【壓縮機(jī)網(wǎng)】近日，中原油田油氣開發(fā)管理部氣藏開發(fā)首席專家李戰(zhàn)良與科研人員正在研究中原油田氣藏型儲(chǔ)氣庫優(yōu)選及目標(biāo)區(qū)評(píng)價(jià)工作。國內(nèi)第一大儲(chǔ)氣庫群將在中原油田開建，開辟了保障我國中東部地區(qū)天然氣供應(yīng)的新路徑。

 

　　“近年在全國許多地區(qū)出現(xiàn)的‘氣荒’，凸顯天然氣調(diào)峰保供的緊迫性，也倒逼儲(chǔ)氣設(shè)施的進(jìn)一步布局。”中原油田分公司副總地質(zhì)師、油氣開發(fā)管理部主任李存貴說，盡管中原油田歷經(jīng)40余年的勘探開發(fā)，大量油氣田已枯竭或接近枯竭，但油區(qū)地下形成了密閉性良好的油氣藏圈閉空間，具備了建設(shè)儲(chǔ)氣庫得天獨(dú)厚的條件。

　　文23儲(chǔ)氣庫幾個(gè)平臺(tái)的職工都在忙碌著。鉆井二公司50736鉆井隊(duì)在文23儲(chǔ)5-6井三開套管回接施工，采取“每下一根、測(cè)試一根”的方式進(jìn)行套管氣密封試壓，確保氣密性完好。

　　“為將文23儲(chǔ)氣庫打造成百年品質(zhì)工程，設(shè)計(jì)方案整整討論了3年。”中國石化中原石油工程有限公司市場(chǎng)開發(fā)運(yùn)行處處長(zhǎng)毛偉十分感慨：枯竭油氣田的地下雖有密閉性良好的“海綿狀”空間，也帶來了壓力系數(shù)低、高氣密性、高安全性要求等難題。“有了文96、文23枯竭氣田改造儲(chǔ)氣庫的成功先例，中原油田更多的枯竭油氣田將煥發(fā)‘第二春’。”

　　中原油田為了積極響應(yīng)集團(tuán)公司的大形勢(shì)，落實(shí)好中原儲(chǔ)氣庫群建設(shè)，正在對(duì)五個(gè)氣田全面開展論證工作，基礎(chǔ)資料摸排正在有序號(hào)開展。

　　據(jù)了解，中國石化在中原油田區(qū)域已落實(shí)儲(chǔ)氣庫庫址16個(gè)，落實(shí)庫容556億立方米。除了緊鑼密鼓建設(shè)的文23儲(chǔ)氣庫，“十三五”期間，中國石化還將在中原油田規(guī)劃新建4個(gè)儲(chǔ)氣庫。

　　據(jù)介紹，本已枯竭的文23氣田成為中原油田正在建設(shè)的第二個(gè)儲(chǔ)氣庫，也是國內(nèi)最大的儲(chǔ)氣庫。目前，文23儲(chǔ)氣庫項(xiàng)目鉆井工程（一期工程）共部署66口井，14部鉆機(jī)參與施工，從2017年5月19日開工以來，累計(jì)開鉆40口井、完井26口。

 

　　儲(chǔ)氣庫群建設(shè)迫在眉睫

　　地下儲(chǔ)氣庫是在消費(fèi)低峰時(shí)將天然氣體從產(chǎn)地輸送到衰竭的油氣藏或其它地質(zhì)構(gòu)造中加以儲(chǔ)存，到消費(fèi)高峰期采出以滿足市場(chǎng)需求的一種儲(chǔ)氣設(shè)施。地下儲(chǔ)氣庫的主要作用和功能有：

　?。?）協(xié)調(diào)供求關(guān)系與調(diào)峰

　　緩解因各類用戶對(duì)天然氣需求量的不同和負(fù)荷變化而帶來的供氣不均衡性，其特點(diǎn)在時(shí)間上表現(xiàn)為季節(jié)(夏、冬季) 、月、晝夜和小時(shí)的不均衡性。在取暖季節(jié)，由于熱電中心、家庭和地區(qū)鍋爐房、工業(yè)企業(yè)鍋爐房等用氣負(fù)荷的增大，使耗氣的季節(jié)性不均衡性表現(xiàn)得最為突出。

　　由于輸氣系統(tǒng)的壓力是一定的，本身不能滿足用氣量如此大的變化。所以，建造地下儲(chǔ)氣庫在用氣低峰時(shí)向庫內(nèi)注入天然氣，用氣高峰時(shí)從氣庫中抽出天然氣進(jìn)行調(diào)峰，達(dá)到平穩(wěn)供氣的目的。

　?。?）實(shí)施戰(zhàn)略儲(chǔ)備，保證供氣的可靠性和連續(xù)性

　　供氣中斷的危險(xiǎn)確實(shí)存在。國家內(nèi)亂、政治動(dòng)蕩、氣源或上游輸氣系統(tǒng)故障，甚至上游設(shè)施停產(chǎn)檢修等，都有可能造成供氣中斷。地下儲(chǔ)氣庫可作為補(bǔ)充氣源，當(dāng)供氣中斷時(shí)，抽取儲(chǔ)氣庫中的天然氣，提高供氣的可靠性。這對(duì)天然氣來源主要依賴進(jìn)口的國家和地區(qū)尤為重要。

　?。?）有助于生產(chǎn)系統(tǒng)和輸氣管網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化

　　地下儲(chǔ)氣庫可使天然氣生產(chǎn)系統(tǒng)的操作和輸氣管網(wǎng)的運(yùn)行不受天然氣消費(fèi)高峰和消費(fèi)淡季的影響，有助于實(shí)現(xiàn)均衡性生產(chǎn)和作業(yè)；有助于充分利用輸氣設(shè)施的能力，提高管網(wǎng)的利用系數(shù)和輸氣效率，降低輸氣成本。

　　文23儲(chǔ)氣庫設(shè)計(jì)庫容104億立方米，建成后有效工作氣量在40億立方米以上，將成為全國最大的儲(chǔ)氣庫。“用氣淡季，富余的天然氣經(jīng)管線進(jìn)入注采站，通過12臺(tái)壓縮機(jī)增壓，再經(jīng)由站外66口注采氣井進(jìn)入3000米深的地下，在8平方千米的‘大房間’里暫時(shí)‘休眠’；冬季用氣高峰期，存儲(chǔ)的天然氣被‘喚醒’，重新‘流’向市場(chǎng)。”李存貴說。

　　文23儲(chǔ)氣庫能發(fā)揮多大功用？同處文留鎮(zhèn)的文96儲(chǔ)氣庫，可謂文23儲(chǔ)氣庫的“先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)庫”。文96儲(chǔ)氣庫庫容5.88億立方米，是中國石化的首座儲(chǔ)氣庫，自2012年投入使用以來交出了一份優(yōu)秀“答卷”：2014年夏，榆濟(jì)天然氣管道因山西等地洪澇災(zāi)害影響運(yùn)行，文96儲(chǔ)氣庫應(yīng)急供氣保障管道下游；2016年冬，北京民用天然氣階段性短缺，文96儲(chǔ)氣庫每天緊急供氣150萬立方米，保證了民生需求……

 

　　儲(chǔ)氣庫細(xì)分市場(chǎng)壓縮機(jī)機(jī)遇來臨

　　儲(chǔ)氣庫工程可謂集天然氣注采于一身，因此，對(duì)于壓縮機(jī)的需求不僅量大而且要求高，其中涉及到天然氣壓縮機(jī)、儀表風(fēng)系統(tǒng)用空氣動(dòng)力壓縮機(jī)以及在天然氣脫水工藝流程中作為輔助制冷的制冷壓縮機(jī)。

 

 

　　以西二線呼圖壁儲(chǔ)氣庫為例，西二線來氣（從昌吉分輸站引氣）經(jīng)干氣線進(jìn)注采聯(lián)合站，先分離后除塵，經(jīng)壓縮機(jī)增壓，空冷器冷卻后去注氣閥組，由各單井管線集輸至各單井實(shí)行注氣流程，流程框圖如下：

 

 

　　注氣壓縮機(jī)入口設(shè)兩級(jí)除塵過濾，使氣體中粉塵≤3μm，可保證壓縮機(jī)入口氣體的清潔，為減少壓縮機(jī)出口天然氣攜帶的潤滑油對(duì)地層滲透率產(chǎn)生的不利影響，要求壓縮機(jī)廠家保證在壓縮機(jī)出口的天然氣中潤滑油含量不超過1ppm（wt）。

　　輔助冷劑制冷常用的冷劑丙烷和氨，都可以達(dá)到-5℃的制冷深度。氨冷劑輔助制冷的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)低，可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化；缺點(diǎn)是要求密閉流程，另由于氨有刺激性臭味并有一定的毒性，對(duì)周圍環(huán)境的影響較大。因此在國內(nèi)近幾年的天然氣處理輔助制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，大都采用丙烷冷劑。目前，國內(nèi)外合資廠家生產(chǎn)的丙烷制冷壓縮機(jī)質(zhì)量可靠，且價(jià)格優(yōu)于進(jìn)口機(jī)組。

　　注采聯(lián)合站內(nèi)一般需要建空氣氮?dú)庹?，為集氣裝置、注氣裝置和輔助設(shè)施及公用工程提供正常生產(chǎn)用的儀表風(fēng)、導(dǎo)熱油保護(hù)用氮?dú)饧伴_停工吹掃置換用氮?dú)?。比如在呼圖壁儲(chǔ)氣田氣庫儀表風(fēng)系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)2臺(tái)、干燥橇1臺(tái)和儀表風(fēng)儲(chǔ)罐2座、氮?dú)鈨?chǔ)罐1座。空氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓、冷卻分離后先進(jìn)無熱再生干燥橇干燥，干燥后的空氣進(jìn)儀表風(fēng)儲(chǔ)罐，儀表風(fēng)儲(chǔ)罐出來的壓縮空氣分配至各氣動(dòng)儀表作儀表風(fēng)，裝置開停工時(shí)提供掃線風(fēng)。在壓縮機(jī)故障時(shí)，儀表風(fēng)系統(tǒng)可保證連續(xù)供氣15分鐘。

　　目前天然氣增壓一般采用往復(fù)式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)，上述兩種壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)見表1。
 

 

　　鑒于這兩種注氣壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合注氣壓縮機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)——出口壓力高且波動(dòng)范圍大，入口條件相對(duì)不穩(wěn)定的情況，往復(fù)式壓縮機(jī)從適應(yīng)性、運(yùn)行上都比離心式壓縮機(jī)更能適應(yīng)注氣壓縮機(jī)的操作工況條件。壓縮機(jī)廠家提供的資料也表明：往復(fù)式壓縮機(jī)從注氣效率、操作靈活性、能耗等性能方面均優(yōu)于離心式壓縮機(jī)，在建設(shè)投資，交貨期等方面，也比離心式壓縮機(jī)具有突出的優(yōu)勢(shì)。

　　目前壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)方式多為燃?xì)怛?qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)兩種方式，其優(yōu)缺點(diǎn)見表2。
 

 

　　由上表可知，選擇電驅(qū)壓縮機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用較氣驅(qū)低，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看能極大的節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，且電驅(qū)維護(hù)方便，噪音污染小。但是，因儲(chǔ)氣庫工況及運(yùn)行環(huán)境差異很大，具體如何進(jìn)行壓縮機(jī)選型，還需針對(duì)具體情況進(jìn)行評(píng)判，本文僅做參考。

　　以往由于只有國外3-4家企業(yè)可生產(chǎn)此類大功率、大排量、高壓力的儲(chǔ)氣庫用壓縮機(jī)，不僅價(jià)格昂貴，而且因?yàn)樵O(shè)備全部進(jìn)口，技術(shù)參數(shù)封鎖固定，許多性能即便存在缺陷，廠家也不允許儲(chǔ)氣庫方面自行調(diào)整。國產(chǎn)大型儲(chǔ)氣庫壓縮機(jī)組的研制與應(yīng)用，不僅降低了機(jī)組采購?fù)顿Y和后期運(yùn)行成本，還大幅提升了對(duì)國內(nèi)儲(chǔ)氣庫建設(shè)、運(yùn)行的保障能力。目前，儲(chǔ)氣庫用大型壓縮機(jī)組已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，該細(xì)分領(lǐng)域的興起，將為國內(nèi)壓縮機(jī)企業(yè)提供增長(zhǎng)良機(jī)。