調(diào)峰模式。在庫(kù)群協(xié)同過程中，創(chuàng)新形成了庫(kù)群協(xié)同調(diào)峰優(yōu)化預(yù)測(cè)模型，最大限度地保證了每座儲(chǔ)氣庫(kù)優(yōu)化運(yùn)行，同時(shí)保障了儲(chǔ)氣庫(kù)整體最大調(diào)峰能力的發(fā)揮。

“千倉(cāng)萬(wàn)箱，非一耕所得；干天之木，非旬日所長(zhǎng)?！?0年遇山開山，遇水搭橋，持續(xù)攻堅(jiān)克難換來的是累累碩果，而這些僅是中國(guó)地下儲(chǔ)庫(kù)建設(shè)過程中眾多技術(shù)創(chuàng)新的典型代表，在其建設(shè)運(yùn)行過程還有很多優(yōu)秀的技術(shù)成果，均是20年來中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者不斷創(chuàng)新的智慧結(jié)晶，是儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)過程中形成的寶貴財(cái)富。正是這些智慧的財(cái)富，換來了氣網(wǎng)如織、光熱燦爛、國(guó)泰民安。

團(tuán)聚眾智，共成大事

事實(shí)證明，中國(guó)氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)是一項(xiàng)利國(guó)利民的重大工程。自建設(shè)實(shí)施以來，中國(guó)石油天然氣股份有限公司先后建成22座儲(chǔ)氣庫(kù)，創(chuàng)造了“斷裂系統(tǒng)最復(fù)雜”等多項(xiàng)建庫(kù)世界紀(jì)錄。近3年調(diào)峰采氣225億立方米，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益238億元。對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)1506億元，惠及4億人口。儲(chǔ)氣調(diào)峰不僅保障了北京地區(qū)冬季50%的用氣量，為京津冀“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”做出重大貢獻(xiàn)，還在中亞進(jìn)口氣減供、西氣東輸管道因自然災(zāi)害中斷等突發(fā)事件中發(fā)揮了應(yīng)急保障關(guān)鍵作用。而這些，還只是儲(chǔ)氣庫(kù)相關(guān)項(xiàng)目發(fā)揮作用的特寫。

集眾智、聚眾力、成大事。歷20年風(fēng)霜雨雪，參與氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)者們對(duì)此有深刻的共鳴?！氨姸嗔闵㈨?xiàng)目的大集合”很多人親身經(jīng)歷這場(chǎng)20年建設(shè)變遷的人如是形容最終項(xiàng)目的大集成。據(jù)他們回憶，相關(guān)建設(shè)從20世紀(jì)90年代末在一些小課題的支撐下開始研究?jī)?chǔ)氣庫(kù)的選址問題。之后，隨著地下儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)的逐漸壯大，各個(gè)油氣田開始根據(jù)需要自行設(shè)立了一些項(xiàng)目進(jìn)行攻關(guān)。2000年到2012年間，根據(jù)研究側(cè)重點(diǎn)的不同，一些專項(xiàng)開始設(shè)立，但總體呈分散狀態(tài)。2013年，中石油將分散的項(xiàng)目整合成了一個(gè)大項(xiàng)目，自此，中國(guó)氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)這份事業(yè)團(tuán)聚起眾人，成為大家一個(gè)共同的目標(biāo)和理想。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2000年1月起，中石油曾在國(guó)家科技部、財(cái)政部等支持下，先后設(shè)立過國(guó)家課題2項(xiàng)、中國(guó)石油集團(tuán)公司級(jí)重大專項(xiàng)2項(xiàng)、重大工程試驗(yàn)項(xiàng)目1項(xiàng)、重點(diǎn)科技項(xiàng)目20余項(xiàng)、油田公司級(jí)科研課題100余項(xiàng)。眾人拾柴火焰高，正是有了這些大大小小課題的助力，才最終迎來了中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的大升級(jí)。

在這之后，針對(duì)選址評(píng)價(jià)、可行性研究、方案設(shè)計(jì)、工程技術(shù)研發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等問題，眾多相關(guān)建設(shè)者們組成的隊(duì)伍展開了持續(xù)而又艱難的創(chuàng)新攻關(guān)。至此，與之相關(guān)的建設(shè)早已不僅僅局限于一個(gè)單位甚至幾個(gè)單位，而是“一支浩浩蕩蕩的隊(duì)伍”——20多家涵蓋產(chǎn)學(xué)研用的單位在內(nèi)，超過2000人參與到項(xiàng)目的攻關(guān)中。冰凍三尺，非一日之寒。每一個(gè)領(lǐng)域取得點(diǎn)滴突破，匯聚起了我國(guó)氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展的成功版圖。積力無(wú)不勝，眾智無(wú)不成。正是這群來自五湖四海，但為著共同理想而團(tuán)聚在一起的氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者，石破天驚，開創(chuàng)了我國(guó)氣藏儲(chǔ)氣的新紀(jì)元，為我國(guó)能源事業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展豎起了一道保護(hù)屏。

“未來10年，中國(guó)天然氣的調(diào)峰缺口將進(jìn)一步擴(kuò)大到115億立方米，天然氣對(duì)外依存度將超過50%，為中國(guó)能源安全保障體系帶來較大的挑戰(zhàn)，對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求更加迫切。”“用之則行，舍之則藏，唯我與爾有是夫?！泵鎸?duì)未來挑戰(zhàn)和機(jī)遇，中國(guó)氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)者在20年的實(shí)戰(zhàn)和積累之上，有了更多的底氣和自信。未來已來，且從容應(yīng)變。