「天然气」天然气是如何储存的?其储存方式完全不符合常识

/漂流的亚特兰蒂斯


天然气作为居家必备想必大家都不陌生,其需求具有明显的周期性和季节性。一般春夏秋季需求量低,而冬季需求量高(用于供暖)。所以你是否有这样的疑问:在天然气需求量较低的时候,多余的天然气是怎么存储的?

天然气在正常调价下以气体存在,这就因为着其储存是一大问题,因为正常储存需要占用很大的体积,压缩储存由需要很高的成本。

你或许会想是不是多余的天然气是以液化天然气(LNG)的形式储存的。真实情况是液化天然气只能处理非常小部分的天然气,鉴于其高成本,不可能所有的天然气都被处理成液化天然气。所以必然会有更加经济。高效的方式来储存天然气。

而事实确实如此,目前多余的天然气都是存储于地下,主要有三种方式:

天然气的主要储存方式

储存在已经枯竭的油田和气田中

这应该是天然气储存最常用的方式了。枯竭的油田和气田存在完整的井 系统、采集系统和管线系统,这些管线直接连接到天然气主管线。因此地面设施不需要过多的成本,另外更重要的是油田和气田靠近市场,这对天然气这种具有周期性需求变化的能源尤为重要。

枯竭的油田和气田就是天然气最天然的“容器”。油气田本身的良好的储层和圈闭地质特征,不必担心注入的天然气泄露。另外天然气本身就是油气田的产品,与这些地质条件有很好的相容性,不会造成额外的环境负担。

不过你一定会感到奇怪,花了那么多成本将油和天然气开采出来,为什么有要回注到地下?实际上大可不必担心,因为天然气的采收率本身就原高于原油,因为气体的流动性要原高于液体。天然气在油田中多以伴生气形式存在,是最容易开采的,在早期天然气被当做副产品直接烧掉。

这种方式为了保持地层压力,需要至少注入储层容积50%的天然气作为基础气或工作气(以保证剩余天然气能够顺利提取),也就是说实际正常一次性提取中只提取其中的50%。该种方式注入-提取天然气周期300到400天。

天然气存储方式

储存在地下含水层中

含水地层如果其上方存在有不透水盖层,那么该含水层就是天然的天然气存储容器。因为水本身就是天然的隔水材料。

盖层+水层本身就类似于开发末期的常规油田,常规油田在开发末期地层含水率急剧上升,通常会高达95%以上。所以盖层+水层本身就类似于真实的油田特征,用于存储天然气当然再合适不过。

不过这种存储方式前期需要大量的天然气作为工作气来保持地层压力,同时需要不断地监测注入性能。通常在有自由流动水层情况下天然气的注入性能较好。

这种方式需要修建地面管线设施。需要提前注入容积50%-80%的天然气作为工作气,维持地层压力。一次性正常提取20%-50%的天然气,注入-提取天然气周期300到400天。

储存在盐洞中

这里的盐洞是依据盐岩层的地质特征人工修建而成。盐岩层形成于海相盆地,是由氯化钠。氯化钙和其它卤素化合物水分蒸发而形成的地层,该类地层具有很强的塑形和隔水性。

在油气的勘探过程中,盐层形成的盐丘是主要关注的对象,因为盐丘的地质特征有利于形成油气藏圈闭。

盐洞存储天然气示意图

盐洞的修建就是依据盐丘地质形态。该种方式有极高的天然气注入-提取速率,也就意味着觉有很高的注入-提取循环次数。相同时间该存储方式更灵活,更能满足天然气高峰需求。

当然缺点是成本高,远高于前两种方式,不过由于其相对较高的注入-提取循环次数,利用率高,因此成本也可以接受。如美国的墨西哥湾盐岩层是其最重要的天然气存储设施。

盐丘

需要提前注入容积20%-30%的天然气作为工作气,维持地层压力。一次性正常提取70%-80%的天然气,注入-提取天然气周期30到60天。

结语

天然气的储存方式主要有三种:储存在已经枯竭的油田和气田中、储存在地下含水层中和储存在盐洞中。

三种方式实际上都是在使用或者模拟天然气的真实赋存地质条件,三种方式都需要提前注入大量的天然气作为工作气,这部分气体正常方式下无法提取。

液化天然气(LNG)是以类似原油的油罐形式储存的,不同的是,这个容器能够承受更大的压力以维持天然气的液态的形式。

 

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