大港油田集团有限责任公司天津储气库分公司 天津 300280
摘要：储气库是用来储备天然气的场所，储气库地面工程建设的质量直接影响着输气管网的稳定性，也关乎到城市居民冬季的供暖保障，对我们的生活产生较大影响。本文从储气库的工程特点出发，吸收了国外储气库建设的相关经验，对于储气库地面工程建设技术的发展提出了若干建议，对我国储气库地面工程建设具有指导作用。
关键词：储气库；地面工程；建设技术；发展与建议
储气库是天然气行业不断发展进步完善的产物，储气库对天然气在冬夏需求量不同的调节作用，可以有效保证输气管网的稳定性和高效运行，对冬季供暖也有着十分重要的作用。近年来，我国在吸收国外先进经验的基础上，在储气库地面工程建设技术方面已经取得了突飞猛进的发展。但是储气库的建设仍有很长的路要走，储气库的建设要在储存安全和输出安全上均有严格的技术保障，从而为天然气的储存和输送营造一个安全高效的环境。
一、储气库地面工程建设特点
储气库在天然气的运输过程中起着十分重要的作用，为保证用户对天然气的需要，需根据实际情况对天然气进行合理的调运，这些调运的天然气都将临时储存在储气库中。大部分的储气库是由油气藏改造的，也与一部分储气库是经岩穴或矿井改造的。除储气空间，储气库一般还包括燃气生产、燃气供应、燃气井观测、燃气生产现场、燃气供应装置系统、地面燃气灌注管路系统、露点控制系统等配套设施。其中储气库地面工程建设主要包括注采井场、地面集输管网、露点控制和输气装置等。
相比于传统的气田，储气库气量波动大、大进大出、运行压力高、投资高、使用寿命长。储气库采用注采循环的运行模式，对于产能相同的储气库和气田，储气库的波动范围更大，采气规模更大，设计压力也更大。在投资成本为气田的1.5倍的情况下，储气库的寿命一般可达气田的2倍[1]。
目前全国各地基本已经普及了储气库，这给储气库的工程建设工作带来了更大的挑战，需要工程建设人员不断完善储气库的建设，提高储气库的效能以应对人们日益增长的生活水平对天然气的需求以及对储气库的需求。储气库是调节天然气用量的场所，因夏季（用气量少的时候）天然气通过压缩机加压通过井口注入地下储层，冬季（用气量高峰）通过井口采出地下的天然气输送到管网中的，使储气库面临着大量天然气的存储负担，因此必须完善储气库的建设，保证储气库的建设质量，为天然气的传输和使用保驾护航。相对于在自然基础上改造的气田，储气库是在地面上经人工建设平地而起的建筑，这就意味着储气库的建设需要更高的成本，施工建设单位一定不要为了节省成本而忽略储气库的质量，储气库的建设虽然成本较高，但是它的使用寿命更长，会带来更高的经济收益。
二、储气库地面工程建设技术发展与建议
1.合理进行储气库分类，制定合适的设计规模
为合理地建设满足生产生活需要的储气库，首先应根据储气库的工作气量对储气库进行一个合理的分类。根据文献标准[2]，我们一般将工作气量小于五亿立方的划为小型储气库，工作气量在五亿到十亿立方之间的为中型储气库，工作气量在十亿到三十亿立方之间的为大型储气库，而工作气量超过三十亿立方的为超大储气库。除工作气量外，储气库的设计应考虑其设计系数，我们规定储气库设计日处理能力与其平均日处理能力的比值为储气库的设计系数，设计系数的意义旨在充分发挥储气库的调峰能力，是储气库的规模留有余地。设计系数的确定由储气库上下游的供气能力和当地对储气库调峰能力的需求确定。一般中小型储气库的注气系统设计系数应在1.2到1.5之间，而采气系统的设计系数应在1.5到2.0之间；而大型和超大型的储气库因其容积基数大，储气库的设计系数可以相应减小，一般注气系统的设计系数应在1.1到1.2之间，而采气系统的设计系数可在1.2到1.5之间。除根据工作气量进行笼统分类外，储气库的建设还应根据其采出气处理技术、注采管网设置、注气压缩机配置等因素进行详细分类[2]。
2.井口标准化流程
早期我国储气库建设工艺主要引进于国外发达国家，而国外一般注入气与采出气气质组分基本相同，因此其井口设计简单，一般一根管可以实现注采合一。
而我国实际生产过程中，注入气和采出气气质组分并不一定相同，且存在注采同时进行的情况，因此应优化井口设计，使井口在简单实用的原则的基础上，能充分满足实际生产的需要。对此，提出如下标准化流程：①对于干气藏储气库，井口可采用注采合一，但应设计双向计量。双向计量的实现可采用超声波双向流量计配合轴流式双向调节阀。②对于油藏和凝析气藏储气库，井口应将注采分开，注气计量可采用流量计与调节球阀配合，而采气可采用两相分离计量方式+角式节流阀，并采用多井转换的形式。随着流量计的不断发展，后期可采用带液流量计[3]。
3.注采管网的设计与选材
笔者通过查阅文献[3]，综合不同产量的储气库对在不用传输距离的注采管道进行成本和性能的对比，认为，对于集输距离小于20km的中小型储气库，每天注气规模小于一亿立方或采气规模小于1.5亿立方，可采用注采管道合一的设计方法，而对于注气规模和采气规模更大的储气库以及大型、超大型储气库，应将注采管道分开设置。
对于分开设置的注采管道，其注气端一般输送的是常温的干气，其腐蚀性不强，但操作压力高，因此我们建议选用调质高强度无缝钢管，通过降低管道壁厚降低建设成本。而采气端因含有较高浓度的二氧化碳，在湿环境下具有较强腐蚀性，所以采气管道选材应注意耐腐蚀；同时在开井初期温度一般会小于-30℃，因此采气管路选材还应注意耐低温。对此，可以选用调制高强度钢管和缓蚀剂搭配的形式，也可选用双金属复合管[4]。
对于注采管道合一的情况，管材选用应依照采气管的标准进行。
4.合理配置注气压缩机组
我国早期的储气库一般选用往复式压缩机组作为注气压缩机组，而国外主要以离心式压缩机组为主，相对于离心式压缩机，往复式压缩机成本高，维护工艺繁琐，适用流量范围窄，但操作功率较低。在实际生产中，我们不应定式地选用一种压缩机，而可以根据实际工况进行离心式压缩机和往复式压缩机搭配、大小压缩机搭配，灵活进行串联与并联应用。对于压缩机功率小于12MW的小型储气库，一般可以配备两到三台往复式压缩机；对于压缩机功率在12到15MW之间的中性储气库，可以配备一到两台离心式压缩机另加一台往复式压缩机灵活应用；对于压缩机功率在25到100MW之间的大型储气库，可配备两到四台离心式压缩机另加一台往复式压缩机灵活应用；而对于压缩机功率更大的超大型储气库，则需要建设多台离心式压缩机。
5.对采出气进行高效处理
发达国家的储气库一般会建设地下地上一体化装置确保采出气中只含水汽，不含重烃组分，而脱水可用硅胶或者三甘醇进行。我国早期的储气库采出气处理装置往往存在着规模小、数量多的特点，这给管理和运行带来了诸多麻烦。一般对于采气规模小于每天五百万立方的干气藏型储气库，可采用三甘醇吸收法，当采气规模增大时，可采用普通硅胶吸附；而对于油气藏型储气库，当采气规模小于每天五百万立方时，可采用J-T阀配合注防冻剂进行处理，当规模增大时，可采用改性硅胶进行处理。
综上所述，改革开放后我国天然气行业蓬勃发展，储气库地面工程建设技术也在不断学习、探索中有着质的飞跃。目前我国储气库地面工程建设总体水平已经达到世界先进水平，但因我国人口众多，对天然气的需求较大，因此储气库的稳定性、经济性、安全性仍有待进一步发展。上述是笔者经过查阅大量资料结合笔者多年的工作经验对储气库地面工程建设技术的发展和建议作出的总结，希望可以给各位同行参考借鉴。
参考文献：
[1]张哲.国外地下储气库地面工程建设启示[J].石油规划设计，2017，28（2）：1-3，7.DOI：10.3969/j.issn.1004-2970.2017.02.001.
[2]王春燕.储气库地面工程建设技术发展与建议[J].石油规划设计，2017，28（3）：5-7.DOI：10.3969/j.issn.1004-2970.2017.03.002.
[3]杨小华.我国储气库地面工程建设关键技术研究[J].中国化工贸易，2018，10（34）：21.DOI：10.3969/j.issn.1674-5167.2018.34.018.
[4]柴寅博，杨冲.储气库地面工程建设技术发展与建议[J].化工设计通讯，2020，46（6）：29-30.