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孙焕泉:储气攻坚强根基 能源安全筑屏障

作者:本刊记者 胡玮斐 | 作者单位:

在全球能源格局深度调整、地缘冲突持续、极端天气频发、国际气价大幅波动的大背景下,天然气稳定供应和储气能力建设,已成为关系国计民生、影响能源安全的关键大事。

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供需失衡挑战严峻 储气能力亟待提升

孙焕泉院士指出,我国天然气生产与消费空间分布失衡、供需错配矛盾突出,已成为制约稳定供气的首要难题。国内天然气生产呈现“西多东少、陆主海辅”格局,主产区集中在西部及陆上地区;而长三角、珠三角、京津冀等经济发达地区,承担着全国65%以上的民生与工业用气需求。产地与消费中心相距较远,跨区域调配压力大,季节性、区域性供气紧张问题时有发生。

我国天然气对外依存度较高,国际能源市场波动持续影响国内供应。当前国际局势复杂多变,能源贸易通道与供应格局屡受干扰:2016年—2018年中亚管道气曾单日不定期减供4000万立方米,霍尔木兹海峡航道也多次面临封锁风险。极端天气进一步加剧供应紧张,2009年冰雪灾害及2008年、2017年、2020年的极寒天气期间,国内多地均出现用气缺口。此外,我国天然气冬夏峰谷差明显,以北京为例,峰谷差达4—6倍,冬季保供压力尤为突出。

受地缘政治影响,国际LNG市场价格大幅波动,输入性供应风险持续加剧。2021年末至2022年,欧洲气源紧张叠加俄乌冲突,亚洲LNG现货价格(JKM)一路飙升,多次突破35美元/百万英热,2022年10月更是冲高至53.51美元/百万英热,创下历史高位。2026年初,中东及伊朗局势趋紧、霍尔木兹海峡航运风险上升,JKM价格再度快速反弹。这充分体现了地缘冲突对能源贸易与价格体系的直接冲击,也给我国天然气稳定供应带来严峻考验。

与发达国家相比,我国天然气储气能力存在明显差距,储气体系建设亟待提速。

全球成熟天然气市场储备量占年消费量比例达17%—31%,全球平均水平为12%,而我国2025年储气能力占比仅有6.21%,远低于国际平均水平。

从全球储气库布局来看,截至2024年,全球共建成地下储气库720座,分布在36个国家,工作气量4330亿立方米,主要集中在美国、欧盟、俄罗斯。欧洲储气市场趋于成熟,仅2023年底的储气库库存量就高达96.53%。其中,德国、法国、意大利工作气量占消费气量的比例,分别达到32.3%、29%、25.7%,完善的储气体系为其能源安全提供坚实保障。

我国储气库建设起步较晚。自2000年首座储气库大张坨投入运行以来,历经了初期、快速与高速的多阶段发展,目前已建成地下储气库38座,主要分布在华北及长江经济带。

但复杂地质条件带来一系列技术难题:油气藏型储气库普遍埋藏深、构造破碎、储层条件差;盐穴型储气库盐层薄、夹层多、不溶物含量高;含水层型储气库圈闭面积小、断层发育。由此形成六大技术瓶颈:复杂断块储气库密封性评价难、超高压裂缝型碳酸盐岩储气库设计难、在产凝析气藏协同建库无先例、盐穴腔体溶腔控制难、含水层建库渗流机理复杂、复杂地质井筒建井难度大,制约了我国储气库规模化、高质量发展。

近年来,加快天然气储备能力建设已上升为国家重大战略需求。2018年,习近平总书记作出重要批示,要求把天然气产供储销体系建设当作重点工作抓好,以防再现“气荒”;2020年,国家发展和改革委员会等5部门联合下发《关于加快推进天然气储备能力建设的实施意见》;2023年,国家能源局印发《2023年能源工作指导意见》,明确以地下储气库为主、沿海LNG储罐为辅,推进储气设施集约布局,一系列政策部署为我国储气库建设提供根本遵循与行动指南。

技术攻关实现突破 建库速度举世瞩目

随着我国储气库建设效率与技术水平持续提升,已形成气藏型、油藏型、盐穴型、含水层型等多元并举的建库格局。孙焕泉表示,尽管与欧美成熟市场相比仍存在一定差距,但我国储气库建设已逐渐形成技术自主化、设施规模化、运行智能化,为持续扩大储气规模、筑牢能源保供根基奠定了技术基础。

面对供需失衡、外部市场波动及复杂地质条件等多重挑战,我国坚持自主创新与技术攻关。经过多年实践积累,已构建起覆盖地质与气藏工程、钻完井工程、地面工程、运行管理的全链条关键技术体系,成功破解多项行业共性难题,推动储气库建设实现从跟跑到并跑的跨越,部分技术领域达到国际领跑水平,整体技术跻身国际先进行列。

在一系列关键技术攻关中,复杂地质条件下储气库密封性评价与设计技术率先实现重大突破。针对复杂断块储气库断层与盖层动态密封性评价难题,我国研发四维动态密封性评价技术,建立“物理模拟—地质模拟—数值模拟—地应力模拟”流固耦合一体化评价体系,可精准预判多周期注采下断层与盖层薄弱环节及承压极限,科学确定储气库最高运行压力,为长期安全稳定运行提供坚实支撑。

针对超高压裂缝型碳酸盐岩储层非均质性强、库容设计精度不足等问题,我国通过揭示应力敏感机理,研发一体化注采耦合预测新模型,形成库容参数与注采能力优化技术,为国内首座超高压储气库—清溪储气库提供了科学设计与建设保障。

在产凝析气藏与水淹气藏建库技术方面,我国攻关形成专项建库技术,建成国内首个在产凝析气藏储气库—中原白9储气库和我国首座完全水淹气藏型储气库—永21储气库,进一步丰富了储气库建库资源类型。

在盐穴储气库与井筒工程技术方面,针对我国盐岩非均质性强、夹层多、腔体控制难度大等问题,攻关形成非均质多夹层垮塌预测控制、三维非均质造腔模拟、畸形腔体修复等关键技术,支撑金坛、黄场等盐穴储气库建成投用。

为实现“少井多采”,我国研发大尺寸高筒高强度注采钻完井技术,突破复杂地质环境下的钻井轨迹精细控制、高触变微泡防漏钻井液、弹韧性自修复水泥浆、大尺寸注采完井工具等核心技术,创建储气库密封性、完整性评价与动态监测技术,大幅提升油气藏型储气库应急调峰能力与建井工程水平。

在技术创新驱动下,我国储气库建设跑出“加速度”,仅用17年时间就建成了百亿立方米储气能力,建成亚洲库容最大的呼图壁储气库、第一座超高压裂缝型储气库清溪、第一座油藏型储气库南堡1号、第一座盐穴型储气库金坛等标杆项目,在冬季保供中发挥了关键作用,有效地保障了全国民生用气与工业生产稳定,筑牢了冬季供气安全防线。

战略布局面向未来 打造综合能源储备

“我国天然气消费量将持续增长,成为构建新型能源体系、建设能源强国的重要支撑。”孙焕泉如是说。

据相关预测显示,2030年我国天然气消费量将达到5100亿立方米,2050年增至6700亿立方米,即便2060年实现碳中和后,消费量仍将保持在4000亿立方米以上。作为化石能源向清洁能源过渡的关键纽带,天然气需求刚性较强,中长期调峰与战略储备需求将超千亿立方米,加快构建布局合理、技术先进、安全可靠的储气体系已刻不容缓。

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未来,我国储气调峰体系将形成华北、东北、西南、中东部、中西部六大中心协同发展的格局;储气库建设将聚焦库址拓展、数智赋能、本质安全、多能融合四大方向高质量推进,实现从季节性调峰向战略储备、从单一储气向综合利用的转型升级。

围绕这一发展方向,储气库的各项关键技术与建设路径要加快落地实施。

面向复杂地质条件,持续推进库址资源战略拓展。油气藏型储气库跳出优质枯竭气藏范围,向低渗、深层、复杂断块及油藏领域延伸,提高资源利用效率;盐穴型储气库加快老腔资源普查与规模化应用,攻关2000米以深盐层建库技术,突破深度限制;含水层型储气库围绕气顶形成机理与建库技术,优选目标开展先导试验;超前布局硬岩人工硐室储气技术,推进选址评价与可行性研究,抢占技术制高点,全面夯实储气库建设的资源基础。

面向数智赋能,打造智慧储气新范式。以基础数据和专业模型为支撑,以数字孪生技术为核心,构建覆盖地质、工程、注采、调度的全生命周期智能管控平台,实现智能感知、仿真优化、无人值守、精准调度,推动储气库向数字化、智能化、集约化转型,全面提升运营效率与管控精度,更好地适配全国天然气管网统一调度要求。

面向本质安全,构建全生命周期管控体系。坚持安全第一、预防为先,建立地质体、井筒、地面设施一体化耦合模型,夯实风险感知数据基础;发展多维度智能监测、风险超前预警、应急快速处置技术,实现从被动运维向主动防控、智能预警转变,保障国家战略储备设施长期可靠运行,有效地抵御极端天气与国际市场波动双重风险。

面向双碳目标,构建多能融合综合能源储备。服务新型能源系统建设,推动储气库向储氢、储碳、压缩空气储能一体化兼容发展,实现地下储备与地面管网、绿电消纳、CCUS协同联动,打造多功能、复合型、绿色化的国家深地综合能源储备基地。

孙焕泉强调,当前,我国天然气产供储销体系建设进入新阶段,储气库作为能源安全的“压舱石”、能源转型的“助推器”,战略地位愈发凸显。立足新发展阶段,应持续加大技术研发投入,加快储气设施建设,完善政策保障机制,推动储气库建设提质增效。通过打造规模化、智能化、多元化的储气体系,切实提升天然气供应保障能力与供应链韧性,为保障国家能源安全、建设能源强国、实现“双碳”目标筑牢坚实基础。

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2026年, 第4期
刊出日期:2026.4
单月刊,1984年创刊
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主办单位:中国石油企业协会 中国石油企业协会海洋石油分会
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