因地制宜建设地下储气库

5月21日，中俄双方在上海签署两国政府东线天然气合作项目备忘录、中俄东线供气购销合同两份能源领域重要合作文件。根据合同，2018年起，俄罗斯开始通过中俄天然气管道东线向中国供气，输气量逐年增长，最终达到每年380亿立方米，累计合同期30年。根据国内天然气进口和消费的增长趋势，我国势必要加大对天然气装卸、储运等基础设施建设的投入力度。目前，全球10%左右的天然气消费量由地下储气库供应，西欧国家和俄罗斯的这一供应比例则分别达到20%和30%。在欧美，地下储气库已不仅仅是调峰和紧急备用工具，由于其安全性和长期性，地下储气库已开始成为天然气战略储备的主要手段。地下储气库主要有四种类型：枯竭油气藏储气库、盐穴储气库、含水层储气库及废弃矿坑储气库，其中枯竭油气藏储气库是我国主要的地下储气库类型。由于枯竭油气藏和凝析油藏本身就是油田资产的一部分，且封闭性好，因而国内油企大多乐于将其用于储气库的改造建设。然而，我国油气藏多位于北方，南方地区的几个油田储量不大，导致我国经济发达、需求旺盛的华东、华南地区缺乏足够的地下储气库，总体建设部署失衡。同时，凝析油储气库释放天然气时会携带被溶解的石油，天然气容易溶解于残存石油，并带来较大损失，这个问题不容小视。此外，从长远看，国外一直开展利用废弃油气藏开发页岩气，这一技术应用于国内页岩气开发也仅是时间问题，因此也进一步限制了国内枯竭油气藏储气库的发展。我国有几千年的岩盐开发历史，开采后形成的溶腔体积每年达到500万立方米，因此，南方地区大多将废弃盐穴开发建设成储气库，但总体来说，数量偏少。究其原因，首先，欧美国家盐矿资源丰富且开发历史较短，因此多采用专门开发盐穴储气库的方式。中国则是将废弃盐穴改建为储气库，出于储气库结构要求和提高封闭性的考虑，必须对废弃盐穴另行改造。其次，地下储气库一般为了保证封闭性而非常重视边缘水的作用，但盐矿建设必须隔离地下水，其封闭性是通过其自动愈合裂隙与晶体塑性功能实现的。这就意味着，将盐矿改造成储气库，不得不用垫层气和不溶盐进行大面积改造，且盐穴最大问题是其蠕动性和地层结构变化。20世纪60年代，联邦德国政府曾认为地下750米深的下萨克森州ASSE二号废弃盐矿作为核废料处置场是基本没有问题的。然而，到1988年，人们发现这里的地下水含有放射性物质，750米的深度和几十米厚的盐层没能阻止盐穴自身蠕动导致其结构和体积的变化，更没挡住地层结构变化，导致地下水溶解可溶盐。由此推断，在我国，如果建设地下储气库的地区不临海，且没有配套的大型盐处理厂，那么专门冲洗建设储气库产生的大量盐水高压回注地下，将对地下水资源乃至整个生态循环系统造成严重污染。同样会在中国引发环保方面质疑的还包括含水层储气库。我国华北地区、华东地区因地下水超采，已形成了巨大的漏斗区。虽然地表水和深层地下水储水层不在一个流体层面上，但根据目前的环保形势，用垫层气驱走地下水的做法极有可能遭受巨大的舆论压力。这也是目前国内没有含水层储气库的主要原因之一。我国是世界煤炭生产第一大国，受自然矿藏条件限制，我国煤矿主要以井工煤矿为主，这与俄、美、澳以露天开采为主的情况有所不同，因此国内遗留下来数量较多的废弃矿坑。2013年10月，国务院办公厅要求到2015年年底关闭2000处以上的小煤矿，而这些关闭的小煤矿会一直排放瓦斯气体。早在2006年，我国因煤矿开采而向大气释放的煤层气就多达150亿立方米，不仅造成极大的资源浪费，而且严重影响空气质量。其实，这些分布广泛的废气煤矿大可以改建成地下储气库来储存天然气。选择一些条件较好、密封性强的废弃煤矿改造建设成为储气地库，既降低了建设成本，缩短了建设周期，溢出的大量瓦斯又可以直接作为天然气使用，同时，高压天然气注入也避免了空气混入而引发自燃现象。更为有利的是，现有多条天然气管道途经我国产煤大省，对地方政府、煤炭企业和石油企业来说都是一举多得的事。在国家大力推进天然气战略储备建设的大背景下，总体协调油、地、煤、盐各方的产权协作关系，对推进国内地下储气库系统建设的意义重大。相关部门应鼓励各地因地制宜，选择适合本地条件的地下储气库建设方案，同时加强立法来规范我国储气库建设。（作者：于鹏，为北京石油交易所分析师）