“天然气粮仓”——地下储气库

几年前，一次乘坐出租车，司机师傅抱怨国内油价高，无法理解

为什么采出来的天然气还要重新“灌回”地下，认为这纯粹是浪费老

百姓的钱。

事实果真如此吗？

作为石油科技工作者，深感责任在肩，我们今天尝试来解答这一

谜团。

我们都知道，作为清洁能源的天然气在我国的一次能源消费结构

中占比快速增长，国际形势错综复杂，我国天然气对外依赖度逐年攀

升，能源安全面临严峻挑战。我国87%的天然气资源集中在西部的

塔里木、柴达木、陕甘宁和四川盆地，东部地区作为主力消费市场则

远离产气区。天然气夏季用量少，冬季用量激增，仅靠管道和气田难

以满足高峰月用气需求。举个例子，北京冬季用气量是夏季的4到

10倍。如果没有足够的天然气储备，那么北京的冬季就面临“断气”

了。

冬季难挨

小贴士：2018年，我国成为世界最大的天然气进口国，进口天然气1254 亿

立方米，对外依存度升至 45.3%。

如果有办法能把足够多的天然气事先存起来，用的时候随时能拿

出来，那么，不就能同时解决“国家能源安全储备、平稳供气、平衡

季节用气峰谷差”等问题了吗？

 问题又来了，要把天然气存在哪呢？

首先想到的就是大气罐，京承高速路边好像就有几个大气罐常年

存放。但是，要保证足够的气量，得准备多少个大气罐呀，不仅需要

地方来存放，还非常不安全。

天然气储罐

关于天然气的存放，国际通用的做法是建设地下储气库。地下储

气库是将天然气采出的气体重新注入地下构造中形成的人工气田或

气藏，作为当今世界上最主要的天然气储存方式。通俗来讲，储气库

好比一个埋在地下上千米深的“粮仓”，天然气就是“粮食”，被储

存在 “粮仓”里，等需要用气的时候，就“开仓放粮”；平时打的

“粮食”用不完的部分就随时存进“粮仓”里。真是一个完美的好办

法！

地下储气库

但是，与一般的粮仓不同，它对仓库空间的大小、密封性能、存

取 “粮食”的速度等都有很高的要求，需要储气库科学家们在地下

找到“天生丽质”的构造，确保“粮仓”的储存空间大、气质优良、

密封性好、孔渗条件好，才能保障里面的“粮食”充足、安全、稳定。

那么，去哪挖一个这样的“粮仓”呢，或者能找到这样现成的“粮

仓”呢？

这就是科学家们要面临的第一个难题：储气库选址。确保天然气

“注得进、存得住、采得出”，是选址建库过程中直面的第一道难关。

通过地质考察，我国东部地层主要处于拉张环境，形成断陷盆地，“就

像一个摔碎的盘子，还被踢了一脚”。西部则主要处于挤压环境，形

成叠合盆地。上面是陆相，下面是海相，且很多地层被破坏掉了。这

种构造破碎、储层非均质强的建库地质条件，造成在我国中东部选择

库址更难，而国外储气库选址余地较大，可选择构造较完整、无断层

或极少断层，储层渗透性好的气藏或含水层建设储气库。经过调研、

摸索，引进、吸收再结合中国实际情况，最终，我国科学家们选择了

一处未开发的凝析气藏——天津大张坨作为我国的第一座商业储气

库，于2000年建成投产运行，由此迈出了中国地下储气库建设的第

一步。

大张坨储气库

小贴士：国外700多座储气库埋深几乎都在2500米以内，80％的储气库

埋深在2000米以内，其构造环境大多符合条件。而中国符合上述条件的油气藏

构造屈指可数，几乎没有选择的余地。中国地下储气库建设者最初向禁区发起挑

战时透 着诸多“不得不干”的无奈，但也正是这股子被逼上梁山不能回头的决

然，让他们把诸多挑战变成了机遇，把诸多不可能变成了可能

小贴士：大张坨储气库属于板桥储气库群，板桥储气库群位于天津市滨海

新区大港油田，距离首都北京100多千米，距离天津40多千米，正好处于京津

冀城市群天然气调峰有利的安全输送范围内，是连接北京天然气管道最重要的地

下储气库，每年冬季向北京供应天然气，实现调峰功能。

位置找到了，怎么保证这个“粮仓”不会漏气呢？也就是第二个

难题：储气库密封性。地下构造复杂，把天然气注入“粮仓”后，天

然气会乖乖待在“粮仓”里吗？随着储存量的变化，“粮仓”内压力

随之变化，天然气会不会从裂缝、断层偷偷跑出来呢？没错，与油气

藏勘探开发不同，建设气藏储气库除了需要评价圈闭原始静态密封性

之外，还需要预先考虑气藏建库后由于周期注采交变地应力变化导致

的盖层变形、断层滑移错动对原始封闭性的影响。为解决这一难题，

储气库科学家们创建了储气地质体动态密封理论，建立了以盖层“动

态突破、交变疲劳”、断层“柔性连接、剪切滑移”为核心的动态密

封理论体系，从而解决了储气库密封性难题。

20年栉风沐雨，中国地下储气库建设者结合中国实际情况，通

过大胆创新、科学论证、挑战极限，勇闯一个又一个储气库选址禁区，

终建成了一批世界上难度最大的储气库及六大储气库群，走出了一条

具有中国特色的储气库选址、建设之路。用20年时间，赶超了国外

100多年的先进储气库技术。未来，中国的储气库建设将迎来跨越式

发展。

贴士1：1915年，世界第一座地下储气库建成。2000年中国第一座地下储气库诞生。

20年的建设与发展，跨越了发达国家的百年历程。

来源: 中国石油科协