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文檔簡介
石油儲備儲油儲氣技術(shù)方案一、石油儲備儲油儲氣技術(shù)方案概述
石油儲備作為保障能源安全的重要組成部分,其儲油儲氣技術(shù)的選擇與實(shí)施直接關(guān)系到儲備效率、成本控制和長期穩(wěn)定性。本方案旨在系統(tǒng)闡述石油儲備中儲油和儲氣技術(shù)的關(guān)鍵要素、實(shí)施流程及注意事項(xiàng),為相關(guān)工程提供技術(shù)參考。
二、儲油技術(shù)方案
(一)儲油設(shè)施類型
1.地下儲油庫
(1)鹽穴儲油:利用地下鹽層構(gòu)造建造儲油空間,具有良好的密封性和承壓能力。
(2)構(gòu)造儲油:依托天然地質(zhì)構(gòu)造(如斷層、背斜)進(jìn)行改造或新建儲油庫。
(3)彎曲淤泥層儲油:在特定地質(zhì)條件下,利用淤泥層建造儲油設(shè)施。
2.地上儲油設(shè)施
(1)油罐儲油:采用鋼制或混凝土油罐,適用于短期儲備和轉(zhuǎn)運(yùn)。
(2)埋地儲油罐:將油罐埋入地下,降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和占地面積。
(二)儲油工藝流程
1.儲油前準(zhǔn)備
(1)儲油設(shè)施檢漏:使用氣密性測試儀檢測儲油設(shè)施是否存在泄漏。
(2)儲油環(huán)境檢測:檢測儲油設(shè)施周圍的土壤、水體等環(huán)境參數(shù)。
2.儲油操作步驟
(1)注油前準(zhǔn)備:確認(rèn)注油管路、泵等設(shè)備狀態(tài)正常,并進(jìn)行預(yù)熱。
(2)分階段注油:根據(jù)儲油設(shè)施容量和注油速率,分批次完成注油。
(3)壓力控制:在注油過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測儲油設(shè)施壓力,確保不超過設(shè)計(jì)極限。
3.儲油維護(hù)管理
(1)定期檢漏:每年至少進(jìn)行一次全面檢漏,發(fā)現(xiàn)泄漏及時(shí)修復(fù)。
(2)油品質(zhì)量檢測:定期取樣檢測油品質(zhì)量,確保儲存安全性。
三、儲氣技術(shù)方案
(一)儲氣設(shè)施類型
1.地下儲氣庫
(1)鹽穴儲氣:利用鹽層構(gòu)造建造儲氣空間,適用于大規(guī)模長期儲存。
(2)構(gòu)造儲氣:依托天然地質(zhì)構(gòu)造(如斷層、穹窿)進(jìn)行改造或新建儲氣庫。
(3)致密砂巖儲氣:利用具有吸附能力的致密砂巖層進(jìn)行儲氣。
2.地上儲氣設(shè)施
(1)壓縮天然氣(CNG)儲罐:采用高壓鋼制儲罐,適用于中小規(guī)模儲備。
(2)液化天然氣(LNG)儲罐:采用低溫絕熱儲罐,適用于液化天然氣儲存。
(二)儲氣工藝流程
1.儲氣前準(zhǔn)備
(1)儲氣設(shè)施檢漏:使用氣體檢測儀檢測儲氣設(shè)施是否存在泄漏。
(2)儲氣環(huán)境檢測:檢測儲氣設(shè)施周圍的土壤、水體等環(huán)境參數(shù)。
2.儲氣操作步驟
(1)壓縮天然氣儲存:將天然氣壓縮至高壓后注入儲罐。
(2)液化天然氣儲存:將天然氣液化后注入低溫儲罐。
(3)壓力控制:在儲氣過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測儲氣設(shè)施壓力,確保不超過設(shè)計(jì)極限。
3.儲氣維護(hù)管理
(1)定期檢漏:每年至少進(jìn)行一次全面檢漏,發(fā)現(xiàn)泄漏及時(shí)修復(fù)。
(2)氣體質(zhì)量檢測:定期取樣檢測氣體質(zhì)量,確保儲存安全性。
四、技術(shù)方案實(shí)施要點(diǎn)
(一)安全措施
1.防泄漏措施
(1)采用高密度密封材料,減少接口泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
(2)設(shè)置泄漏監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)時(shí)檢測儲油儲氣設(shè)施泄漏情況。
2.防火防爆措施
(1)設(shè)置防爆電氣設(shè)備,防止電氣火花引發(fā)爆炸。
(2)配備消防系統(tǒng),確?;馂?zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)撲滅。
(二)經(jīng)濟(jì)性分析
1.投資成本
(1)地下儲油儲氣庫:前期投資較高,但長期運(yùn)行成本較低。
(2)地上儲油設(shè)施:前期投資較低,但長期運(yùn)行成本較高。
2.運(yùn)營成本
(1)儲油儲氣設(shè)施維護(hù)成本:定期檢漏、設(shè)備更換等費(fèi)用。
(2)能源消耗成本:注油、壓縮、液化等過程中的能源消耗費(fèi)用。
(三)環(huán)境影響評估
1.土壤保護(hù)
(1)采用雙層防滲系統(tǒng),防止油品或氣體滲漏污染土壤。
(2)定期檢測土壤環(huán)境參數(shù),確保土壤安全。
2.水體保護(hù)
(1)設(shè)置地下水監(jiān)測井,實(shí)時(shí)監(jiān)測地下水水質(zhì)變化。
(2)采取隔離措施,防止油品或氣體污染地下水。
**二、儲油技術(shù)方案**
(一)儲油設(shè)施類型
1.地下儲油庫
(1)**鹽穴儲油**
***技術(shù)原理:**利用地下鹽礦層(厚度通常大于50米)通過水溶法開采出溶腔,經(jīng)過嚴(yán)格的安全評估和改造后,作為儲油空間使用。鹽層的低滲透性和自封性提供了天然的密封屏障。
***實(shí)施步驟:**
1.**地質(zhì)勘探與選址:**對潛在鹽礦區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)地質(zhì)勘查,評估鹽層厚度、純度、埋深、構(gòu)造穩(wěn)定性及水文地質(zhì)條件,確定最佳儲油庫場址。
2.**溶腔準(zhǔn)備:**采用水溶法開采,通過注入高壓水溶解鹽巖,形成所需的溶腔。需精確控制溶解范圍和形態(tài),確保溶腔規(guī)整,并預(yù)留足夠的安全距離。溶腔形成后,需進(jìn)行清腔和干燥處理。
3.**安全評估與加固:**對溶腔的頂板、底板和圍巖進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性評估。必要時(shí),在腔體壁或頂板進(jìn)行水泥漿等注漿加固,提高其承壓能力和防滲性能,形成“人造地質(zhì)屏障”。
4.**進(jìn)出管路系統(tǒng)建設(shè):**設(shè)計(jì)并建造從地面到溶腔的注油管和采油管,包括垂直井筒和必要的集輸管道。管路系統(tǒng)需具備耐高壓、耐腐蝕的特性,并設(shè)置必要的閥門、計(jì)量設(shè)備和安全防護(hù)裝置(如防噴器)。
5.**密封系統(tǒng)構(gòu)建:**在管路穿越鹽巖蓋層進(jìn)入溶腔的部位,以及溶腔頂部,設(shè)置多重密封屏障,如水泥塞、特殊密封材料(如彈性體)等,確保油品不泄漏到外部環(huán)境。進(jìn)行嚴(yán)格的氣密性測試。
6.**配套設(shè)施建設(shè):**建設(shè)地面上的集散系統(tǒng)、泵站、壓縮站(用于注入氮?dú)獾缺簹怏w)、計(jì)量站、消防系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人員操作維護(hù)中心等。
***優(yōu)點(diǎn):**儲量大(可達(dá)千萬噸級甚至上億噸)、隱蔽性好、安全性高、運(yùn)行成本相對較低、土地占用少。
***缺點(diǎn):**前期勘探開發(fā)投入高、建設(shè)周期長、對地質(zhì)條件要求苛刻、需進(jìn)行長期安全監(jiān)測。
(2)**構(gòu)造儲油**
***技術(shù)原理:**利用天然形成的有利于油氣儲存的地質(zhì)構(gòu)造,如背斜、斷層、巖溶、地層不整合等,對其進(jìn)行評價(jià)、改造或直接利用,在其內(nèi)部圈閉中儲存石油。
***實(shí)施步驟:**
1.**地質(zhì)評價(jià)與選場:**對潛在儲油構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)的地震勘探、鉆井、測井等評價(jià)工作,確定其儲層物性、含油飽和度、圈閉規(guī)模、密封性及埋深等,選擇合適的場址。
2.**儲層改造(如有必要):**對于天然封閉性較差的儲層,可能需要進(jìn)行改造,如水力壓裂、酸化等手段,以改善儲層的滲透性或提高采收率。
3.**井筒系統(tǒng)建設(shè):**完成生產(chǎn)井、注水井(或注入保壓氣體井)等井筒的鉆探、完井和測試工作。安裝必要的井口裝置,包括防噴器、采油樹或注采設(shè)備。
4.**管路集輸系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)從井口到儲油區(qū)的集油管、輸油管,以及必要的加熱爐、計(jì)量站、清管設(shè)備等。對于大型儲油場,可能需要建設(shè)專門的集輸和處理站。
5.**壓力與溫度管理:**根據(jù)儲層原始狀況和油品性質(zhì),確定注油壓力和溫度,防止原油在儲存過程中發(fā)生凝固或蠟析出??赡苄枰⑷氲?dú)獾榷栊詺怏w進(jìn)行保壓,維持儲層壓力。
6.**安全監(jiān)測與防護(hù):**建立完善的壓力、溫度、液位、氣體組分等參數(shù)的在線監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)置防火、防爆、防泄漏的安全設(shè)施和應(yīng)急預(yù)案。
***優(yōu)點(diǎn):**利用天然圈閉,建設(shè)周期相對較短,部分場址可能已具備一定的開發(fā)基礎(chǔ)。
***缺點(diǎn):**儲量規(guī)模和穩(wěn)定性受地質(zhì)條件限制,可能存在天然泄漏風(fēng)險(xiǎn),對地質(zhì)評價(jià)精度要求高,部分構(gòu)造的封閉性可能隨時(shí)間推移而變差。
(3)**彎曲淤泥層儲油**
***技術(shù)原理:**利用地下具有高塑性、低滲透性的淤泥層(如泥巖)作為天然屏障,在其上方或內(nèi)部形成封閉的儲油腔。通常通過注水溶解下伏可溶性巖石(如鹽巖、石灰?guī)r)來形成儲腔,或直接利用淤泥層的分隔能力。
***實(shí)施步驟:**
1.**特殊地質(zhì)條件勘察:**需要精確查明淤泥層的厚度、連續(xù)性、均勻性、力學(xué)性能和防滲特性。
2.**儲腔形成(如適用):**如果是溶解法,需在淤泥層下方選擇合適的可溶性巖石進(jìn)行溶解。
3.**腔體與圍巖密封:**確保儲腔頂部和側(cè)面的淤泥層完好無損,或在溶解法中,確保溶解形成的腔體與周圍巖石及上覆淤泥層形成有效密封??赡苄枰M(jìn)行注漿加固。
4.**進(jìn)出系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)符合特殊地質(zhì)條件的進(jìn)出管路系統(tǒng),并特別注意穿越淤泥層的密封處理。
5.**長期穩(wěn)定性監(jiān)測:**由于涉及特殊地質(zhì)介質(zhì),需要加強(qiáng)長期的地應(yīng)力、滲流、沉降等監(jiān)測。
***優(yōu)點(diǎn):**可利用特定地區(qū)的特殊地質(zhì)條件,可能建設(shè)成本相對較低。
***缺點(diǎn):**地質(zhì)條件要求非常特殊,適用范圍有限,長期密封性和穩(wěn)定性需重點(diǎn)保障,技術(shù)成熟度相對較低。
2.地上儲油設(shè)施
(1)**油罐儲油**
***技術(shù)原理:**將儲油罐建造在地面上,通過罐體本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來承受儲存油品的重量和壓力。是目前應(yīng)用最廣泛的儲油方式之一。
***實(shí)施步驟:**
1.**場地選擇與平整:**選擇地勢平坦、開闊、交通便利的場地。進(jìn)行場地平整和基礎(chǔ)建設(shè)。
2.**儲罐設(shè)計(jì)與建造:**
***罐型選擇:**常見有立式圓柱形(內(nèi)壁焊縫罐、浮頂罐、內(nèi)浮頂罐)、臥式罐等。浮頂罐和內(nèi)浮頂罐能有效減少蒸發(fā)損耗。根據(jù)儲存量、油品性質(zhì)選擇合適的罐型和尺寸。
***材料選擇:**主要采用碳鋼或不銹鋼制造。根據(jù)油品腐蝕性選擇合適的防腐涂層(如環(huán)氧煤瀝青、聚氨酯等)。
***建造施工:**嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范進(jìn)行鋼板卷制、焊接、防腐、附件安裝(人孔、儀表接口、進(jìn)出油口、呼吸閥、安全閥、接地裝置等)。
3.**附件系統(tǒng)安裝:**安裝進(jìn)出油管道、加熱管道、呼吸管道、消防冷卻系統(tǒng)、防雷防靜電系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、圍堰(消防事故時(shí)用于收集泄漏油品)等。
4.**系統(tǒng)測試與驗(yàn)收:**完工后進(jìn)行焊縫無損檢測、氣密性試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)、電氣安全測試、消防系統(tǒng)測試等,確保符合安全規(guī)范要求后投入運(yùn)行。
***優(yōu)點(diǎn):**建設(shè)周期短、投資相對較低、操作管理方便、維修檢查容易。
***缺點(diǎn):**占地面積大、易受天氣影響(如蒸發(fā)損耗)、易受外部環(huán)境威脅(如火災(zāi)、泄漏污染)、安全性相對地下儲油較低。
(2)**埋地儲油罐**
***技術(shù)原理:**將儲油罐埋入地下一定深度,僅露出必要的進(jìn)出油口和操作設(shè)備。利用土壤覆蓋提供一定的保溫、防腐蝕和防火保護(hù)。
***實(shí)施步驟:**
1.**場地選擇與勘察:**選擇地質(zhì)條件適宜、土壤腐蝕性較低的場地??辈斓叵滤?、土壤類型等。
2.**基坑開挖與處理:**按照儲罐尺寸開挖基坑,對基坑底部和壁面進(jìn)行防水處理(如鋪設(shè)防滲層)。
3.**儲罐安裝與焊接:**將預(yù)制好的儲罐(通常為臥式罐)吊入基坑,進(jìn)行底部焊接和罐體組裝。焊接需在干燥環(huán)境下進(jìn)行,確保質(zhì)量。
4.**罐體防腐與密封:**對罐體外部和內(nèi)部進(jìn)行防腐處理。完成罐體與基坑的密封連接,確保土壤與罐體之間的間隙被密封材料填充。
5.**進(jìn)出管路系統(tǒng)敷設(shè):**在地面安裝進(jìn)出油閥門、計(jì)量設(shè)備等,并將管道向下敷設(shè)至埋地罐的接口處,確保管道與罐體連接處的密封。
6.**回填與覆土:**對基坑進(jìn)行分層回填,并按要求覆土,形成與地面齊平或略高的土堆,覆蓋呼吸閥等設(shè)施。
7.**安全防護(hù)設(shè)施建設(shè):**建設(shè)必要的圍堰、防雷接地系統(tǒng)、土壤電阻率監(jiān)測點(diǎn)、應(yīng)急監(jiān)測井等。
8.**系統(tǒng)測試與驗(yàn)收:**進(jìn)行氣密性測試、滲漏測試、電氣安全測試等,合格后投入運(yùn)行。
***優(yōu)點(diǎn):**占地面積小、減少地面蒸發(fā)損耗、降低外部環(huán)境威脅、具有一定的防火防爆性能。
***缺點(diǎn):**施工相對復(fù)雜、維修檢查不便、易受土壤腐蝕和地下水位影響、長期運(yùn)行需關(guān)注土壤滲透性問題。
(二)儲油工藝流程
1.**儲油前準(zhǔn)備**
***儲油設(shè)施檢漏:**
*(1)**目的:**確保儲油罐、管道、閥門、密封點(diǎn)等在整個(gè)系統(tǒng)投用前無泄漏,防止油品損失和環(huán)境污染。
*(2)**方法:**常用方法包括真空測試、氣密性測試(正壓或負(fù)壓)、超聲波檢漏、氦質(zhì)譜檢漏(精度高,適用于精密密封面)等。根據(jù)設(shè)施規(guī)模和精度要求選擇合適的方法。
*(3)**步驟:**首先對系統(tǒng)進(jìn)行吹掃置換(用氮?dú)饣蚋稍锟諝猓_(dá)到檢漏條件后,施加測試壓力,觀察液位、壓力變化,檢查聲音,使用檢漏儀器掃描可疑區(qū)域。
***儲油環(huán)境檢測:**
*(1)**目的:**評估儲油場地的土壤、地下水、空氣質(zhì)量等是否符合儲存油品的要求,并作為長期監(jiān)測的基線數(shù)據(jù)。
*(2)**內(nèi)容:**包括土壤的pH值、含水量、有機(jī)質(zhì)含量、石油烴類指標(biāo);地下水的化學(xué)成分、石油類含量;周圍空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)濃度等。
*(3)**方法:**采集土壤樣品、水樣、空氣樣品,送至專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)分析。
2.**儲油操作步驟**
***注油前準(zhǔn)備:**
*(1)**確認(rèn)設(shè)備狀態(tài):**檢查所有注油泵、管道、閥門、過濾器、加熱爐、計(jì)量設(shè)備等是否處于良好工作狀態(tài),無故障。
*(2)**油品核對:**核對即將注入的油品類型、來源、質(zhì)量指標(biāo)(如密度、粘度、水分、雜質(zhì)等)是否與儲油要求一致。
*(3)**管線預(yù)熱(如需要):**對于粘度較高的油品或冬季儲存,需對進(jìn)出油管線進(jìn)行預(yù)熱,防止油品在管壁上凝固或粘附,影響流量和造成堵塞。常用氮?dú)饣蛘羝M(jìn)行預(yù)熱。
*(4)**安全檢查:**確認(rèn)現(xiàn)場消防器材齊全有效,防雷防靜電措施到位,操作人員持證上崗,安全規(guī)程已宣貫。
***分階段注油:**
*(1)**目的:**避免一次性大量注油可能對儲油設(shè)施造成的沖擊應(yīng)力,便于實(shí)時(shí)監(jiān)控,防止操作失誤。
*(2)**方法:**根據(jù)儲油設(shè)施的容量、設(shè)計(jì)注油速率、油品性質(zhì)和設(shè)備能力,將注油過程劃分為若干個(gè)階段。例如,可以先注入總量的30%,穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后,再分批注入其余部分。
*(3)**實(shí)施:**嚴(yán)格按照預(yù)定速率和計(jì)劃進(jìn)行注油,實(shí)時(shí)監(jiān)測儲油設(shè)施的壓力、溫度、液位等參數(shù)。
***壓力控制:**
*(1)**目標(biāo):**維持儲油設(shè)施內(nèi)的壓力穩(wěn)定在安全操作范圍內(nèi),既不能過高導(dǎo)致設(shè)備損壞,也不能過低(對于地上罐)導(dǎo)致油品大量蒸發(fā)。
*(2)**方法:**對于地下儲油庫,通常通過注入惰性氣體(如氮?dú)猓﹣砭S持儲腔壓力,使其略高于外部地應(yīng)力,防止油品泄漏。對于地上罐,依靠呼吸閥自動調(diào)節(jié),或根據(jù)需要啟動/停止氮?dú)庋a(bǔ)充/放空系統(tǒng)。
*(3)**監(jiān)測與調(diào)整:**實(shí)時(shí)監(jiān)測儲油設(shè)施壓力,根據(jù)壓力變化趨勢和油品性質(zhì)(如溫度影響體積),適時(shí)調(diào)整氮?dú)庾⑷肓炕蚝粑y狀態(tài)。
3.**儲油維護(hù)管理**
***定期檢漏:**
*(1)**頻率:**根據(jù)設(shè)施類型、材質(zhì)、使用年限、操作環(huán)境等因素確定檢漏周期。例如,新建設(shè)施投用后1-2年內(nèi)可能需要更頻繁的檢漏,之后可適當(dāng)延長周期(如每年一次或每兩年一次)。
*(2)**重點(diǎn)部位:**重點(diǎn)檢查焊縫、法蘭連接處、閥門填料、人孔蓋、呼吸閥、安全閥等易泄漏點(diǎn)。
*(3)**方法:**同儲油前檢漏方法,可采用人工檢查、超聲波檢漏、紅外熱成像等技術(shù)。
***油品質(zhì)量檢測:**
*(1)**目的:**監(jiān)控儲存過程中油品質(zhì)量的變化,及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能的問題(如氧化、水污染、微生物滋生、摻混等),確保油品在需要使用時(shí)符合要求。
*(2)**檢測項(xiàng)目:**常見的檢測項(xiàng)目包括水分、雜質(zhì)、運(yùn)動粘度、密度、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)、酸值、水分和沉淀物、飽和蒸氣壓等。
*(3)**頻率與取樣:**定期(如每月、每季度或每年)從儲存設(shè)施的不同位置(如頂部、中部、底部)取油樣進(jìn)行檢測。對于大型儲罐,應(yīng)采用合適的取樣器確保樣品代表性。
***設(shè)施檢查與維護(hù):**
*(1)**外觀檢查:**定期目視檢查罐體、管道、設(shè)備有無變形、銹蝕、裂紋、滲漏等異?,F(xiàn)象。
*(2)**儀表校驗(yàn):**定期對液位計(jì)、壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)、安全閥等計(jì)量和監(jiān)測儀表進(jìn)行校準(zhǔn),確保讀數(shù)準(zhǔn)確。
*(3)**防腐維護(hù):**對地上設(shè)施的外部防腐層進(jìn)行檢查和修復(fù)。對埋地設(shè)施的土壤環(huán)境(如pH值、腐蝕性)進(jìn)行監(jiān)測,必要時(shí)采取措施。
*(4)**應(yīng)急設(shè)備維護(hù):**定期檢查消防系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)案相關(guān)物資(如圍堵材料、防護(hù)服、檢測儀器)的有效性。
**三、儲氣技術(shù)方案**
(一)儲氣設(shè)施類型
1.地下儲氣庫
(1)**鹽穴儲氣:**(技術(shù)原理、實(shí)施步驟、優(yōu)缺點(diǎn)與二(一)(1)類似,但側(cè)重于儲存天然氣。)
***優(yōu)點(diǎn):**儲量大、適應(yīng)性強(qiáng)(可儲NG、CNG、LNG等)、調(diào)峰能力強(qiáng)、運(yùn)行成本相對較低。
***缺點(diǎn):**前期投入高、建設(shè)周期長、對地質(zhì)條件要求高、需長期安全監(jiān)測。
(2)**構(gòu)造儲氣:**(技術(shù)原理、實(shí)施步驟、優(yōu)缺點(diǎn)與二(一)(2)類似,但側(cè)重于儲存天然氣。)
***優(yōu)點(diǎn):**可利用現(xiàn)有油氣田設(shè)施、建設(shè)周期相對較短(若依托現(xiàn)有油田)。
***缺點(diǎn):**儲量規(guī)模和穩(wěn)定性受地質(zhì)條件限制,可能存在天然氣泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
(3)**致密砂巖儲氣:**(技術(shù)原理:利用天然具有微孔隙和微裂縫且滲透性極低的砂巖儲層,通過注入流體(水、氣)改造儲層滲透性,再注入天然氣。)
***實(shí)施步驟:**
1.**地質(zhì)評價(jià)與選場:**尋找具有合適物性(孔隙度、滲透率、厚度、埋深、圈閉條件)、地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、承壓能力適宜的致密砂巖層。
2.**儲層改造(壓裂/水力壓裂):**通過鉆探注入井,向目標(biāo)儲層注入高壓液體(通常為水,可攜帶砂子作為支撐劑),在儲層中形成裂縫網(wǎng)絡(luò),提高儲層的滲透性,為天然氣注入和儲存創(chuàng)造通道。
3.**注入與儲藏:**在改造后的儲層上鉆生產(chǎn)井,注入天然氣。通過壓力控制保持儲層壓力,實(shí)現(xiàn)天然氣儲存。
4.**保壓措施:**可能需要注入氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w進(jìn)行保壓,或采用水驅(qū)保壓等方式。
5.**進(jìn)出管路系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)地面到儲層的注入管和采氣管,以及相關(guān)的計(jì)量、壓縮(如需)等設(shè)施。
***優(yōu)點(diǎn):**可利用常規(guī)油氣藏工程技術(shù),技術(shù)相對成熟。
***缺點(diǎn):**儲層改造成本高、改造效果存在不確定性、儲層滲透性提升有限,可能需要長期維持壓力。
2.地上儲氣設(shè)施
(1)**壓縮天然氣(CNG)儲罐:**
***技術(shù)原理:**將天然氣在常溫常壓下壓縮到較高壓力(通常為20-25MPa)后儲存于高壓氣罐中。
***實(shí)施步驟:**
1.**場地選擇與建設(shè):**選擇開闊、通風(fēng)良好、符合消防規(guī)范要求的場地。建設(shè)儲罐間、壓縮站、計(jì)量間、控制室等。
2.**儲罐選擇與建造:**選擇符合高壓氣瓶標(biāo)準(zhǔn)的鋼制圓筒形或臥式儲罐。采用先進(jìn)焊接技術(shù)和嚴(yán)格的質(zhì)量控制進(jìn)行制造。
3.**壓縮機(jī)組安裝:**安裝多級壓縮機(jī)、冷卻器、緩沖罐、油水分離器等壓縮設(shè)備,形成完整的壓縮系統(tǒng)。
4.**管路系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)天然氣進(jìn)氣、壓縮、冷卻、計(jì)量、儲存、輸出等各環(huán)節(jié)的管道,以及閥門、安全閥、壓力釋放裝置等。
5.**安全防護(hù)系統(tǒng)建設(shè):**安裝可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)、防爆電氣設(shè)備、消防滅火系統(tǒng)、防雷防靜電系統(tǒng)、緊急切斷系統(tǒng)等。
6.**系統(tǒng)調(diào)試與測試:**對壓縮機(jī)組、儲罐、管路系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試,進(jìn)行壓力測試、氣密性測試、安全系統(tǒng)聯(lián)動測試等。
***優(yōu)點(diǎn):**投資相對較低、技術(shù)成熟、運(yùn)行維護(hù)相對簡單。
***缺點(diǎn):**壓縮比高,能量損失較大,單位儲存體積成本相對較高,儲罐承壓風(fēng)險(xiǎn)大。
(2)**液化天然氣(LNG)儲罐:**(技術(shù)原理:將天然氣在極低溫下(-162℃)液化(體積縮小約600倍)后儲存于低溫絕熱儲罐中。)
***實(shí)施步驟:**
1.**場地選擇與建設(shè):**場地需滿足保溫要求,并考慮低溫設(shè)備的特殊安裝要求。建設(shè)LNG接收站,包括卸料區(qū)、氣化區(qū)、儲存區(qū)、氣化站、泵房、控制室、輔助設(shè)施等。
2.**低溫液化設(shè)備安裝:**安裝天然氣凈化設(shè)備(去除雜質(zhì))、壓縮機(jī)、換熱器、低溫膨脹機(jī)(用于制冷)、低溫儲罐等。
3.**低溫儲罐安裝:**安裝大型低溫絕熱儲罐(如全包容式、半包容式)。儲罐需采用高效的絕熱技術(shù)(如真空多層絕熱)和可靠的密封結(jié)構(gòu)。
4.**管路系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)天然氣進(jìn)氣、液化、冷卻、儲存、蒸發(fā)氣(BOG)處理、LNG外輸?shù)裙艿?,以及閥門、溫度傳感器、液位計(jì)等。
5.**氣化與BOG處理系統(tǒng)建設(shè):**安裝氣化器(用于將LNG氣化成天然氣供應(yīng)用戶或管網(wǎng))和BOG處理系統(tǒng)(用于回收蒸發(fā)氣,可重新液化或作為燃料)。
6.**安全防護(hù)系統(tǒng)建設(shè):**安裝可燃?xì)怏w檢測、低溫輻射防護(hù)、人員防護(hù)裝置、消防系統(tǒng)、應(yīng)急冷卻系統(tǒng)、緊急切斷系統(tǒng)等。
7.**系統(tǒng)調(diào)試與測試:**進(jìn)行冷負(fù)荷測試、系統(tǒng)氣密性測試、氣化效率測試、安全系統(tǒng)測試等。
***優(yōu)點(diǎn):**單位體積儲存能力極高,運(yùn)輸成本相對較低(管道運(yùn)輸)。
***缺點(diǎn):**投資巨大、技術(shù)要求高、需要特殊的低溫設(shè)備和絕熱技術(shù)、運(yùn)行成本(主要是制冷能耗)高、安全風(fēng)險(xiǎn)(低溫、易燃易爆)高。
(二)儲氣工藝流程
1.**儲氣前準(zhǔn)備**
***儲氣設(shè)施檢漏:**
*(1)**目的:**確保儲氣罐、管道、閥門、密封點(diǎn)等在整個(gè)系統(tǒng)投用前無泄漏,防止天然氣損失和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
*(2)**方法:**對于高壓CNG系統(tǒng),常用氣密性測試。對于LNG系統(tǒng),由于低溫和真空絕熱,檢漏方法需特別考慮,如氦質(zhì)譜檢漏(適用于金屬部件焊縫和密封面)、真空度測試等。
*(3)**步驟:**對系統(tǒng)進(jìn)行吹掃(CNG可用干燥空氣或氮?dú)猓琇NG需用氮?dú)猓?。達(dá)到檢漏條件后,施加測試壓力(CNG按設(shè)計(jì)壓力,LNG按絕熱真空度要求),使用檢漏儀器進(jìn)行檢測。
***儲氣環(huán)境檢測:**
*(1)**目的:**評估儲氣場地的土壤、地下水、空氣質(zhì)量等是否符合儲存天然氣的要求,并作為長期監(jiān)測的基線數(shù)據(jù)。
*(2)**內(nèi)容:**包括土壤的腐蝕性、地下水化學(xué)成分;空氣中的甲烷、乙烷等烴類氣體濃度、氧氣含量等。
*(3)**方法:**采集土壤樣品、水樣、空氣樣品,送至專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行成分分析。
2.**儲氣操作步驟**
***CNG儲存操作:**
*(1)**壓縮與注入:**天然氣經(jīng)凈化后,進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行多級壓縮,達(dá)到設(shè)定壓力后,通過計(jì)量站計(jì)量,注入CNG儲罐。需嚴(yán)格控制壓縮過程參數(shù),防止超壓或超溫。
*(2)**壓力控制:**通過呼吸閥自動調(diào)節(jié)或啟動/停止氮?dú)庋a(bǔ)充/放空系統(tǒng),維持儲罐壓力穩(wěn)定在安全操作范圍內(nèi)。實(shí)時(shí)監(jiān)測壓力、溫度、液位。
*(3)**采氣與輸出:**當(dāng)需要使用天然氣時(shí),從儲罐中按需采氣,通過計(jì)量后輸出。采氣過程需控制流量和壓力,防止儲罐壓力過低。
***LNG儲存操作:**
*(1)**天然氣液化:**天然氣經(jīng)凈化、脫水、脫碳后,進(jìn)入液化裝置,通過換熱和膨脹制冷達(dá)到液化溫度(-162℃),成為LNG,進(jìn)入低溫儲罐儲存。
*(2)**LNG儲存:**LNG在低溫絕熱儲罐中儲存。通過液位計(jì)監(jiān)測液位,通過溫度傳感器監(jiān)測溫度。系統(tǒng)需保持高度真空,防止大氣進(jìn)入影響絕熱性能。
*(3)**蒸發(fā)氣(BOG)管理:**由于溫度升高或系統(tǒng)補(bǔ)氣,部分LNG會蒸發(fā)成氣態(tài)(BOG)。BOG可被回收重新液化(如果經(jīng)濟(jì)可行),或用于站內(nèi)燃料、發(fā)電等。
*(4)**氣化與輸出:**當(dāng)需要使用天然氣時(shí),從LNG儲罐底部抽取LNG,通過蒸發(fā)器氣化成常溫天然氣,經(jīng)過計(jì)量后輸出。氣化過程需控制流量和溫度。
***壓力與溫度管理:**
*(1)**CNG:**重點(diǎn)監(jiān)控儲罐壓力,防止超壓。監(jiān)控溫度,防止在低溫下發(fā)生液化和蠟析出。
*(2)**LNG:**重點(diǎn)監(jiān)控儲罐真空度、液位、溫度。防止溫度過低凍傷設(shè)備或造成低溫應(yīng)力,防止壓力過高。
3.**儲氣維護(hù)管理**
***定期檢漏:**
*(1)**頻率:**CNG系統(tǒng)可按季度或半年進(jìn)行一次全面檢漏。LNG系統(tǒng)由于真空絕熱和低溫環(huán)境,檢漏周期可適當(dāng)延長,但仍需定期(如每年)進(jìn)行真空度和關(guān)鍵焊縫、密封點(diǎn)的檢漏。
*(2)**方法:**CNG系統(tǒng)可用肥皂水等簡單方法,或?qū)I(yè)檢漏儀。LNG系統(tǒng)多用氦質(zhì)譜檢漏或真空計(jì)讀數(shù)變化監(jiān)測。
***天然氣質(zhì)量檢測:**
*(1)**目的:**監(jiān)控儲存過程中天然氣組分、雜質(zhì)(如水分、硫化物)的變化,確保輸出天然氣符合標(biāo)準(zhǔn)。
*(2)**檢測項(xiàng)目:**甲烷含量、乙烷+丙烷+丁烷含量、氮?dú)夂俊⒍趸己?、硫化氫含量、水分(露點(diǎn))、總硫含量等。
*(3)**頻率與取樣:**定期(如每月、每季度)從儲罐頂部、中部取樣進(jìn)行檢測。LNG系統(tǒng)需注意取樣點(diǎn)的代表性。
***設(shè)施檢查與維護(hù):**
*(1)**外觀檢查:**定期檢查CNG儲罐、LNG儲罐、管道、閥門、壓縮機(jī)、氣化器等設(shè)備有無變形、銹蝕、裂紋、滲漏等。
*(2)**儀表校驗(yàn):**定期校準(zhǔn)壓力表、溫度計(jì)、液位計(jì)、流量計(jì)、可燃?xì)怏w檢測儀、真空計(jì)等。
*(3)**CNG系統(tǒng)維護(hù):**檢查安全閥、呼吸閥、放空系統(tǒng)、防雷防靜電系統(tǒng)。定期對壓縮機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)。
*(4)**LNG系統(tǒng)維護(hù):**檢查絕熱層(如需修復(fù))、真空系統(tǒng)、低溫閥門、BOG處理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、應(yīng)急冷卻系統(tǒng)。定期對蒸發(fā)器進(jìn)行維護(hù)。
*(5)**應(yīng)急設(shè)備維護(hù):**定期檢查消防器材、應(yīng)急切斷裝置、人員防護(hù)裝備、應(yīng)急預(yù)案相關(guān)物資。
**四、技術(shù)方案實(shí)施要點(diǎn)**
(一)安全措施
1.**防泄漏措施**
*(1)**材料選擇與密封:**優(yōu)先選用耐腐蝕、高強(qiáng)度、低滲透性的材料。所有連接點(diǎn)、焊縫、法蘭、閥門等部位必須采用高質(zhì)量密封材料,并加強(qiáng)安裝和檢查。對于地下儲氣庫,必須構(gòu)建可靠的人造地質(zhì)屏障。
*(2)**泄漏監(jiān)測系統(tǒng):**在儲油儲氣設(shè)施的罐體、管道、閥門、井口、站場周圍等關(guān)鍵位置安裝可燃?xì)怏w探測器、差壓式泄漏檢測儀、紅外成像儀等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。建立完善的報(bào)警和聯(lián)動處置機(jī)制。
*(3)**圍堵與回收預(yù)案:**儲油儲氣場站必須設(shè)置足夠大的圍堵區(qū)域(如應(yīng)急池、圍堰),用于收集可能發(fā)生的泄漏物。配備專業(yè)的圍堵材料(如吸附棉、圍油欄)和回收設(shè)備(如抽油機(jī)、抽氣機(jī))。
*(4)**定期檢漏:**嚴(yán)格按照規(guī)定周期對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的泄漏檢測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除隱患。
2.**防火防爆措施**
*(1)**防爆電氣設(shè)備:**在所有可能存在爆炸性氣體或粉塵的區(qū)域,必須選用符合相應(yīng)防爆等級的電氣設(shè)備、儀表、照明和線路。
*(2)**防雷防靜電:**對所有儲油儲氣設(shè)施、建筑物、管道等進(jìn)行有效的防雷接地和防靜電接地設(shè)計(jì)、安裝和檢測。定期檢查接地電阻。
*(3)**消防系統(tǒng):**根據(jù)設(shè)施規(guī)模和風(fēng)險(xiǎn)等級,設(shè)置合適的消防設(shè)施,如固定滅火系統(tǒng)(如泡沫滅火系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)、水噴淋系統(tǒng))、移動滅火器材(滅火器、消防栓)、消防水池等。定期進(jìn)行消防演練和系統(tǒng)測試。
*(4)**安全距離與防火分區(qū):**儲油儲氣設(shè)施與其他建筑物、道路、水體等應(yīng)保持足夠的安全距離。必要時(shí)進(jìn)行防火分區(qū),設(shè)置防火墻、防火堤等。
*(5)**靜電消除:**對于液體和氣體在管道輸送、裝卸過程中,采取接地、跨接、增濕、添加抗靜電劑等措施,防止靜電積聚引發(fā)爆炸。
3.**其他安全防護(hù)**
*(1)**人員安全:**操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn),持證上崗。制定嚴(yán)格的安全操作規(guī)程,加強(qiáng)現(xiàn)場安全管理。設(shè)置必要的安全警示標(biāo)識。
*(2)**設(shè)備安全:**定期對儲油儲氣設(shè)施的關(guān)鍵承壓部件(如罐體、管道、閥門、安全閥)進(jìn)行檢測(如超聲波測厚、射線探傷、應(yīng)力檢測),確保其結(jié)構(gòu)完整性。
*(3)**應(yīng)急響應(yīng)能力:**制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案,包括泄漏、火災(zāi)、爆炸、自然災(zāi)害等情況下的處置流程。配備應(yīng)急指揮系統(tǒng)、通信設(shè)備和救援隊(duì)伍。定期組織應(yīng)急演練。
(二)經(jīng)濟(jì)性分析
1.**投資成本**
*(1)**場地與建設(shè)費(fèi)用:**包括地質(zhì)勘查、土地征用(如適用)、場地平整、土建工程(罐體、井筒、站房、管廊等)、設(shè)備購置與安裝費(fèi)用。地下儲油庫的前期投入通常最高,地上儲罐相對較低。
***設(shè)備與材料費(fèi)用:**包括儲罐、壓縮機(jī)、氣化器、泵、閥門、管材、保溫材料、安全防護(hù)設(shè)備等。LNG系統(tǒng)的設(shè)備投資遠(yuǎn)高于CNG系統(tǒng)。
***配套設(shè)施費(fèi)用:**包括供電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、環(huán)保設(shè)施等。
***設(shè)計(jì)、監(jiān)理與施工費(fèi)用:**包括項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)、工程監(jiān)理、施工建設(shè)等費(fèi)用。
***其他費(fèi)用:**如項(xiàng)目管理費(fèi)、預(yù)備費(fèi)等。
***示例數(shù)據(jù)(僅為示意,非實(shí)際數(shù)據(jù)):**一個(gè)中等規(guī)模的地下鹽穴儲油庫,總投資可能高達(dá)數(shù)十億元人民幣;而一個(gè)同等規(guī)模的地上大型浮頂罐區(qū),總投資可能在數(shù)億元人民幣。
2.**運(yùn)營成本**
*(1)**能源消耗成本:**主要包括注油/注氣、維持壓力(如注入氮?dú)猓饣↙NG)、加熱(低溫或粘度較高油品)、照明、設(shè)備運(yùn)行等產(chǎn)生的電費(fèi)、燃料費(fèi)。LNG系統(tǒng)因制冷能耗,運(yùn)營成本通常較高。
***維護(hù)維修成本:**包括日常檢查、定期檢測、小修保養(yǎng)、關(guān)鍵部件更換、應(yīng)急維修等費(fèi)用。地下儲油庫的維護(hù)難度較大,成本可能更高。
***人員成本:**包括操作人員、管理人員、維護(hù)人員等的工資、福利、培訓(xùn)費(fèi)用。
***安全環(huán)保成本:**包括安全設(shè)施維護(hù)、環(huán)保監(jiān)測、廢物處理、保險(xiǎn)費(fèi)用等。
***折舊與財(cái)務(wù)成本:**包括固定資產(chǎn)折舊、貸款利息等。
***示例數(shù)據(jù)(僅為示意,非實(shí)際數(shù)據(jù)):**地下儲油庫的年運(yùn)營成本可能占投資成本的1%-3%,地上儲油罐可能為0.5%-2%。LNG接收站的運(yùn)營成本可能顯著高于CNG站。
3.**經(jīng)濟(jì)性比較**
***初期投資:**地上設(shè)施通常低于地下設(shè)施。CNG設(shè)施低于LNG設(shè)施。
***運(yùn)營成本:**CNG設(shè)施通常低于LNG設(shè)施。地上設(shè)施可能低于地下設(shè)施(但需考慮長期安全監(jiān)測成本)。
***儲存效率:**LNG單位體積儲存能力遠(yuǎn)高于CNG。
***綜合利用:**LNG接收站可副產(chǎn)BOG,或提供冷量,可產(chǎn)生額外經(jīng)濟(jì)效益。地下儲油庫可儲存不同品種油品,具有靈活性。
(三)環(huán)境影響評估
1.**土壤保護(hù)**
*(1)**防滲防漏:**儲油儲氣設(shè)施必須采用高標(biāo)準(zhǔn)的防滲材料和技術(shù),防止油品或天然氣泄漏污染土壤和地下水。地下儲油庫的人造地質(zhì)屏障設(shè)計(jì)需充分考慮長期密封性。
*(2)**土壤監(jiān)測:**建立長期土壤環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),定期檢測儲油儲氣場站周邊土壤的石油烴類含量、pH值、滲透性等指標(biāo),及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染并采取措施。
*(3)**場地管理:**對儲油儲氣場站進(jìn)行規(guī)范化管理,防止跑冒滴漏,設(shè)置防滲漏襯墊,妥善處理廢棄油品和含油廢物。
2.**水體保護(hù)**
*(1)**防滲屏障:**儲油儲氣設(shè)施的選址應(yīng)避開重要的地表水體和地下水水源地。必要時(shí)在設(shè)施周邊設(shè)置人工防滲屏障(如黏土防滲墻、HDPE土工膜等)。
*(2)**地下水監(jiān)測:**設(shè)置地下水監(jiān)測井,定期監(jiān)測地下水位和水質(zhì)變化,特別是石油類、硫化物、pH值等指標(biāo),作為環(huán)境影響評價(jià)的基線數(shù)據(jù)。
*(3)**應(yīng)急防滲措施:**儲油儲氣場站必須配備有效的應(yīng)急防滲設(shè)施,如圍堰、應(yīng)急池等,一旦發(fā)生泄漏,能迅速收集,防止污染擴(kuò)散至水體。
*(4)**廢水處理:**對站內(nèi)產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水(如清洗廢水、設(shè)備冷卻水)進(jìn)行處理,確保達(dá)標(biāo)排放或回用。含油廢水需經(jīng)過隔油處理后達(dá)標(biāo)。
3.**空氣保護(hù)**
*(1)**泄漏控制:**通過高標(biāo)準(zhǔn)的密封技術(shù)和泄漏監(jiān)測系統(tǒng),最大限度地減少天然氣(特別是甲烷)和揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的泄漏。
*(2)**燃燒排放控制:**對于需要燃燒的天然氣(如加熱、發(fā)電、放空處理),采用低氮燃燒技術(shù),減少NOx等大氣污染物排放。
*(3)**BOG管理:**LNG系統(tǒng)的BOG應(yīng)盡可能回收利用,減少直接排放。如需排放,應(yīng)采用高效燃燒裝置進(jìn)行處理。
4.**其他環(huán)境影響**
*(1)**噪聲控制:**對于壓縮機(jī)、泵等噪聲較大的設(shè)備,采取隔音、減振措施,降低對周邊環(huán)境的影響。
***生態(tài)影響:**儲油儲氣場站的選址應(yīng)避開發(fā)源地、自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)域。施工和運(yùn)營期間應(yīng)采取措施減少對植被、土壤、野生動物的影響。
***固廢處理:**妥善處理站內(nèi)產(chǎn)生的固體廢物,如廢油、廢油氈、廢吸附材料、廢化學(xué)品容器等,按照環(huán)保要求進(jìn)行分類收集和處置。
**五、結(jié)論**
石油儲備是保障能源供應(yīng)穩(wěn)定的重要手段,選擇合適的儲油儲氣技術(shù)方案對提升儲備效率、降低風(fēng)險(xiǎn)、控制成本至關(guān)重要。本方案從儲油儲氣設(shè)施類型、工藝流程、實(shí)施要點(diǎn)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。地下儲油儲氣庫具有儲量大、隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn),但投資高、建設(shè)周期長;地上儲油儲氣設(shè)施相對靈活、投資較低,但占地面積大、安全性要求高。無論是儲油還是儲氣,安全防護(hù)、經(jīng)濟(jì)性分析和環(huán)境影響評估都是技術(shù)方案必須重點(diǎn)考慮的因素。在具體實(shí)施中,應(yīng)根據(jù)油氣的特性、儲備規(guī)模、場地條件、經(jīng)濟(jì)預(yù)算等多方面因素,綜合比選,制定科學(xué)合理的技術(shù)方案,并嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,確保石油儲備的安全、高效、環(huán)保運(yùn)行。
一、石油儲備儲油儲氣技術(shù)方案概述
石油儲備作為保障能源安全的重要組成部分,其儲油儲氣技術(shù)的選擇與實(shí)施直接關(guān)系到儲備效率、成本控制和長期穩(wěn)定性。本方案旨在系統(tǒng)闡述石油儲備中儲油和儲氣技術(shù)的關(guān)鍵要素、實(shí)施流程及注意事項(xiàng),為相關(guān)工程提供技術(shù)參考。
二、儲油技術(shù)方案
(一)儲油設(shè)施類型
1.地下儲油庫
(1)鹽穴儲油:利用地下鹽層構(gòu)造建造儲油空間,具有良好的密封性和承壓能力。
(2)構(gòu)造儲油:依托天然地質(zhì)構(gòu)造(如斷層、背斜)進(jìn)行改造或新建儲油庫。
(3)彎曲淤泥層儲油:在特定地質(zhì)條件下,利用淤泥層建造儲油設(shè)施。
2.地上儲油設(shè)施
(1)油罐儲油:采用鋼制或混凝土油罐,適用于短期儲備和轉(zhuǎn)運(yùn)。
(2)埋地儲油罐:將油罐埋入地下,降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和占地面積。
(二)儲油工藝流程
1.儲油前準(zhǔn)備
(1)儲油設(shè)施檢漏:使用氣密性測試儀檢測儲油設(shè)施是否存在泄漏。
(2)儲油環(huán)境檢測:檢測儲油設(shè)施周圍的土壤、水體等環(huán)境參數(shù)。
2.儲油操作步驟
(1)注油前準(zhǔn)備:確認(rèn)注油管路、泵等設(shè)備狀態(tài)正常,并進(jìn)行預(yù)熱。
(2)分階段注油:根據(jù)儲油設(shè)施容量和注油速率,分批次完成注油。
(3)壓力控制:在注油過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測儲油設(shè)施壓力,確保不超過設(shè)計(jì)極限。
3.儲油維護(hù)管理
(1)定期檢漏:每年至少進(jìn)行一次全面檢漏,發(fā)現(xiàn)泄漏及時(shí)修復(fù)。
(2)油品質(zhì)量檢測:定期取樣檢測油品質(zhì)量,確保儲存安全性。
三、儲氣技術(shù)方案
(一)儲氣設(shè)施類型
1.地下儲氣庫
(1)鹽穴儲氣:利用鹽層構(gòu)造建造儲氣空間,適用于大規(guī)模長期儲存。
(2)構(gòu)造儲氣:依托天然地質(zhì)構(gòu)造(如斷層、穹窿)進(jìn)行改造或新建儲氣庫。
(3)致密砂巖儲氣:利用具有吸附能力的致密砂巖層進(jìn)行儲氣。
2.地上儲氣設(shè)施
(1)壓縮天然氣(CNG)儲罐:采用高壓鋼制儲罐,適用于中小規(guī)模儲備。
(2)液化天然氣(LNG)儲罐:采用低溫絕熱儲罐,適用于液化天然氣儲存。
(二)儲氣工藝流程
1.儲氣前準(zhǔn)備
(1)儲氣設(shè)施檢漏:使用氣體檢測儀檢測儲氣設(shè)施是否存在泄漏。
(2)儲氣環(huán)境檢測:檢測儲氣設(shè)施周圍的土壤、水體等環(huán)境參數(shù)。
2.儲氣操作步驟
(1)壓縮天然氣儲存:將天然氣壓縮至高壓后注入儲罐。
(2)液化天然氣儲存:將天然氣液化后注入低溫儲罐。
(3)壓力控制:在儲氣過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測儲氣設(shè)施壓力,確保不超過設(shè)計(jì)極限。
3.儲氣維護(hù)管理
(1)定期檢漏:每年至少進(jìn)行一次全面檢漏,發(fā)現(xiàn)泄漏及時(shí)修復(fù)。
(2)氣體質(zhì)量檢測:定期取樣檢測氣體質(zhì)量,確保儲存安全性。
四、技術(shù)方案實(shí)施要點(diǎn)
(一)安全措施
1.防泄漏措施
(1)采用高密度密封材料,減少接口泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
(2)設(shè)置泄漏監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)時(shí)檢測儲油儲氣設(shè)施泄漏情況。
2.防火防爆措施
(1)設(shè)置防爆電氣設(shè)備,防止電氣火花引發(fā)爆炸。
(2)配備消防系統(tǒng),確?;馂?zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)撲滅。
(二)經(jīng)濟(jì)性分析
1.投資成本
(1)地下儲油儲氣庫:前期投資較高,但長期運(yùn)行成本較低。
(2)地上儲油設(shè)施:前期投資較低,但長期運(yùn)行成本較高。
2.運(yùn)營成本
(1)儲油儲氣設(shè)施維護(hù)成本:定期檢漏、設(shè)備更換等費(fèi)用。
(2)能源消耗成本:注油、壓縮、液化等過程中的能源消耗費(fèi)用。
(三)環(huán)境影響評估
1.土壤保護(hù)
(1)采用雙層防滲系統(tǒng),防止油品或氣體滲漏污染土壤。
(2)定期檢測土壤環(huán)境參數(shù),確保土壤安全。
2.水體保護(hù)
(1)設(shè)置地下水監(jiān)測井,實(shí)時(shí)監(jiān)測地下水水質(zhì)變化。
(2)采取隔離措施,防止油品或氣體污染地下水。
**二、儲油技術(shù)方案**
(一)儲油設(shè)施類型
1.地下儲油庫
(1)**鹽穴儲油**
***技術(shù)原理:**利用地下鹽礦層(厚度通常大于50米)通過水溶法開采出溶腔,經(jīng)過嚴(yán)格的安全評估和改造后,作為儲油空間使用。鹽層的低滲透性和自封性提供了天然的密封屏障。
***實(shí)施步驟:**
1.**地質(zhì)勘探與選址:**對潛在鹽礦區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)地質(zhì)勘查,評估鹽層厚度、純度、埋深、構(gòu)造穩(wěn)定性及水文地質(zhì)條件,確定最佳儲油庫場址。
2.**溶腔準(zhǔn)備:**采用水溶法開采,通過注入高壓水溶解鹽巖,形成所需的溶腔。需精確控制溶解范圍和形態(tài),確保溶腔規(guī)整,并預(yù)留足夠的安全距離。溶腔形成后,需進(jìn)行清腔和干燥處理。
3.**安全評估與加固:**對溶腔的頂板、底板和圍巖進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性評估。必要時(shí),在腔體壁或頂板進(jìn)行水泥漿等注漿加固,提高其承壓能力和防滲性能,形成“人造地質(zhì)屏障”。
4.**進(jìn)出管路系統(tǒng)建設(shè):**設(shè)計(jì)并建造從地面到溶腔的注油管和采油管,包括垂直井筒和必要的集輸管道。管路系統(tǒng)需具備耐高壓、耐腐蝕的特性,并設(shè)置必要的閥門、計(jì)量設(shè)備和安全防護(hù)裝置(如防噴器)。
5.**密封系統(tǒng)構(gòu)建:**在管路穿越鹽巖蓋層進(jìn)入溶腔的部位,以及溶腔頂部,設(shè)置多重密封屏障,如水泥塞、特殊密封材料(如彈性體)等,確保油品不泄漏到外部環(huán)境。進(jìn)行嚴(yán)格的氣密性測試。
6.**配套設(shè)施建設(shè):**建設(shè)地面上的集散系統(tǒng)、泵站、壓縮站(用于注入氮?dú)獾缺簹怏w)、計(jì)量站、消防系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人員操作維護(hù)中心等。
***優(yōu)點(diǎn):**儲量大(可達(dá)千萬噸級甚至上億噸)、隱蔽性好、安全性高、運(yùn)行成本相對較低、土地占用少。
***缺點(diǎn):**前期勘探開發(fā)投入高、建設(shè)周期長、對地質(zhì)條件要求苛刻、需進(jìn)行長期安全監(jiān)測。
(2)**構(gòu)造儲油**
***技術(shù)原理:**利用天然形成的有利于油氣儲存的地質(zhì)構(gòu)造,如背斜、斷層、巖溶、地層不整合等,對其進(jìn)行評價(jià)、改造或直接利用,在其內(nèi)部圈閉中儲存石油。
***實(shí)施步驟:**
1.**地質(zhì)評價(jià)與選場:**對潛在儲油構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)的地震勘探、鉆井、測井等評價(jià)工作,確定其儲層物性、含油飽和度、圈閉規(guī)模、密封性及埋深等,選擇合適的場址。
2.**儲層改造(如有必要):**對于天然封閉性較差的儲層,可能需要進(jìn)行改造,如水力壓裂、酸化等手段,以改善儲層的滲透性或提高采收率。
3.**井筒系統(tǒng)建設(shè):**完成生產(chǎn)井、注水井(或注入保壓氣體井)等井筒的鉆探、完井和測試工作。安裝必要的井口裝置,包括防噴器、采油樹或注采設(shè)備。
4.**管路集輸系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)從井口到儲油區(qū)的集油管、輸油管,以及必要的加熱爐、計(jì)量站、清管設(shè)備等。對于大型儲油場,可能需要建設(shè)專門的集輸和處理站。
5.**壓力與溫度管理:**根據(jù)儲層原始狀況和油品性質(zhì),確定注油壓力和溫度,防止原油在儲存過程中發(fā)生凝固或蠟析出。可能需要注入氮?dú)獾榷栊詺怏w進(jìn)行保壓,維持儲層壓力。
6.**安全監(jiān)測與防護(hù):**建立完善的壓力、溫度、液位、氣體組分等參數(shù)的在線監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)置防火、防爆、防泄漏的安全設(shè)施和應(yīng)急預(yù)案。
***優(yōu)點(diǎn):**利用天然圈閉,建設(shè)周期相對較短,部分場址可能已具備一定的開發(fā)基礎(chǔ)。
***缺點(diǎn):**儲量規(guī)模和穩(wěn)定性受地質(zhì)條件限制,可能存在天然泄漏風(fēng)險(xiǎn),對地質(zhì)評價(jià)精度要求高,部分構(gòu)造的封閉性可能隨時(shí)間推移而變差。
(3)**彎曲淤泥層儲油**
***技術(shù)原理:**利用地下具有高塑性、低滲透性的淤泥層(如泥巖)作為天然屏障,在其上方或內(nèi)部形成封閉的儲油腔。通常通過注水溶解下伏可溶性巖石(如鹽巖、石灰?guī)r)來形成儲腔,或直接利用淤泥層的分隔能力。
***實(shí)施步驟:**
1.**特殊地質(zhì)條件勘察:**需要精確查明淤泥層的厚度、連續(xù)性、均勻性、力學(xué)性能和防滲特性。
2.**儲腔形成(如適用):**如果是溶解法,需在淤泥層下方選擇合適的可溶性巖石進(jìn)行溶解。
3.**腔體與圍巖密封:**確保儲腔頂部和側(cè)面的淤泥層完好無損,或在溶解法中,確保溶解形成的腔體與周圍巖石及上覆淤泥層形成有效密封??赡苄枰M(jìn)行注漿加固。
4.**進(jìn)出系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)符合特殊地質(zhì)條件的進(jìn)出管路系統(tǒng),并特別注意穿越淤泥層的密封處理。
5.**長期穩(wěn)定性監(jiān)測:**由于涉及特殊地質(zhì)介質(zhì),需要加強(qiáng)長期的地應(yīng)力、滲流、沉降等監(jiān)測。
***優(yōu)點(diǎn):**可利用特定地區(qū)的特殊地質(zhì)條件,可能建設(shè)成本相對較低。
***缺點(diǎn):**地質(zhì)條件要求非常特殊,適用范圍有限,長期密封性和穩(wěn)定性需重點(diǎn)保障,技術(shù)成熟度相對較低。
2.地上儲油設(shè)施
(1)**油罐儲油**
***技術(shù)原理:**將儲油罐建造在地面上,通過罐體本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來承受儲存油品的重量和壓力。是目前應(yīng)用最廣泛的儲油方式之一。
***實(shí)施步驟:**
1.**場地選擇與平整:**選擇地勢平坦、開闊、交通便利的場地。進(jìn)行場地平整和基礎(chǔ)建設(shè)。
2.**儲罐設(shè)計(jì)與建造:**
***罐型選擇:**常見有立式圓柱形(內(nèi)壁焊縫罐、浮頂罐、內(nèi)浮頂罐)、臥式罐等。浮頂罐和內(nèi)浮頂罐能有效減少蒸發(fā)損耗。根據(jù)儲存量、油品性質(zhì)選擇合適的罐型和尺寸。
***材料選擇:**主要采用碳鋼或不銹鋼制造。根據(jù)油品腐蝕性選擇合適的防腐涂層(如環(huán)氧煤瀝青、聚氨酯等)。
***建造施工:**嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范進(jìn)行鋼板卷制、焊接、防腐、附件安裝(人孔、儀表接口、進(jìn)出油口、呼吸閥、安全閥、接地裝置等)。
3.**附件系統(tǒng)安裝:**安裝進(jìn)出油管道、加熱管道、呼吸管道、消防冷卻系統(tǒng)、防雷防靜電系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、圍堰(消防事故時(shí)用于收集泄漏油品)等。
4.**系統(tǒng)測試與驗(yàn)收:**完工后進(jìn)行焊縫無損檢測、氣密性試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)、電氣安全測試、消防系統(tǒng)測試等,確保符合安全規(guī)范要求后投入運(yùn)行。
***優(yōu)點(diǎn):**建設(shè)周期短、投資相對較低、操作管理方便、維修檢查容易。
***缺點(diǎn):**占地面積大、易受天氣影響(如蒸發(fā)損耗)、易受外部環(huán)境威脅(如火災(zāi)、泄漏污染)、安全性相對地下儲油較低。
(2)**埋地儲油罐**
***技術(shù)原理:**將儲油罐埋入地下一定深度,僅露出必要的進(jìn)出油口和操作設(shè)備。利用土壤覆蓋提供一定的保溫、防腐蝕和防火保護(hù)。
***實(shí)施步驟:**
1.**場地選擇與勘察:**選擇地質(zhì)條件適宜、土壤腐蝕性較低的場地??辈斓叵滤?、土壤類型等。
2.**基坑開挖與處理:**按照儲罐尺寸開挖基坑,對基坑底部和壁面進(jìn)行防水處理(如鋪設(shè)防滲層)。
3.**儲罐安裝與焊接:**將預(yù)制好的儲罐(通常為臥式罐)吊入基坑,進(jìn)行底部焊接和罐體組裝。焊接需在干燥環(huán)境下進(jìn)行,確保質(zhì)量。
4.**罐體防腐與密封:**對罐體外部和內(nèi)部進(jìn)行防腐處理。完成罐體與基坑的密封連接,確保土壤與罐體之間的間隙被密封材料填充。
5.**進(jìn)出管路系統(tǒng)敷設(shè):**在地面安裝進(jìn)出油閥門、計(jì)量設(shè)備等,并將管道向下敷設(shè)至埋地罐的接口處,確保管道與罐體連接處的密封。
6.**回填與覆土:**對基坑進(jìn)行分層回填,并按要求覆土,形成與地面齊平或略高的土堆,覆蓋呼吸閥等設(shè)施。
7.**安全防護(hù)設(shè)施建設(shè):**建設(shè)必要的圍堰、防雷接地系統(tǒng)、土壤電阻率監(jiān)測點(diǎn)、應(yīng)急監(jiān)測井等。
8.**系統(tǒng)測試與驗(yàn)收:**進(jìn)行氣密性測試、滲漏測試、電氣安全測試等,合格后投入運(yùn)行。
***優(yōu)點(diǎn):**占地面積小、減少地面蒸發(fā)損耗、降低外部環(huán)境威脅、具有一定的防火防爆性能。
***缺點(diǎn):**施工相對復(fù)雜、維修檢查不便、易受土壤腐蝕和地下水位影響、長期運(yùn)行需關(guān)注土壤滲透性問題。
(二)儲油工藝流程
1.**儲油前準(zhǔn)備**
***儲油設(shè)施檢漏:**
*(1)**目的:**確保儲油罐、管道、閥門、密封點(diǎn)等在整個(gè)系統(tǒng)投用前無泄漏,防止油品損失和環(huán)境污染。
*(2)**方法:**常用方法包括真空測試、氣密性測試(正壓或負(fù)壓)、超聲波檢漏、氦質(zhì)譜檢漏(精度高,適用于精密密封面)等。根據(jù)設(shè)施規(guī)模和精度要求選擇合適的方法。
*(3)**步驟:**首先對系統(tǒng)進(jìn)行吹掃置換(用氮?dú)饣蚋稍锟諝猓?,達(dá)到檢漏條件后,施加測試壓力,觀察液位、壓力變化,檢查聲音,使用檢漏儀器掃描可疑區(qū)域。
***儲油環(huán)境檢測:**
*(1)**目的:**評估儲油場地的土壤、地下水、空氣質(zhì)量等是否符合儲存油品的要求,并作為長期監(jiān)測的基線數(shù)據(jù)。
*(2)**內(nèi)容:**包括土壤的pH值、含水量、有機(jī)質(zhì)含量、石油烴類指標(biāo);地下水的化學(xué)成分、石油類含量;周圍空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)濃度等。
*(3)**方法:**采集土壤樣品、水樣、空氣樣品,送至專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)分析。
2.**儲油操作步驟**
***注油前準(zhǔn)備:**
*(1)**確認(rèn)設(shè)備狀態(tài):**檢查所有注油泵、管道、閥門、過濾器、加熱爐、計(jì)量設(shè)備等是否處于良好工作狀態(tài),無故障。
*(2)**油品核對:**核對即將注入的油品類型、來源、質(zhì)量指標(biāo)(如密度、粘度、水分、雜質(zhì)等)是否與儲油要求一致。
*(3)**管線預(yù)熱(如需要):**對于粘度較高的油品或冬季儲存,需對進(jìn)出油管線進(jìn)行預(yù)熱,防止油品在管壁上凝固或粘附,影響流量和造成堵塞。常用氮?dú)饣蛘羝M(jìn)行預(yù)熱。
*(4)**安全檢查:**確認(rèn)現(xiàn)場消防器材齊全有效,防雷防靜電措施到位,操作人員持證上崗,安全規(guī)程已宣貫。
***分階段注油:**
*(1)**目的:**避免一次性大量注油可能對儲油設(shè)施造成的沖擊應(yīng)力,便于實(shí)時(shí)監(jiān)控,防止操作失誤。
*(2)**方法:**根據(jù)儲油設(shè)施的容量、設(shè)計(jì)注油速率、油品性質(zhì)和設(shè)備能力,將注油過程劃分為若干個(gè)階段。例如,可以先注入總量的30%,穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后,再分批注入其余部分。
*(3)**實(shí)施:**嚴(yán)格按照預(yù)定速率和計(jì)劃進(jìn)行注油,實(shí)時(shí)監(jiān)測儲油設(shè)施的壓力、溫度、液位等參數(shù)。
***壓力控制:**
*(1)**目標(biāo):**維持儲油設(shè)施內(nèi)的壓力穩(wěn)定在安全操作范圍內(nèi),既不能過高導(dǎo)致設(shè)備損壞,也不能過低(對于地上罐)導(dǎo)致油品大量蒸發(fā)。
*(2)**方法:**對于地下儲油庫,通常通過注入惰性氣體(如氮?dú)猓﹣砭S持儲腔壓力,使其略高于外部地應(yīng)力,防止油品泄漏。對于地上罐,依靠呼吸閥自動調(diào)節(jié),或根據(jù)需要啟動/停止氮?dú)庋a(bǔ)充/放空系統(tǒng)。
*(3)**監(jiān)測與調(diào)整:**實(shí)時(shí)監(jiān)測儲油設(shè)施壓力,根據(jù)壓力變化趨勢和油品性質(zhì)(如溫度影響體積),適時(shí)調(diào)整氮?dú)庾⑷肓炕蚝粑y狀態(tài)。
3.**儲油維護(hù)管理**
***定期檢漏:**
*(1)**頻率:**根據(jù)設(shè)施類型、材質(zhì)、使用年限、操作環(huán)境等因素確定檢漏周期。例如,新建設(shè)施投用后1-2年內(nèi)可能需要更頻繁的檢漏,之后可適當(dāng)延長周期(如每年一次或每兩年一次)。
*(2)**重點(diǎn)部位:**重點(diǎn)檢查焊縫、法蘭連接處、閥門填料、人孔蓋、呼吸閥、安全閥等易泄漏點(diǎn)。
*(3)**方法:**同儲油前檢漏方法,可采用人工檢查、超聲波檢漏、紅外熱成像等技術(shù)。
***油品質(zhì)量檢測:**
*(1)**目的:**監(jiān)控儲存過程中油品質(zhì)量的變化,及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能的問題(如氧化、水污染、微生物滋生、摻混等),確保油品在需要使用時(shí)符合要求。
*(2)**檢測項(xiàng)目:**常見的檢測項(xiàng)目包括水分、雜質(zhì)、運(yùn)動粘度、密度、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)、酸值、水分和沉淀物、飽和蒸氣壓等。
*(3)**頻率與取樣:**定期(如每月、每季度或每年)從儲存設(shè)施的不同位置(如頂部、中部、底部)取油樣進(jìn)行檢測。對于大型儲罐,應(yīng)采用合適的取樣器確保樣品代表性。
***設(shè)施檢查與維護(hù):**
*(1)**外觀檢查:**定期目視檢查罐體、管道、設(shè)備有無變形、銹蝕、裂紋、滲漏等異?,F(xiàn)象。
*(2)**儀表校驗(yàn):**定期對液位計(jì)、壓力表、溫度計(jì)、流量計(jì)、安全閥等計(jì)量和監(jiān)測儀表進(jìn)行校準(zhǔn),確保讀數(shù)準(zhǔn)確。
*(3)**防腐維護(hù):**對地上設(shè)施的外部防腐層進(jìn)行檢查和修復(fù)。對埋地設(shè)施的土壤環(huán)境(如pH值、腐蝕性)進(jìn)行監(jiān)測,必要時(shí)采取措施。
*(4)**應(yīng)急設(shè)備維護(hù):**定期檢查消防系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)案相關(guān)物資(如圍堵材料、防護(hù)服、檢測儀器)的有效性。
**三、儲氣技術(shù)方案**
(一)儲氣設(shè)施類型
1.地下儲氣庫
(1)**鹽穴儲氣:**(技術(shù)原理、實(shí)施步驟、優(yōu)缺點(diǎn)與二(一)(1)類似,但側(cè)重于儲存天然氣。)
***優(yōu)點(diǎn):**儲量大、適應(yīng)性強(qiáng)(可儲NG、CNG、LNG等)、調(diào)峰能力強(qiáng)、運(yùn)行成本相對較低。
***缺點(diǎn):**前期投入高、建設(shè)周期長、對地質(zhì)條件要求高、需長期安全監(jiān)測。
(2)**構(gòu)造儲氣:**(技術(shù)原理、實(shí)施步驟、優(yōu)缺點(diǎn)與二(一)(2)類似,但側(cè)重于儲存天然氣。)
***優(yōu)點(diǎn):**可利用現(xiàn)有油氣田設(shè)施、建設(shè)周期相對較短(若依托現(xiàn)有油田)。
***缺點(diǎn):**儲量規(guī)模和穩(wěn)定性受地質(zhì)條件限制,可能存在天然氣泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
(3)**致密砂巖儲氣:**(技術(shù)原理:利用天然具有微孔隙和微裂縫且滲透性極低的砂巖儲層,通過注入流體(水、氣)改造儲層滲透性,再注入天然氣。)
***實(shí)施步驟:**
1.**地質(zhì)評價(jià)與選場:**尋找具有合適物性(孔隙度、滲透率、厚度、埋深、圈閉條件)、地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、承壓能力適宜的致密砂巖層。
2.**儲層改造(壓裂/水力壓裂):**通過鉆探注入井,向目標(biāo)儲層注入高壓液體(通常為水,可攜帶砂子作為支撐劑),在儲層中形成裂縫網(wǎng)絡(luò),提高儲層的滲透性,為天然氣注入和儲存創(chuàng)造通道。
3.**注入與儲藏:**在改造后的儲層上鉆生產(chǎn)井,注入天然氣。通過壓力控制保持儲層壓力,實(shí)現(xiàn)天然氣儲存。
4.**保壓措施:**可能需要注入氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w進(jìn)行保壓,或采用水驅(qū)保壓等方式。
5.**進(jìn)出管路系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)地面到儲層的注入管和采氣管,以及相關(guān)的計(jì)量、壓縮(如需)等設(shè)施。
***優(yōu)點(diǎn):**可利用常規(guī)油氣藏工程技術(shù),技術(shù)相對成熟。
***缺點(diǎn):**儲層改造成本高、改造效果存在不確定性、儲層滲透性提升有限,可能需要長期維持壓力。
2.地上儲氣設(shè)施
(1)**壓縮天然氣(CNG)儲罐:**
***技術(shù)原理:**將天然氣在常溫常壓下壓縮到較高壓力(通常為20-25MPa)后儲存于高壓氣罐中。
***實(shí)施步驟:**
1.**場地選擇與建設(shè):**選擇開闊、通風(fēng)良好、符合消防規(guī)范要求的場地。建設(shè)儲罐間、壓縮站、計(jì)量間、控制室等。
2.**儲罐選擇與建造:**選擇符合高壓氣瓶標(biāo)準(zhǔn)的鋼制圓筒形或臥式儲罐。采用先進(jìn)焊接技術(shù)和嚴(yán)格的質(zhì)量控制進(jìn)行制造。
3.**壓縮機(jī)組安裝:**安裝多級壓縮機(jī)、冷卻器、緩沖罐、油水分離器等壓縮設(shè)備,形成完整的壓縮系統(tǒng)。
4.**管路系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)天然氣進(jìn)氣、壓縮、冷卻、計(jì)量、儲存、輸出等各環(huán)節(jié)的管道,以及閥門、安全閥、壓力釋放裝置等。
5.**安全防護(hù)系統(tǒng)建設(shè):**安裝可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)、防爆電氣設(shè)備、消防滅火系統(tǒng)、防雷防靜電系統(tǒng)、緊急切斷系統(tǒng)等。
6.**系統(tǒng)調(diào)試與測試:**對壓縮機(jī)組、儲罐、管路系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試,進(jìn)行壓力測試、氣密性測試、安全系統(tǒng)聯(lián)動測試等。
***優(yōu)點(diǎn):**投資相對較低、技術(shù)成熟、運(yùn)行維護(hù)相對簡單。
***缺點(diǎn):**壓縮比高,能量損失較大,單位儲存體積成本相對較高,儲罐承壓風(fēng)險(xiǎn)大。
(2)**液化天然氣(LNG)儲罐:**(技術(shù)原理:將天然氣在極低溫下(-162℃)液化(體積縮小約600倍)后儲存于低溫絕熱儲罐中。)
***實(shí)施步驟:**
1.**場地選擇與建設(shè):**場地需滿足保溫要求,并考慮低溫設(shè)備的特殊安裝要求。建設(shè)LNG接收站,包括卸料區(qū)、氣化區(qū)、儲存區(qū)、氣化站、泵房、控制室、輔助設(shè)施等。
2.**低溫液化設(shè)備安裝:**安裝天然氣凈化設(shè)備(去除雜質(zhì))、壓縮機(jī)、換熱器、低溫膨脹機(jī)(用于制冷)、低溫儲罐等。
3.**低溫儲罐安裝:**安裝大型低溫絕熱儲罐(如全包容式、半包容式)。儲罐需采用高效的絕熱技術(shù)(如真空多層絕熱)和可靠的密封結(jié)構(gòu)。
4.**管路系統(tǒng)建設(shè):**建設(shè)天然氣進(jìn)氣、液化、冷卻、儲存、蒸發(fā)氣(BOG)處理、LNG外輸?shù)裙艿?,以及閥門、溫度傳感器、液位計(jì)等。
5.**氣化與BOG處理系統(tǒng)建設(shè):**安裝氣化器(用于將LNG氣化成天然氣供應(yīng)用戶或管網(wǎng))和BOG處理系統(tǒng)(用于回收蒸發(fā)氣,可重新液化或作為燃料)。
6.**安全防護(hù)系統(tǒng)建設(shè):**安裝可燃?xì)怏w檢測、低溫輻射防護(hù)、人員防護(hù)裝置、消防系統(tǒng)、應(yīng)急冷卻系統(tǒng)、緊急切斷系統(tǒng)等。
7.**系統(tǒng)調(diào)試與測試:**進(jìn)行冷負(fù)荷測試、系統(tǒng)氣密性測試、氣化效率測試、安全系統(tǒng)測試等。
***優(yōu)點(diǎn):**單位體積儲存能力極高,運(yùn)輸成本相對較低(管道運(yùn)輸)。
***缺點(diǎn):**投資巨大、技術(shù)要求高、需要特殊的低溫設(shè)備和絕熱技術(shù)、運(yùn)行成本(主要是制冷能耗)高、安全風(fēng)險(xiǎn)(低溫、易燃易爆)高。
(二)儲氣工藝流程
1.**儲氣前準(zhǔn)備**
***儲氣設(shè)施檢漏:**
*(1)**目的:**確保儲氣罐、管道、閥門、密封點(diǎn)等在整個(gè)系統(tǒng)投用前無泄漏,防止天然氣損失和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
*(2)**方法:**對于高壓CNG系統(tǒng),常用氣密性測試。對于LNG系統(tǒng),由于低溫和真空絕熱,檢漏方法需特別考慮,如氦質(zhì)譜檢漏(適用于金屬部件焊縫和密封面)、真空度測試等。
*(3)**步驟:**對系統(tǒng)進(jìn)行吹掃(CNG可用干燥空氣或氮?dú)?,LNG需用氮?dú)猓?。達(dá)到檢漏條件后,施加測試壓力(CNG按設(shè)計(jì)壓力,LNG按絕熱真空度要求),使用檢漏儀器進(jìn)行檢測。
***儲氣環(huán)境檢測:**
*(1)**目的:**評估儲氣場地的土壤、地下水、空氣質(zhì)量等是否符合儲存天然氣的要求,并作為長期監(jiān)測的基線數(shù)據(jù)。
*(2)**內(nèi)容:**包括土壤的腐蝕性、地下水化學(xué)成分;空氣中的甲烷、乙烷等烴類氣體濃度、氧氣含量等。
*(3)**方法:**采集土壤樣品、水樣、空氣樣品,送至專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行成分分析。
2.**儲氣操作步驟**
***CNG儲存操作:**
*(1)**壓縮與注入:**天然氣經(jīng)凈化后,進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行多級壓縮,達(dá)到設(shè)定壓力后,通過計(jì)量站計(jì)量,注入CNG儲罐。需嚴(yán)格控制壓縮過程參數(shù),防止超壓或超溫。
*(2)**壓力控制:**通過呼吸閥自動調(diào)節(jié)或啟動/停止氮?dú)庋a(bǔ)充/放空系統(tǒng),維持儲罐壓力穩(wěn)定在安全操作范圍內(nèi)。實(shí)時(shí)監(jiān)測壓力、溫度、液位。
*(3)**采氣與輸出:**當(dāng)需要使用天然氣時(shí),從儲罐中按需采氣,通過計(jì)量后輸出。采氣過程需控制流量和壓力,防止儲罐壓力過低。
***LNG儲存操作:**
*(1)**天然氣液化:**天然氣經(jīng)凈化、脫水、脫碳后,進(jìn)入液化裝置,通過換熱和膨脹制冷達(dá)到液化溫度(-162℃),成為LNG,進(jìn)入低溫儲罐儲存。
*(2)**LNG儲存:**LNG在低溫絕熱儲罐中儲存。通過液位計(jì)監(jiān)測液位,通過溫度傳感器監(jiān)測溫度。系統(tǒng)需保持高度真空,防止大氣進(jìn)入影響絕熱性能。
*(3)**蒸發(fā)氣(BOG)管理:**由于溫度升高或系統(tǒng)補(bǔ)氣,部分LNG會蒸發(fā)成氣態(tài)(BOG)。BOG可被回收重新液化(如果經(jīng)濟(jì)可行),或用于站內(nèi)燃料、發(fā)電等。
*(4)**氣化與輸出:**當(dāng)需要使用天然氣時(shí),從LNG儲罐底部抽取LNG,通過蒸發(fā)器氣化成常溫天然氣,經(jīng)過計(jì)量后輸出。氣化過程需控制流量和溫度。
***壓力與溫度管理:**
*(1)**CNG:**重點(diǎn)監(jiān)控儲罐壓力,防止超壓。監(jiān)控溫度,防止在低溫下發(fā)生液化和蠟析出。
*(2)**LNG:**重點(diǎn)監(jiān)控儲罐真空度、液位、溫度。防止溫度過低凍傷設(shè)備或造成低溫應(yīng)力,防止壓力過高。
3.**儲氣維護(hù)管理**
***定期檢漏:**
*(1)**頻率:**CNG系統(tǒng)可按季度或半年進(jìn)行一次全面檢漏。LNG系統(tǒng)由于真空絕熱和低溫環(huán)境,檢漏周期可適當(dāng)延長,但仍需定期(如每年)進(jìn)行真空度和關(guān)鍵焊縫、密封點(diǎn)的檢漏。
*(2)**方法:**CNG系統(tǒng)可用肥皂水等簡單方法,或?qū)I(yè)檢漏儀。LNG系統(tǒng)多用氦質(zhì)譜檢漏或真空計(jì)讀數(shù)變化監(jiān)測。
***天然氣質(zhì)量檢測:**
*(1)**目的:**監(jiān)控儲存過程中天然氣組分、雜質(zhì)(如水分、硫化物)的變化,確保輸出天然氣符合標(biāo)準(zhǔn)。
*(2)**檢測項(xiàng)目:**甲烷含量、乙烷+丙烷+丁烷含量、氮?dú)夂?、二氧化碳含量、硫化氫含量、水分(露點(diǎn))、總硫含量等。
*(3)**頻率與取樣:**定期(如每月、每季度)從儲罐頂部、中部取樣進(jìn)行檢測。LNG系統(tǒng)需注意取樣點(diǎn)的代表性。
***設(shè)施檢查與維護(hù):**
*(1)**外觀檢查:**定期檢查CNG儲罐、LNG儲罐、管道、閥門、壓縮機(jī)、氣化器等設(shè)備有無變形、銹蝕、裂紋、滲漏等。
*(2)**儀表校驗(yàn):**定期校準(zhǔn)壓力表、溫度計(jì)、液位計(jì)、流量計(jì)、可燃?xì)怏w檢測儀、真空計(jì)等。
*(3)**CNG系統(tǒng)維護(hù):**檢查安全閥、呼吸閥、放空系統(tǒng)、防雷防靜電系統(tǒng)。定期對壓縮機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)。
*(4)**LNG系統(tǒng)維護(hù):**檢查絕熱層(如需修復(fù))、真空系統(tǒng)、低溫閥門、BOG處理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、應(yīng)急冷卻系統(tǒng)。定期對蒸發(fā)器進(jìn)行維護(hù)。
*(5)**應(yīng)急設(shè)備維護(hù):**定期檢查消防器材、應(yīng)急切斷裝置、人員防護(hù)裝備、應(yīng)急預(yù)案相關(guān)物資。
**四、技術(shù)方案實(shí)施要點(diǎn)**
(一)安全措施
1.**防泄漏措施**
*(1)**材料選擇與密封:**優(yōu)先選用耐腐蝕、高強(qiáng)度、低滲透性的材料。所有連接點(diǎn)、焊縫、法蘭、閥門等部位必須采用高質(zhì)量密封材料,并加強(qiáng)安裝和檢查。對于地下儲氣庫,必須構(gòu)建可靠的人造地質(zhì)屏障。
*(2)**泄漏監(jiān)測系統(tǒng):**在儲油儲氣設(shè)施的罐體、管道、閥門、井口、站場周圍等關(guān)鍵位置安裝可燃?xì)怏w探測器、差壓式泄漏檢測儀、紅外成像儀等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。建立完善的報(bào)警和聯(lián)動處置機(jī)制。
*(3)**圍堵與回收預(yù)案:**儲油儲氣場站必須設(shè)置足夠大的圍堵區(qū)域(如應(yīng)急池、圍堰),用于收集可能發(fā)生的泄漏物。配備專業(yè)的圍堵材料(如吸附棉、圍油欄)和回收設(shè)備(如抽油機(jī)、抽氣機(jī))。
*(4)**定期檢漏:**嚴(yán)格按照規(guī)定周期對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的泄漏檢測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除隱患。
2.**防火防爆措施**
*(1)**防爆電氣設(shè)備:**在所有可能存在爆炸性氣體或粉塵的區(qū)域,必須選用符合相應(yīng)防爆等級的電氣設(shè)備、儀表、照明和線路。
*(2)**防雷防靜電:**對所有儲油儲氣設(shè)施、建筑物、管道等進(jìn)行有效的防雷接地和防靜電接地設(shè)
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