从调峰设施到战略基石—— 储气库如何迈向更高水平？

“自2000年国内首座地下商业储气库——大张坨储气库投运以来，我国已建成38座地下储气库，仅用17年便建成首个百亿方级储气能力，有力保障了全国冬季供气安全。”3月26日，在中国石油企业协会主办的第四届天然气储气调峰设施高效建设及运营管理创新交流大会上，中国工程院院士、中国石化集团首席科学家孙焕泉如是说。

记者从会上了解到，随着我国天然气产供储销体系建设迈入新阶段，储气库的战略定位已从传统的季节性调峰设施，升级为国家能源安全战略储备基石、新型能源系统重要支撑、深地空间开发利用核心载体。与此同时，复杂地质条件下的技术难题仍需攻坚，盐穴储氢、工业互联网融合、海上建库等多元创新模式正加速探索，共同推动储气调峰向更高水平迈进。

储气库战略定位升级

储气库，顾名思义就是存储天然气的“仓库”，在天然气消费较为平淡的夏季将天然气注入，到了冬季采暖用气高峰时再将气提取出来，起到削峰填谷的作用。

“我国储气库建设起步较晚，但发展很快。”孙焕泉指出，在技术层面，我国已形成地质与气藏工程、钻完井工程、地面工程、运行管理等成套关键技术，攻克了超高压裂缝型储气库库容优化及注采能力提升、在产凝析气藏注气提采与储气协同等核心技术。

更为重要的是，储气库的战略定位正在改变。孙焕泉表示，随着我国天然气产供储销体系建设迈入新阶段，储气库已从季节性调峰设施，升级为国家能源安全战略储备基石、新型能源系统重要支撑、深地空间开发利用核心载体。

中国石油大学（北京）特聘研究员、中国石油国家高端智库研究中心原专职副主任吕建中强调，“十五五”是加快推进能源强国建设、构建新型能源体系的攻坚期，天然气储备调峰功能不再局限于保障天然气自身供需平衡，而是全面升级为服务新型能源体系，特别是支撑新型电力系统安全稳定运行的重要保障。依托清洁低碳、灵活可调的优势，储气调峰将重点平抑新能源出力波动、应对季节差异与极端工况，为电力系统提供快速调峰、应急兜底与可靠备用等支撑。

“随着能源转型持续深化、新能源装机不断增长、燃气电厂功能定位调整，叠加国内外市场形势复杂变化，传统天然气储气调峰模式已难以兼顾安全、灵活与经济的多重目标，正从‘冬采夏注’的规模保障模式，向适配复杂场景的多元、精细、高效运营模式加速转型。”中国海油气电集团研发中心天然气注采资深工程师蒋时馨表示。

能力不足“建设难”

记者了解到，当前储气库还面临“建设难”。

孙焕泉分析指出，复杂断块储气库断层与盖层动态密封性评价难度大，超高压裂缝型碳酸盐岩储气库关键指标难以科学设计，在产凝析气藏协同储气建库暂无实践，盐穴储气库溶腔控制难度高、工艺复杂，含水层建库渗流机理复杂、运行调控困难，复杂地质条件下井筒工程建井难度大等问题亟待突破。

中国石油储气库管理中心主任，储气库专业标准化技术委员会副主任委员，中国石油集团储气库有限公司执行董事、总经理安丰春同样指出，我国石油、天然气储备体系已从早期的空白状态、应急起步阶段，逐步发展为国家战略储备、商业储备、地方储备相结合的三级储备体系。截至2024年底，全国在役储气库（群）达38座，充分凸显了其在调峰保供中的“主力军”作用，但目前仍存在储备能力不足、供需矛盾突出的问题。

为保障我国储气库高质量发展，安丰春建议，制定完善产业发展规划，充分发挥规划引领作用；推动专业化统筹管理，优化资源配置，构建良好产业生态；协同推进技术创新、产融联合、智能化发展，加强人才梯队建设，为储气库产业发展提供全方位支撑。

中国石化集团首席科学家曾大乾表示，未来，储气库高效运行需着力于以下方向：一是加强单库整体优化，提高上限运行压力，优化注采运行参数及地面—井筒—储层一体化模拟。二是加强库群协同优化，提高运行效率、降低运行成本。三是加快人工智能与储气库协同发展，构建储气库智能化生产运行平台。四是探索垫底气置换，节约建库成本，实现“双碳”目标。

多元创新破难题

孙焕泉指出，立足新要求，储气库建设运行技术需面向复杂地质体、实现库址资源战略拓展；面向数智赋能、打造智慧储气新一代范式；面向本质安全、构建全生命周期管控体系；面向“双碳”目标、构建多能融合的综合能源储备，朝着更高水平、更高质量、更高战略价值的方向加快发展。

据悉，行业已展开针对性攻关，探索出多条解决路径。

针对特定类型储气库的技术不断取得突破。曾大乾介绍，水侵型储气库是中国石化储气库的主要类型。“十四五”期间，中国石化投运的10个油气藏型储气库中，有6座属于水侵型储气库。水侵型储气库的高效建设和运行面临多周期气水互驱过程中气水渗流规律复杂；基于特殊渗流现象的注采参数时变预测难度大；达容达产周期长、难度大等挑战。对此，中国石化通过开展水侵型储气库气水互驱机理、注采时变规律与运行优化技术研究，创新形成了多周期气水互驱相渗滞后机理、注采时变预测方法两项理论认识，以及弱水侵型、强水侵型、完全水淹型储气库三项高效运行技术，实现了库容有效动用，提升了注采能力和工作气量，提高了储气调峰能力。

“盐穴等地下空间属于油气矿权外长期被忽视的战略资源，具有安全性高、成本经济、占地面积小等显著优势。近年来，国内盐穴储能、储氢等领域的研究与建设快速兴起，其中，盐穴建设储气库仍是核心发展方向。”安丰春指出。

据中盐盐穴综合利用股份有限公司首席专家陈留平介绍，2023年，中盐集团牵头联合清华大学、中国石油工程技术研究院有限公司等10家科研单位与企业，共同申报立项我国首个地质储氢国家重点研发计划项目“基于地质条件的大规模储氢关键技术及试验验证”。项目聚焦构建“地质评价—材料研制—洞室设计—安全调控—示范验证”全流程技术体系，系统梳理影响储氢安全的地质与工程关键因素，建立多尺度适用性评价指标体系，创新盐穴储氢库库址筛选方法与精准选址技术，为工程落地提供了科学依据。

陈留平表示，目前项目已进入核心腔体建造阶段，预计2026年12月完成主体工程建设，2027年6月开展循环注采氢试验，届时将验证百万立方米级储氢规模的工程可行性。

数智化融合也在稳步推进。中国工业互联网研究院融通发展所油气工作组主任、高级工程师卢春雨介绍了《工业互联网与油气储运行业融合应用参考指南》的编制情况。该指南融合应用覆盖36类、92个具体场景，系统梳理了工业互联网赋能油气储运行业的八大应用模式，包括平台化设计、智能化制造、绿色化生产等，推动行业智能化、绿色化、融合化转型升级。