◎ 刘海浩

　　储气库，顾名思义就是“储存天然气的仓库”，储气库是天然气生产端和消费端之间的缓冲地带，生产端产出的天然气先输送到储气库储存起来，再通过管道输送到消费端。

　　储气库对消费端天然气的稳定供应发挥着巨大作用。天然气生产端往往位于偏远地区，山地、沙漠、海洋等，如果将天然气从生产端直接输送到消费端，需要修很长的输送管道，这些管道的建设不仅耗时耗力，而且维护成本往往很高。此外，生产端和管道一旦遭遇突发情况，例如自然灾害、输送管道出现损坏等，下游消费区就会直接“断气”，给生产和生活带来巨大的不便和损失。为了节省成本同时避免“断气”情况的发生，通常利用储气库作为临时中转站存储天然气，依靠储气库的巨大容量，储存消费端一定时间内所需要的天然气，当天然气产区及输送管道出现突发情况时，保障消费端不“断气”，实现持续稳定的天然气供应。

　　水层型储气库工作原理

　　储气库还可以起到季节调峰的作用。天然气的消费量是随着季节剧烈变化的，冬季消费量很大，而夏季消费量较小。如果将天然气从生产端直接输送到消费端，天然气企业就必须随着用气需求，在夏季减产而在冬季增产，这种生产的不稳定性，会给天然气生产企业造成不必要的成本和负担；此外，由于冬季天然气需求量较大，市场供需关系的变化也会导致天然气价格上涨，从而提高天然气使用成本。有了储气库，天然气生产企业可以保持稳定的生产，夏季没有被消费的天然气可以在储气库中储存起来，留在冬季继续使用，既稳定了生产，也稳定了供应。

　　储气库分为地面储气库和地下储气库。地面储气库就是指在地面之上修建巨型罐体，用以储存天然气；而地下储气库则是指利用地下岩层中的空间储存天然气。天然气经亿万年的地质作用形成，并储存于地下岩层空间中。岩层空间指的是地下岩层中可以被流体充填的空间，可以是沉积过程中形成的岩石颗粒之间的孔隙、构造运动形成的裂缝，或者溶蚀作用形成的孔洞。当地下岩层空间具备一定规模，且具备保存天然气的条件时，就可以用来建设地下储气库。

　　储气库的作用

　　相较地面储气库罐体存在安全隐患，且浪费大量土地资源，地下储气库安全隐患小，不占用地面资源，且储量更大。在地下储气库中，水层型储气库是储气规模大、选址较为灵活的一种，它是利用被地下水充填的岩石空间储存天然气。含水岩层必须满足一定条件才能够用于建设水层型储气库。

　　首先，岩层要被地下水充填。岩层空间被地下水充填，一定程度上说明岩层空间的封闭性较好，后期天然气泄漏的概率较小，同时地下水的存在对天然气具有一定的封堵作用，进一步降低了后期天然气泄漏的概率。

　　其次，岩层埋深不能太深，太深的岩层会增大储气库的建设和运营成本，同时会增大水层型储气库建设的不确定性。因此，水层型储气库的选址地理位置上应当靠近城市群、工业密集区及主要经济带，或者靠近天然气运输管网主干道，便于向天然气消费端输送天然气。

　　再者，岩层空间必须具备一定的规模，地下储气库的建设和运行成本较大，因此储气库的储量必须足够大才能保证后期不会亏损，而岩层空间的规模直接决定了储气库的储量。更为重要的是，地下岩层必须具有一定的封闭性，注入天然气以后不能发生泄漏或者溢散，保证注入的天然气绝大部分可以被开采出来。

　　最后，岩层的岩石必须具有一定的稳定性且足够结实，天然气的注入气压较大，且需要多轮次注入及采出，岩层岩石必须足够稳定、足够结实，保证在此过程中岩石不会破裂，造成天然气泄漏或溢散。

　　相比于其它类型的地下储气库，含水岩层的分布范围较为广泛，更容易在靠近天然气消费端及运输管道附近找到理想的、用于建设水层型储气库的库址；并且，通常情况下含水岩层空间都比较大，更容易建成储量较大的储气库。在水层型储气库选址过程中，存在两个关键问题。

　　第一，如何找到埋藏深度、地理位置及岩层空间规模合适的含水岩层。

　　第二，对含水岩层的密封性和稳定性开展评价，这一步是储气库建设成败的关键；评价的主要目标就是明确天然气注入以后，是否会发生泄漏和溢散，以及经过多轮次的注入-采出后，岩层是否发生破裂。

　　这两个问题的解决，需要用到大量的地质学、地球物理、地球化学的理论知识和技术手段。因此，水层型储气库选址工作是一项庞大而复杂，涉及多领域、多学科、多技术的系统性工程。

　　水层型储气库是我国储气库建设的重要发展方向，是提升我国天然气储备能力的关键方式之一，目前正获得国家及社会越来越多的重视。遗憾的是，我国水层型储气库建设起步较晚，尚处于前期研究和探索阶段，尚未有建成的案例。但值得庆幸的是，目前，中国地质调查局、国家管网公司、中石油、中石化等相关单位正积极组织人力、物力，全面、系统地开展水层型储气库库址调查评价及技术难点攻关工作，相信在不久的将来，我国在水层型储气库建设方面一定会取得重大突破。

　　（作者单位：中国地质调查局油气资源调查中心）