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国内最大储气库群将开建 储气库用压缩机市场兴起

   近日,中原油田油气开发管理部气藏开发首席专家李战良与科研人员正在研究中原油田气藏型储气库优选及目标区评价工作。国内第一大储气库群将在中原油田开建,开辟了保障我国中东部地区天然气供应的新路径。

国内最大储气库群将开建  储气库用压缩机市场兴起
 
  “近年在全国许多地区出现的‘气荒’,凸显天然气调峰保供的紧迫性,也倒逼储气设施的进一步布局。”中原油田分公司副总地质师、油气开发管理部主任李存贵说,尽管中原油田历经40余年的勘探开发,大量油气田已枯竭或接近枯竭,但油区地下形成了密闭性良好的油气藏圈闭空间,具备了建设储气库得天独厚的条件。
  文23储气库几个平台的职工都在忙碌着。钻井二公司50736钻井队在文23储5-6井三开套管回接施工,采取“每下一根、测试一根”的方式进行套管气密封试压,确保气密性完好。
  “为将文23储气库打造成百年品质工程,设计方案整整讨论了3年。”中国石化中原石油工程有限公司市场开发运行处处长毛伟十分感慨:枯竭油气田的地下虽有密闭性良好的“海绵状”空间,也带来了压力系数低、高气密性、高安全性要求等难题。“有了文96、文23枯竭气田改造储气库的成功先例,中原油田更多的枯竭油气田将焕发‘第二春’。”
  中原油田为了积极响应集团公司的大形势,落实好中原储气库群建设,正在对五个气田全面开展论证工作,基础资料摸排正在有序号开展。
  据了解,中国石化在中原油田区域已落实储气库库址16个,落实库容556亿立方米。除了紧锣密鼓建设的文23储气库,“十三五”期间,中国石化还将在中原油田规划新建4个储气库。
  据介绍,本已枯竭的文23气田成为中原油田正在建设的第二个储气库,也是国内最大的储气库。目前,文23储气库项目钻井工程(一期工程)共部署66口井,14部钻机参与施工,从2017年5月19日开工以来,累计开钻40口井、完井26口。
 
  储气库群建设迫在眉睫
  地下储气库是在消费低峰时将天然气体从产地输送到衰竭的油气藏或其它地质构造中加以储存,到消费高峰期采出以满足市场需求的一种储气设施。地下储气库的主要作用和功能有:
  (1)协调供求关系与调峰
  缓解因各类用户对天然气需求量的不同和负荷变化而带来的供气不均衡性,其特点在时间上表现为季节(夏、冬季) 、月、昼夜和小时的不均衡性。在取暖季节,由于热电中心、家庭和地区锅炉房、工业企业锅炉房等用气负荷的增大,使耗气的季节性不均衡性表现得最为突出。
  由于输气系统的压力是一定的,本身不能满足用气量如此大的变化。所以,建造地下储气库在用气低峰时向库内注入天然气,用气高峰时从气库中抽出天然气进行调峰,达到平稳供气的目的。
  (2)实施战略储备,保证供气的可靠性和连续性
  供气中断的危险确实存在。国家内乱、政治动荡、气源或上游输气系统故障,甚至上游设施停产检修等,都有可能造成供气中断。地下储气库可作为补充气源,当供气中断时,抽取储气库中的天然气,提高供气的可靠性。这对天然气来源主要依赖进口的国家和地区尤为重要。
  (3)有助于生产系统和输气管网运行的优化
  地下储气库可使天然气生产系统的操作和输气管网的运行不受天然气消费高峰和消费淡季的影响,有助于实现均衡性生产和作业;有助于充分利用输气设施的能力,提高管网的利用系数和输气效率,降低输气成本。
  文23储气库设计库容104亿立方米,建成后有效工作气量在40亿立方米以上,将成为全国最大的储气库。“用气淡季,富余的天然气经管线进入注采站,通过12台压缩机增压,再经由站外66口注采气井进入3000米深的地下,在8平方千米的‘大房间’里暂时‘休眠’;冬季用气高峰期,存储的天然气被‘唤醒’,重新‘流’向市场。”李存贵说。
  文23储气库能发挥多大功用?同处文留镇的文96储气库,可谓文23储气库的“先导实验库”。文96储气库库容5.88亿立方米,是中国石化的首座储气库,自2012年投入使用以来交出了一份优秀“答卷”:2014年夏,榆济天然气管道因山西等地洪涝灾害影响运行,文96储气库应急供气保障管道下游;2016年冬,北京民用天然气阶段性短缺,文96储气库每天紧急供气150万立方米,保证了民生需求……
 
  储气库细分市场压缩机机遇来临
  储气库工程可谓集天然气注采于一身,因此,对于压缩机的需求不仅量大而且要求高,其中涉及到天然气压缩机、仪表风系统用空气动力压缩机以及在天然气脱水工艺流程中作为辅助制冷制冷压缩机。
 
国内最大储气库群将开建  储气库用压缩机市场兴起
 
  以西二线呼图壁储气库为例,西二线来气(从昌吉分输站引气)经干气线进注采联合站,先分离后除尘,经压缩机增压,空冷器冷却后去注气阀组,由各单井管线集输至各单井实行注气流程,流程框图如下:
 
国内最大储气库群将开建  储气库用压缩机市场兴起
 
  注气压缩机入口设两级除尘过滤,使气体中粉尘≤3μm,可保证压缩机入口气体的清洁,为减少压缩机出口天然气携带的润滑油对地层渗透率产生的不利影响,要求压缩机厂家保证在压缩机出口的天然气中润滑油含量不超过1ppm(wt)。
  辅助冷剂制冷常用的冷剂丙烷和氨,都可以达到-5℃的制冷深度。氨冷剂辅助制冷的优点是设备造价低,可实现国产化;缺点是要求密闭流程,另由于氨有刺激性臭味并有一定的毒性,对周围环境的影响较大。因此在国内近几年的天然气处理辅助制冷系统的设计中,大都采用丙烷冷剂。目前,国内外合资厂家生产的丙烷制冷压缩机质量可靠,且价格优于进口机组。
  注采联合站内一般需要建空气氮气站,为集气装置、注气装置和辅助设施及公用工程提供正常生产用的仪表风、导热油保护用氮气及开停工吹扫置换用氮气。比如在呼图壁储气田气库仪表风系统包括空气压缩机2台、干燥橇1台和仪表风储罐2座、氮气储罐1座。空气经压缩机增压、冷却分离后先进无热再生干燥橇干燥,干燥后的空气进仪表风储罐,仪表风储罐出来的压缩空气分配至各气动仪表作仪表风,装置开停工时提供扫线风。在压缩机故障时,仪表风系统可保证连续供气15分钟。
  目前天然气增压一般采用往复式压缩机或离心式压缩机,上述两种压缩机的优缺点见表1。
 
国内最大储气库群将开建  储气库用压缩机市场兴起
 
  鉴于这两种注气压缩机的优缺点,结合注气压缩机的运行特点——出口压力高且波动范围大,入口条件相对不稳定的情况,往复式压缩机从适应性、运行上都比离心式压缩机更能适应注气压缩机的操作工况条件。压缩机厂家提供的资料也表明:往复式压缩机从注气效率、操作灵活性、能耗等性能方面均优于离心式压缩机,在建设投资,交货期等方面,也比离心式压缩机具有突出的优势。
  目前压缩机驱动方式多为燃气驱动和电力驱动两种方式,其优缺点见表2。
 
国内最大储气库群将开建  储气库用压缩机市场兴起
 
  由上表可知,选择电驱压缩机的运行费用较气驱低,从长远看能极大的节省运行费用,且电驱维护方便,噪音污染小。但是,因储气库工况及运行环境差异很大,具体如何进行压缩机选型,还需针对具体情况进行评判,本文仅做参考。
  以往由于只有国外3-4家企业可生产此类大功率、大排量、高压力的储气库用压缩机,不仅价格昂贵,而且因为设备全部进口,技术参数封锁固定,许多性能即便存在缺陷,厂家也不允许储气库方面自行调整。国产大型储气库压缩机组的研制与应用,不仅降低了机组采购投资和后期运行成本,还大幅提升了对国内储气库建设、运行的保障能力。目前,储气库用大型压缩机组已实现国产化,该细分领域的兴起,将为国内压缩机企业提供增长良机。
 
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