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中外储气库管理对比与未来

作者:唐德 姚泳汐 | 作者单位:中国石油西南油气田公司

随着地下储气库的建设及运行技术的不断成熟,储气库在世界范围发展持续性向好。目前,全球地下储气库主要以枯竭油气藏、含水层和盐穴3种类型为主,其工作气量在总工作气量中的占比分别为80.1%、11.3%和8.5%。据IGU的最新统计,全球拥有储气库数量700多座。地下储气库主要分布于北美和欧洲等地,北美地下储气库数量占比达到66.13%,欧洲占比约为20%。目前,我国储气库的建设与管理水平与发达国家相比仍然存在一定的差距,如何提高储气库的综合性能成为亟待解决的问题。

中外储气库对比

1915年,世界上第一座地下储气库在加拿大韦林特建成,至今已有100多年历史。

美国、俄罗斯等油气资源丰富的国家储气库类型主要为枯竭油气藏型,法国、德国等欧盟国家的储气库类型主要为盐穴型和含水层型。不同国家建库目的各不相同,俄罗斯以季节调峰和出口导向为主,美国、欧盟以消费和季节调峰导向为主。另外,美国、加拿大和欧盟等发达国家储气库建设同时也具有明显的战略储备导向。

以中国为代表的亚太地区地下储气库研究起步较晚,当前地下储气库数量较少,但是未来发展潜力较大。我国目前已经建成地下储气库30座,形成了230亿立方米的调峰能力,占到天然气消费总量的5.8%。随着城乡对天然气需求的增大,我国储气库建设在持续加速,库容量不断扩大,调峰能力也在增强。

对标世界一流推进精细化管理

全方位、多角度、深层次对标世界一流管理不仅是国家的要求,同时也是精细化管理的重要举措之一。通过建立形成完整、系统的储气库对标管理体系,能够切实促进储气库管理和技术水平的不断进步。目前,中国石油基于储气库的建设和生产进行总体对标,辽河油田储气库内部进行了储气库建设运营管理工作的整体对标,新疆油田储气库展开了技术和管理两个维度的对标分析。

上述储气库对标体系都存在一定的改善空间。一方面是储气库的对标维度不完整,另一方面储气库对标体系可量化应用性低。基于此,建立一套储气库在技术、生产、可持续发展以及经营效益等四方面的对标管理指标体系和配套的评价方法,对我国储气库开展开发对标管理工作有一定借鉴意义。

从国内储气库的生产经营和行业特性的实际出发,遵从全面性、系统性、客观性和可对比性原则,建立储气库的对标指标体系,主要按照技术水平、生产管理水平、可持续能力、经营效益水平等四个维度进行对标分析,并将其四个维度细化分解为13个可量化的一级指标和48个二级指标。

储气库对标可采用层次分析法,层次分析法是美国著名运筹学家T.L.Satty等人在20世纪70年代提出的一种定性与定量分析相结合的多准则决策方法。层次分析法的研究对象是一个系统,特点是按照层次分解、比较判断和系统综合的思维方式进行决策。层次分析法的特点和优势正适合表4所构建的指标层次结构“系统”,采用常用的1~9标度方法构建判断矩阵。聘请相关专家采用群决策进行同层次指标间重要程度判断,将单个决策者的决策判断集结成为群体的效用函数或者方案的优先关系,从而按照群体判断进行方案的排序。

在综合竞争力指数维度下共有技术水平、生产管理水平、可持续能力以及经营效益水平等四个指标维度。首先计算上述四项各自权重,处理各自对应的分项指标,根据分项权重与其相对应的指标维度权重计算总权重。最后根据指标总权重,首先将对标储气库的各项数据进行无量纲化处理,然后进行二级指标评分。在此基础上计算各储气库在一级指标上的得分,最后依据得分和排名可进行对标分析。

储气库对标体系建立对标指标体系的设计遵循全面性、系统性、客观性和可对比性原则,旨在全面评估储气库的综合实力和竞争力。

储气库对标方法将定性分析与定量分析相结合,能够有效处理多准则决策问题。层次分析法通过构建判断矩阵,并进行一致性检验,确定各项指标的权重,最终计算综合得分和排名,实现对标分析。

储气库对标方法及对标体系建立对于提升我国储气库建设与管理水平具有重要意义。通过对标分析,可以找出差距,明确改进方向,推动储气库技术进步和管理水平提升,实现储气库高质量发展,为保障国家能源安全和促进经济社会发展提供有力支撑。

储气库未来发展展望

全球储气库建设历史悠久,随着欧美等主要发达国家储气库建设基本饱和,未来只有局部市场的发展需求,以及对已有储气库布局的补充完善,储气库建设的数量较少。与此同时,盐穴储气库因其较高的注采气能力和灵活性的注采转换得到了用户的青睐,成为稳定发展阶段的首选目标。国外盐穴储气库建库条件以盐丘厚盐层为主,水溶造腔机理比较简单,造腔模拟软件、稳定性评价方法也比较成熟。

相对发达国家,我国地下储气库未来面临资源挑战、技术挑战、管理挑战。

我国天然气资源分布与消费结构整体呈现不均衡的现状,地下储气库的发展与修建可有效缓解部分能源安全问题。地下储气库的场地选择受地形和区域的影响,在保证足够建库资源(建库规模较大的含水层资源和油气藏资源)的前提下,才能实现大规模的储气库建设。西北部地区天然气消费量较少,但天然气资源和油气型储气库建库资源丰富。东部沿海地区因天然气消费潜力大,季节调峰需求高,天然气资源主要依靠外部输入,因此,该区域构建天然气储气库具有较大优势。然而,在中东部地区,较难实现储气库的大规模建设,大部分适宜区域已纳入建库范围,且由于东南沿海地区适宜于修建储气库的油气藏地质构造较少,存在基本地形条件不足等缺陷。建库资源与市场需求之间的矛盾,对地下储气库的库址筛选和建库技术提出了很高要求。

从技术上看,地下储气库有多种类型,建设条件苛刻,对地层力学性质、盖层封闭性和构造圈闭等地质参数要求较高。因此,针对复杂低渗气藏如何高效利用孔隙空间、如何通过钻完井工艺的改进大幅度提高复杂低渗储层单井产能、如何通过储层改造工艺的完善保持地质体完整性等是目前地下储气库建设过程中急需解决的关键技术难题。

从管理上看,我国储气库行业目前正面临地下储气库市场化运营体制和天然气储备调峰市场化相关政策不够完善、地下储气库供需主体单一,以及对外服务市场基础薄弱等问题。石油石化企业作为供应端,其建设及规划的地下储气库尚不能完全满足自身的调峰需要,对外提供服务的能力不足。而需求端由于对调峰保供责任监管不到位等因素,导致各市场主体对储气调峰需求很大,存在责任不清和动力不足的问题。因此,供需两端的调峰需求脱节限制了天然气储气库的市场化运营。

未来,我国的储气库将朝着集约、高效、智能、科技、经济等方向发展,在国家打造天然气一张网的背景下,将形成联网协调的储气库群,以更好的满足天然气调峰保供和战略储备的需求。

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2024年, 第12期
刊出日期:2024.12
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