王储6井已达到注气排卤条件 江汉盐穴变身“储气银行”

从2006年开始试验论证，到如今王储6井完成建腔达到注气排卤条件，历经漫长的10多年，江汉盐穴储气库项目将在提振经济的当下发挥特殊作用。

“王储6井已达到注气排卤条件，随时可以开始注气，我们已做好一切相关准备，确保其安全运行。” 5月5日，江汉盐穴储气库注采站内，正在检查仪器仪表的技术员张世龙对记者说。

江汉盐穴储气库位于湖北潜江，为目前亚洲在建的最大盐穴储气库，项目分两期三阶段建设。井深2000多米的王储6井，是江汉盐穴天然气储气库一期一阶段工程4座注采井之一，是首口达到投产注气条件的储气井。

地下盐穴变身“储气银行”

储气库是集季节调峰、事故应急供气、国家能源战略储备等功能于一体的能源基础性设施。随着天然气在我国能源消费结构中所占比重不断扩大，天然气供需峰谷差、季节差等矛盾也逐渐凸显，储气库可以在冬季供暖天然气出现供应不足时，发挥补缺作用。

目前我国储气能力短缺，储气量仅为全国天然气消费量的4.5%，而国际储气平均水平为12-15%。同时，多次”气荒”威胁国家能源安全。

深部盐岩是国际公认的油气储备的优良场址，具有体积巨大且密封良好的特点。相比较利用枯竭油气藏建成的储气库，盐穴储气库日提取量大，垫底气量少，注采转换灵活，可用于日、周调峰。湖北江汉盐矿资源丰富，具备建设大型地下储气库群的地质条件，且地处华中腹地，天然气管网密集，具有建库的地理优势。

“虽然江汉具备建设盐穴储气库的天然优势，但地下的盐层并不是都能被开采形成盐穴。” 江汉油田工程院采油气所副所长黄啸解释道，盐穴储气库选址选层必须要满足一定条件，首先地下盐层的品位要好，盐层要厚，含盐量在80%以上，不溶物越少越好;其次，盐层之间的泥岩夹层要薄，夹层中的可溶物含量要尽可能多，只有这样，溶腔完成后，腔体的有效体积才能实现最大化。

江汉油田为此开展储气库库址筛选评价研究，对29个三级构造65个圈闭及已投入开发的41个开发单元进行筛选评价，发现黄场地区盐层分布稳定、盐层含盐量高、密封条件好，适宜规模建设天然气盐穴储气库。科研人员又进一步对该区地下情况进行分析，优选地下2000米的潜二段13-16韵律层作为目的层，总厚度约100米。

国内外盐穴储气库一般选址在地下1000米左右。由于高温高压易让储气库迅速收缩而失去作用，一直没有在地下2000米建储气库的先例。为破解这一难题，他们重点开展高温高压盐岩的力学和蠕变试验，优化腔体形态和储气库运行压力等参数，进行腔体静力稳定性评价和长期流变分析，确定腔体合理的运行压力，确保腔体整体稳定性满足设计要求。

解决多夹层垮塌难题

盐穴储气库最大的难点是建腔。江汉储气库采用的是目前已相对成熟的单井单腔溶腔方式。“理想状态下，腔体应该是一个肚大口小的‘梨形’。”黄啸形容道。

然而，要在地下2000米深处溶解盐层，形成一个”梨形”，绝非易事。“主要是解决盐层之间的夹层垮塌问题。”黄啸说，虽然目前使用的溶腔方式比较成熟，但江汉油田的地质特点非常特殊，已经建成的江苏金坛储气库地下盐层之间的夹层只有1~2个，每层厚度仅1~2米，而江汉100米的目的层有3~5个夹层，每层厚度均在5米左右。如果每个夹层不能充分垮塌沉在腔体底部，腔体很可能会变成一串“糖葫芦”，库容体积将大幅缩小。

于是，他们就此开展先导试验，摸索建立适合江汉盐岩储气库的水溶建腔数学模型，开发出一套能够指导多夹层盐岩水溶建腔工程的数值模拟软件;开展厚夹层垮塌机理研究，摸清夹层垮塌规律和必要条件，结合数值模拟软件完善建腔工艺参数。

“通过模拟试验，我们算出每一个夹层垮塌所要达到的暴露跨度，比如5米的夹层需40~50米的跨度、7米的夹层需70~80米的跨度。”黄啸说。

溶腔自下而上进行，先溶解最下面的盐层，让覆盖在上面的夹层垮塌，再逐次往上，一层一层溶解、一层一层垮塌。可是水到了地下并没有那么好控制，很容易提前上蹿。为此，他们运用顶板保护工艺，即向地下注水的同时注入柴油，利用柴油与卤水的密度差，使柴油始终保持在卤水上面，充当顶板的保护剂，防止注入水提前上蹿。

王储1、6、8井的夹层厚度平均在5米左右，王储3井部分夹层厚度则达到7米，技术人员通过运用溶腔参数和工艺优化，厚夹层能安全有效地垮塌且溶腔形态稳定。黄啸介绍，王储3井之所以会有7米厚的夹层，是因为目的层比其他3口井向上延伸近100米。

“我们想通过这口井，验证7米的巨厚夹层垮塌问题能否得到有效解决，如果可以，后续储气井的建库高度将从100米提高到200米，单井储气能力将从0.25亿立方米提升到0.65亿立方米，建库经济效益和社会效益将大幅提升。”黄啸说。

今年2月，由江汉油田联合中国科学院武汉岩土力学研究所承担的湖北省咨询项目“多夹层超深超大盐岩储气库高效建设战略研究”通过验收。该项目的结题，为江汉建成百亿方级别的特大型天然气地下储气库群、华中最大天然气集散地提出了建设性、权威性的意见与指导。

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