天然氣的戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

1、第33卷第9期(201409)(行業(yè)論壇)天然氣的戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析秦云松張吉軍’郭帥。1西南石油大學(xué)2重慶科技學(xué)院摘要：目前天然氣儲(chǔ)備方式主要有儲(chǔ)氣庫(kù)、氣田、LNG三種。國(guó)外大部分天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)基本建成了較為完善的天然氣儲(chǔ)備體系，其戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備一般為3～6個(gè)月的國(guó)內(nèi)天然氣消費(fèi)量，此外還有一部分商業(yè)儲(chǔ)備，約占天然氣年消費(fèi)量的15％～20％。2011年，我國(guó)地下儲(chǔ)氣形成有效工作氣量21億立方米，僅占我國(guó)天然氣消費(fèi)總量的16％，遠(yuǎn)低于國(guó)

2、外10％15％的平均水平。建議有關(guān)部門(mén)參照國(guó)家石油戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備模式，成立國(guó)家天然氣儲(chǔ)備中心，負(fù)責(zé)國(guó)家天然氣儲(chǔ)備基地規(guī)劃、建設(shè)和管理，承擔(dān)天然氣戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備收儲(chǔ)、動(dòng)用任務(wù)。關(guān)鍵詞：天然氣；戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備；地下儲(chǔ)氣庫(kù)；LNG接收站；經(jīng)濟(jì)分析doi：103969／jissn1006—689620149007天然氣戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備是指為保障國(guó)家、社會(huì)與企業(yè)的天然氣供應(yīng)安全，有計(jì)劃地建立一定數(shù)量的天然氣儲(chǔ)存，目前天然氣儲(chǔ)備方式主要有儲(chǔ)氣庫(kù)、氣田、LNG三種。國(guó)外大部分

3、天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)基本建成了較為完善的天然氣儲(chǔ)備體系，其戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備一般為3—6個(gè)月的國(guó)內(nèi)天然氣消費(fèi)量，此外還有一部分商業(yè)儲(chǔ)備，約占天然氣年消費(fèi)量的15％一2O％。我國(guó)天然氣行業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比起步較晚，天然氣管網(wǎng)應(yīng)急調(diào)峰能力和應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)能力明顯不足，在缺少天然氣儲(chǔ)備的情況下，很難保證下游用戶(hù)的連續(xù)平穩(wěn)用氣；同時(shí)隨著天然氣需求的日益膨脹，亟需在天然氣消費(fèi)集中區(qū)域建立一定的儲(chǔ)備及應(yīng)急調(diào)峰設(shè)施。1天然氣的戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備11地下儲(chǔ)氣庫(kù)我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)起步較

4、晚，直到20世紀(jì)3計(jì)算結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比通過(guò)實(shí)際監(jiān)測(cè)資料可知，采空過(guò)程中土體并未發(fā)生突發(fā)沉陷。解析法計(jì)算得到的懸空段長(zhǎng)度為225m，要小于實(shí)際懸空長(zhǎng)度480m。從懸空段管道中點(diǎn)向一側(cè)100m范圍內(nèi)，計(jì)算值與實(shí)測(cè)值吻合程度較好；越靠近下沉盆地邊緣，計(jì)算誤差越大，在沉陷盆地邊緣誤差達(dá)一58％。計(jì)算得到的管道的軸向應(yīng)力最大值為2803MPa，遠(yuǎn)小于實(shí)測(cè)管道的軸向應(yīng)力最大值(X2處)4464MPa，誤差為一372％。在X1、X3位置計(jì)算得到的軸

5、向應(yīng)力要大于實(shí)測(cè)值。其中，X1位置計(jì)算得到的軸向應(yīng)力值為2803MPa，而實(shí)測(cè)值為2095MPa，誤差為338％。X3位置計(jì)算得到的軸向應(yīng)力值為2501MPa，實(shí)測(cè)值為2062MPa，誤差為213％。解析結(jié)果判斷管道未發(fā)生破壞，與實(shí)際情況不符。4結(jié)論結(jié)合工程實(shí)例，分析了基于彈性支撐梁模型的解析法估測(cè)采空塌陷區(qū)埋地油氣管道變形與應(yīng)力結(jié)果的可靠性，得出如下結(jié)論：(1)解析公式得到的管道下沉值與實(shí)際下沉值在沉陷盆地中央部分比較吻合，越靠近沉陷

6、盆地邊緣，誤差越大，誤差最大值達(dá)一58％。(2)解析公式得到的管道軸向應(yīng)力與實(shí)際軸向應(yīng)力相差較大。計(jì)算得到的管道軸向應(yīng)力的最大值要小于實(shí)測(cè)管道的軸向應(yīng)力最大值，誤差為一372％；而在管道其他位置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，解析公式得到的值要大于管道實(shí)測(cè)值。所以利用解析解計(jì)算管道軸向應(yīng)力是不安全的。(3)解析法估算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相差較大，原因在于應(yīng)用解析法時(shí)的一些基本假定與實(shí)際差異較大，以及公式中的主要參數(shù)在復(fù)雜的地質(zhì)情況下很難確定。參考文獻(xiàn)[1]王鴻，張

7、彌，常懷民采空區(qū)地表移動(dòng)盆地對(duì)埋地管道的影響分析[J]_石油工程建設(shè)，2008，34(2)，23—26[2]王曉霖，帥健，張建強(qiáng)開(kāi)采沉陷區(qū)埋地管道力學(xué)反應(yīng)分析fJ1_巖土力學(xué)，2011，32(11)：33733378[3]王小龍，姚安林，沈小偉，等埋地油氣管道局部懸空的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算_J1油氣田地面工程。200827(1)：21—24(欄目主持李艷秋)油氣田地面工程(http：／／、^^^，wyqtdmgcc。m)一13—笫33卷第9

8、期(201409)(行業(yè)論壇)90年代初，隨著陜京天然氣管道的建成投產(chǎn)，才真正開(kāi)始研究地下儲(chǔ)氣庫(kù)。2011年，我國(guó)地下儲(chǔ)氣形成有效工作氣量21億立方米，僅占我國(guó)天然氣消費(fèi)總量的16％，遠(yuǎn)低于國(guó)外10％～15％的平均水平。(1)國(guó)內(nèi)已建成投產(chǎn)的某枯竭氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)。該儲(chǔ)氣庫(kù)最大庫(kù)容量為588億立方米，總墊氣量為293億立方米，調(diào)峰設(shè)計(jì)總采氣井?dāng)?shù)14口井，有效工作氣量為295億立方米，應(yīng)急供氣能力47010m。／d，調(diào)峰采氣能力為342X10m

9、。／d。儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)期2年，工程總投資為95735億元，單位工作氣量的投資為325元／m。，天然氣儲(chǔ)轉(zhuǎn)價(jià)格為06803元，m。，攤薄到管道氣量單價(jià)為00669元／m。。(2)國(guó)內(nèi)正在建設(shè)的某鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)。該儲(chǔ)氣庫(kù)單溶腔的庫(kù)容量為3276萬(wàn)立方米，工作氣量為2008萬(wàn)立方米，墊底氣量1268萬(wàn)立方米，計(jì)劃分三期建設(shè)采注井36座。建成后儲(chǔ)氣庫(kù)總庫(kù)容量達(dá)到1179億立方米，有效工作氣量723億立方米，墊底氣量456億立方米，應(yīng)急采氣規(guī)模為1200

10、10m。／d，調(diào)峰采氣規(guī)模為60010m~／d。該儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)周期為12年，總投資為315億元，單位工作氣量的投資為436元，m。，天然氣存儲(chǔ)單價(jià)為1274元／m。，攤薄到管道氣量單價(jià)為O097元，m。。12LN6儲(chǔ)備發(fā)展現(xiàn)狀截至2012年，我國(guó)已建成投產(chǎn)LNG接收站5座，總接收能力達(dá)218010t／a；已核準(zhǔn)在建的LNG接收站5座，總接收能力達(dá)l70010t／a。以中國(guó)石化某LNG項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目分兩期建設(shè)，一期建設(shè)規(guī)模為30010t／

11、a，供氣能力為4010m。／a，配套建設(shè)4座16萬(wàn)立方米LNG儲(chǔ)罐(共可存儲(chǔ)天然氣384億立方米)，接收站工程最大輸出能力為855410m。／h，如4座LNG儲(chǔ)罐滿(mǎn)容則可確保為市場(chǎng)連續(xù)供應(yīng)LNG17~18天。建設(shè)周期為3年，項(xiàng)目碼頭、接收站總投資為1036億元，LNG氣化綜合收費(fèi)為0497元，m。，天然氣含稅出站價(jià)格為37153元／m。，按照供氣規(guī)模則其單位投資為259元／，若只考慮LNG的儲(chǔ)備則其單位投資為26元／m。。2技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

12、對(duì)國(guó)內(nèi)典型的枯竭油氣藏式儲(chǔ)氣庫(kù)、鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)和LNG儲(chǔ)備的庫(kù)容、投資及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析可看出：(1)枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)單位有效容積的投資費(fèi)用較鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)小，建設(shè)周期也比溶鹽建庫(kù)時(shí)間要短，但鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)采氣能力相對(duì)較高、墊層氣用量少，十分適合日調(diào)峰負(fù)荷的平衡。(2)與地下儲(chǔ)氣庫(kù)相比，LNG接收站建設(shè)投資相對(duì)較高，且氣化后的天然氣價(jià)格相對(duì)較高；但在不具備建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)條件的區(qū)域，規(guī)劃建設(shè)LNG項(xiàng)目則成為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣調(diào)峰、應(yīng)急供應(yīng)目標(biāo)的有效措施。3發(fā)展

13、前景31建立適合的天然氣儲(chǔ)備管理模式由于天然氣戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備關(guān)系到國(guó)家能源安全和社會(huì)穩(wěn)定，建議相關(guān)部門(mén)盡快出臺(tái)相應(yīng)法規(guī)，明確國(guó)家對(duì)天然氣儲(chǔ)備的支持政策，并逐步放開(kāi)儲(chǔ)氣庫(kù)等天然氣調(diào)峰設(shè)施建設(shè)的投資主體，鼓勵(lì)有能力的下游大型企業(yè)參與建設(shè)城市調(diào)峰和儲(chǔ)備設(shè)施。在此基礎(chǔ)上，盡快建立適合我國(guó)國(guó)情的天然氣戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備管理模式。建議有關(guān)部門(mén)參照國(guó)家石油戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備模式，成立國(guó)家天然氣儲(chǔ)備中心，負(fù)責(zé)國(guó)家天然氣儲(chǔ)備基地規(guī)劃、建設(shè)和管理，承擔(dān)天然氣戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備收儲(chǔ)、動(dòng)用任務(wù)。

14、32積極推動(dòng)天然氣儲(chǔ)備設(shè)施建設(shè)在我國(guó)新疆、甘肅、河南、四川、黑龍江等油氣區(qū)內(nèi)，考慮建設(shè)以枯竭油氣藏為主的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)，以國(guó)家為投資主體，成立專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)或委托國(guó)有油氣企業(yè)進(jìn)行經(jīng)營(yíng)管理，建立國(guó)家天然氣戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備庫(kù)。在湖北、湖南、江蘇等具備地質(zhì)條件的地區(qū)，考慮發(fā)展鹽穴為主的地下儲(chǔ)氣庫(kù)，緩解長(zhǎng)三角地區(qū)冬季天然氣調(diào)峰的緊張壓力?？煽紤]在國(guó)家的統(tǒng)一審批下，以國(guó)有油氣企業(yè)、燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)商為投資主體，并逐步放開(kāi)市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)機(jī)制，進(jìn)一步推動(dòng)儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)。同時(shí)，

15、結(jié)合天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)需求情況，考慮在長(zhǎng)三角、珠三角沿海地區(qū)和環(huán)渤海地區(qū)建設(shè)LNG接收站為主的天然氣戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備，參考文獻(xiàn)[1】康永尚，徐寶華，徐顯生，等中國(guó)天然氣戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備的需求和對(duì)策fJ1天然氣工業(yè)，2006，26(1O)：133—136[2】吳建發(fā)，鐘兵，羅濤國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J1油氣儲(chǔ)運(yùn)，2007，26(4)：1—3[3】楊毅，周志斌，李長(zhǎng)俊天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的經(jīng)濟(jì)性分析【JJ_天然氣技術(shù)，2007，1(1)：55—57