地下儲氣井在天然氣加氣站的應用

1　概述

CNG技術在各地被廣泛應用，由此帶動CNG加氣站大量建設和運營。加氣站的高壓儲氣系統，早期國內外一般采取地面儲氣瓶或儲氣罐的方式儲存壓縮天然氣，由于儲存壓力高(達25MPa)，且安放在地面上，安全問題引起人們的普遍擔憂。

CNG地下高壓儲氣井是近年來迅速發展起來的一種全新的儲氣方式，是我國幾十年石油天然氣工業開采技術的成功經驗與新興技術的完美結合。目前，該技術已列入石油天然氣行業標準《高壓氣地下儲氣井》(SY／T6535--2021)中。經過逾10年的開發研究和應用，目前已基本趨于成熟完善，其安全性高等顯著優點受到CNG汽車加氣站建設單位和消防安全管理部門的廣泛關注和認可。目前，全國已有逾300座CNG加氣站應用此方法，地下儲氣井的保有量已逾l000口。

2　高壓氣地下儲氣井的特點及技術指標

通過鉆井工藝建造的地下儲氣井，將CNG在地下100-250m深處，徹底杜絕了地面的隱患，具有安全性高、占地面積小、設備布局美觀等特點，現已成為國內CNG加氣站首選儲氣方式

①特點

泄漏隱患點大為減少，加氣站安全可靠性提高，便于操作，使用方便，免維護；不受環境影響，抗靜電，抗雷電；每口井占地面積≤1m。，運行成本低；排水徹底，消除積水造成的設備腐蝕因素，杜絕惡性事故發生，事故影響范圍小。

②主要技術指標

井管(TP8OCQJ儲氣井專用套管)外徑：177．8～244．5mm；單井容積：l一10m3；井深：100～250m；額定壓力：25MPa；儲存介質：符合國標《車用壓縮天然氣》(GB18047--2021)規定的天然氣。

③常見地F儲氣井型號與參數

國內常見地下儲氣井型號與參數見表1。

表1

常見地下儲氣井型號與參數

加氣站規模

／(m·d1)

儲氣井型號

儲氣井數

／口

額定壓力

／MPa

平深井深

/M

井管外徑

/MM

井管鋼級

單井容積

儲氣井

總容積

ooo

CQJ3—25

150

177

TPSOCQJ

3.0

12.0

000

CQj3—25

160

177

TPSOCQJ

16.0

ooo

CQJ6—25

150

244.5

TP80CQJ

0

0

3　地下儲氣井關鍵技術

地下儲氣井關鍵技術在于井筒的固定技術。儲氣井建造過程包括鉆井、下井筒及其套管、上套管封頭、下水泥漿小管至井底、配水泥漿并通過泥漿泵和水泥漿小管將水泥漿自井底注入至溢出地面，凝固。

目前較為先進的固井技術采用的是水泥漿自下而上灌注工藝，水泥漿將整個井筒外壁包覆并與井壁緊固成一體，以使井筒固定穩定、可靠，提高井筒的強度、耐腐蝕性和儲氣的安全性，延長其使用壽命，降低維護工作量。該技術具有如下特點：固井工藝先進、可靠；水泥緊固層密度高，井筒與井壁一體性好；固定性和防腐性均佳，可有效提高井筒的強度和壽命；高壓氣儲存安全、可靠，日常維護保養工作量小。它克服了傳統固井方式井筒穩定性差、易腐蝕、使用壽命短且儲氣安全性差、維護保養工作量大等缺陷。