打造儲氣庫群安全高效運行樣本——記百億方級國家戰略儲氣庫群安全防控及應急救援關鍵技術

　　12月11日，2024年河南省科學技術獎獲獎名單公布。由中原油田等公司完成的百億方級國家戰略儲氣庫群安全防控及應急救援關鍵技術獲得了2024年度河南省科技進步一等獎。

　　作為國家六大戰略地下儲氣中心之一，中原儲氣庫群庫容超145億立方米，為我國最大戰略儲氣庫，肩負著七省二市超4億人口的天然氣供給，同時也是能源安全的重要保障?！皻v經十余年的探索研究，技術人員攻克了百億方級國家戰略儲氣庫群安全防控及應急救援關鍵技術，全面支撐了中原百億方級儲氣庫群的建成和14年安全運行?！敝性吞飪鈳旃芾碇行慕浝碲w澤宗表示。

　　先天不足　安全管控有難度

　　儲氣庫被譽為天然氣的“地下糧倉”，是確保天然氣管網高效安全運行、應對季節調峰、保障國家能源安全戰略的基礎設施，也是我國天然氣“產供儲銷”體系建設的重要一環。

　　近年來，我國不斷深入推進天然氣“產供儲銷”體系建設，儲氣庫建設步入了黃金發展期。但中原儲氣庫群和別處儲氣庫不同，安全管控難度較大。這是由復雜斷塊油氣田的“先天不足”決定的。國內外儲氣庫以簡單構造整裝氣藏為主，而中原儲氣庫群地質儲集體復雜破碎，注入期氣藏升壓幅度達25兆帕，采氣期采氣速度是常規氣藏的25至30倍，且分布在人口稠密區，泄漏或爆炸將產生災難性的后果。

　　東濮老區地質構造復雜、破碎，儲層非均質強。由于儲氣庫運行時，有“大吞大吐、注采交替、高壓運行”的特點，對儲氣庫圈閉密封性、鉆井工程、地面工作等關鍵技術提出更高要求。

　　“地下儲氣庫普遍采用‘夏秋注氣，冬春采氣’的工作模式，多輪次強注強采產生巨大交變應力，地質儲集體、地下井筒、地面管網長期處于往復不平衡狀態，與油氣藏開發相比，安全風險更高，防控難度更大?！壁w澤宗表示。

　　聯合攻關　關鍵技術獲突破

　　“依托國家科技重大專項等，中原油田牽頭聯合多家科研院所，歷時14年自主創新，突破了關鍵技術，構建了國家戰略儲氣庫安全保障與應急救援體系?！壁w澤宗表示。

　　針對中原儲氣庫群地下斷層數量多，反復注采極易誘發斷層密封失效等難題，技術人員首創了復雜斷塊地質體動態密封性控制技術。他們建立了流固耦合斷層動態密封性預測分析方法，研制出井地壓力場與微地震聯合的斷層活動監測技術，使注入壓力提升40%，實現了最大限擴容與斷層密封的協調統一。

　　“儲氣庫注采井井筒安全控制技術是保障儲氣庫平穩運行的關鍵技術之一?！敝性吞餃y井方法與工藝方面專家徐菲表示，由于儲氣庫井長期受多輪次交變載荷影響易發生泄漏。為了防微杜漸，科技人員首創了多層管柱三維陣列掃描裝備，研發出儲氣庫井筒交變載荷環境下泄漏控制、損傷監測、修復補強、緊急封堵技術，形成井筒安全控制治理體系。

　　此外，該技術還實現了數千米管柱上準確封堵微米級漏點，解決了強注強采過程中井口及管柱長期密封的難題，發明了靜態磁聚焦與電磁渦流相耦合的多層管柱三維陣列掃描系統，管柱缺陷及變形識別準確率95%以上。

　　常備不懈　應急處置具效能

　　預見未來，防患未然。儲氣庫群地面系統發生泄漏或燃爆事故危害極大，如何高效控制事態發展?

　　“技術人員突破了多場景天然氣燃爆機理及抑爆技術，明確了燃爆致災影響半徑及損傷風險，構建了氣液兩相與改性粉體多元協同抑燃抑爆技術，研制了重型粉體遠距離投送滅火裝備，抑爆效率提升了3倍，實現了燃爆事故發展高效控制?！敝性吞飸本仍行狞h委書記王慶銀說。

　　盡管儲氣庫燃爆事故屬極端小概率特殊情景，技術團隊還是利用物理模擬、虛擬仿真提高應急處置能力，做到“常備不懈”。攻關團隊技術人員建立了20種要素的精準映射與虛擬融合模型，實現了泄漏、火災、爆炸3類典型事故鏈的動態演化模擬，研制了支持多人協同的沉浸式虛擬應急演練系統和6種感知維度體感訓練裝備。

　　同時，技術人員建立了事故真火仿真模擬和安全邏輯控制平臺，模擬4類儲氣庫關鍵場景的火災、爆炸事故形態，配套研發了“偵檢—防護—驅散—抑爆—消防”系列裝備，構建了“真火+人員+裝備+藥劑”全流程的實訓模式，關鍵節點的應急響應速度由分鐘級提升到秒級。

　　儲氣庫安全平穩運行，離不開專業應急隊伍及裝備做支撐。王慶銀說：“近年來，在應急技術的‘加持’下，我們鍛造?；窇本仍獾读α?，加大崗位練兵和實訓演練力度，全面提高隊伍應對復雜任務、防范化解風險的實戰本領，為儲氣庫安全高效運行保駕護航?！?/p>