□于 佳 贾玉涛 代俭科

    9月25日，山东省东营市，秋雨绵绵。在距离城区17公里外的垦利区永安镇东南不远处，张连勇正检修压缩机电路。

    4个月前，胜利油田天然气销售公司工程技术服务中心仪电计量班班长张连勇被抽调来到这里，参与永21储气库建设，并负责电气运维工作。

    短短3个月后，就在他脚下，一座地下天然气“粮仓”建设完成，永21储气库于8月25日正式注气投产。

    永21储气库设计总库容5亿立方米，有效工作气量2.38亿立方米，夏注冬采周期运行，最大日调峰供气量198万立方米，可满足约500万户家庭日用气的需求。

    “永21储气库既是山东省第一座地下天然气储气库，也是全国首座水淹枯竭气藏型储气库。”胜利油田勘探开发研究院滩海油田开发研究室党支部书记、副经理徐耀东说。

    地下储气库是天然气储存的主要方式，也是天然气供应链的重要组成部分，承担着天然气调峰安全保供的重任。近年来，中国石化不断加快储气设施建设，确立2021年地下储气库形成工作气量27亿立方米、“十四五”末建成地下储气库工作气量61亿立方米的目标。

    早在2003年，胜利油田便开始进行地下储气库研究。但因油田以陆相含油气盆地为主，油气地质条件复杂，且多油少气，缺少整装的枯竭气藏，按照国外储气库选址标准，很难找到合适的区块。

    “我们主要从废弃的油气藏、含水层的圈闭两个方向开展储气库选址研究。”滩海油田开发研究室副经理李健说，科研人员先后选择了60多个区块开展评价，按照“注得进、存得住、采得出”的储气库建设标准，经过十多年综合研究，最终选取永21块做为建设地点。

    永21块位于山东省东营市垦利区永安镇，是高孔高渗、构造层状气藏，于1967年投入开发，1999年停产，累计生产33年。“地下的储气空间大约有530万立方米，大概能盛下6个水立方，在地层压力下能储藏5亿立方米天然气。”徐耀东说，单层厚度大、采出程度高，远离城市、居民和构筑物，是该块改建地下储气库的有利条件。

    然而，永21块的不利条件也十分明显，其地下构造像一个倒扣的碗，最初碗里是天然气，碗下面是水，随着天然气不断被采出，原来的储气空间被地下水填满，再注入天然气时就需要高压注气把水“吹”走，同时在边部排水提高驱水速度。也就是说，建设储气库要跟水抢地盘，气进一步，水退一步。但问题是，注气时使多大劲儿“吹”，才能保证这个“碗”不破裂？再就是用什么速度“吹”，才能确保水能被平稳地驱赶出去？

    胜利油田勘探开发研究院科研人员针对该块实际地质特征，综合考虑储气库建设的技术要求，先后攻克三道难关，确保储气库投产运行。

    第一道难关是明确储气库安全运行的上限压力，也就是储气库能够承受的最大破裂压力。科研人员开展永21块改建储气库圈闭密封性评价研究，利用动静态结合的岩石力学试验进行评价，找到岩石地层最大承压力，借助数值模拟等方法，确定保证储气库安全运行的关键参数。

    第二道难关是确定永21块的最大动态库容。永21块的天然气顶为注气提供了有利条件。“就好像吹气球，里面事先有气了，吹起来就容易多了，人工注气也是如此。”徐耀东说。科研人员对永21块岩芯进行多轮次物理模拟试验及数模研究，模拟储气库运行，厘清人工注气形成气顶机理，确定了永21块最佳注气速度及最大库容量。

    科研人员还根据气藏水淹情况，确定了增压扩容、多注少采逐步扩容、优化水平井注采、边排水边注气的建库方式，突破了储气库建设的第三道难关。借助地下水天然压力，永21储气库采出时产量会高于普通枯竭型储气库。

    今夏以来，受国际市场等因素影响，国内天然气价格飞涨，预计今冬天然气供需矛盾更为突出，保供压力更大。永21储气库成功投产后，胜利油田加快了储气库后备阵地的研究，目前已圈定了几个地质条件和地理位置较好的目标。更多储气库建成投产，将为我国天然气调峰安全保供作出更大贡献。