地下儲氣庫儲存48

地下儲氣庫儲存技術(shù)唐建峰中國石油大學(xué)（華東）儲建學(xué)院唐建峰1中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

地下儲氣庫儲存技術(shù)一、地下儲氣庫概述二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用三、地下儲氣庫類型及特性四、地下儲氣庫庫址的選定五、地下儲氣庫的相關(guān)計算六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬七、地下儲氣庫的發(fā)展趨勢唐建峰2中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系20世紀(jì)，燃?xì)夤I(yè)一項主要技術(shù)成就就是利用開采后的枯竭油氣田、地下含水層、含鹽巖層或廢礦井來建造天然氣地下儲氣庫，用以最大限度的滿足城市用氣，保證供氣穩(wěn)定可靠，削峰填谷，平抑供氣峰值波動，優(yōu)化供氣系統(tǒng)。目前，建造地下儲氣庫是對城市用天然氣進(jìn)行季節(jié)性調(diào)峰的最合理，有效地方式之一。

一、地下儲氣庫概述唐建峰3中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（1）國外地下儲氣庫的建設(shè)概況

美國是世界地下儲氣庫開發(fā)的先驅(qū)者。1916年美國利用枯竭氣田建設(shè)了世界上第一座地下儲氣庫。目前，美國儲氣庫數(shù)量已占世界儲氣庫總量的3/4。

截止到2003年，全世界共建造各種類型的地下儲氣庫602座，這些儲氣庫主要分布在北美洲和歐洲，其中枯竭油氣藏儲氣庫464座，含水層儲氣庫75座，鹽穴儲氣庫59座，廢棄礦穴儲氣庫4座。目前，世界大城市中凡有條件的城市周圍都建有地下儲氣庫。

一、地下儲氣庫概述唐建峰4中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（2）國內(nèi)地下儲氣庫的建設(shè)概況

大慶儲氣庫的情況

1975年，我國在大慶油田薩中地區(qū)和喇嘛甸北區(qū)首次建成投運(yùn)了兩座小型天然氣地下儲氣庫。①薩爾圖一號儲氣庫該儲氣庫位于薩爾圖油田中區(qū)北塊，面積達(dá)1.05km2，儲氣庫總?cè)萘繛?.38×108m3。1986年該儲氣庫因油田夏季無富余天然氣可供儲存而停止使用。

一、地下儲氣庫概述唐建峰5中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系②喇嘛甸油田北塊地下儲氣庫

該庫于1975年在喇嘛甸油田北塊建成。經(jīng)過三次擴(kuò)建后，該儲氣庫日地面注氣能力已增加至100×104m3，庫容量增加至35.7×108m3。喇嘛甸儲氣庫建設(shè)的最大難點(diǎn)在于：如何保證部分油氣界面不發(fā)生互竄，達(dá)到采油、注采氣互不影響。

華北油區(qū)儲氣庫的情況華北油區(qū)儲氣庫主要服務(wù)于陜甘寧氣田和陜京天然氣輸氣管線，確保北京和天津的調(diào)峰供氣，其中大港油田利用枯竭凝析氣藏建成了3座地下儲氣庫，即大張坨地下儲氣庫，板876地下儲氣庫和板中北高點(diǎn)儲氣庫。

一、地下儲氣庫概述唐建峰6中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系①大港大張坨儲氣庫該儲氣庫是我國自行研究和建設(shè)的第一座用于城市調(diào)峰用氣的天然氣地下儲氣庫。其最大庫容量16×108m3，有效工作氣量6×108m3，采氣周期為120d/a，注氣周期為200d/a，采氣期間日調(diào)峰采氣量500×104m3，注氣期間日注氣300×104m3。②板876地下儲氣庫該儲氣庫于2002年3月完工開始注氣。采氣期利用5口新井及2口老井，日采氣量300×104m3左右，采氣天數(shù)為120d，階段采氣2.17×108m3。

一、地下儲氣庫概述唐建峰7中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系③板中北高點(diǎn)儲氣庫該儲氣庫的設(shè)計總工作氣量10.97×108m3，已建成3.6×108m3的工作氣量，日采氣能力達(dá)到300×104m3，應(yīng)急最大采氣能力為600×104m3。

金壇鹽穴儲氣庫為確保西氣東輸工程的實施，保證西氣東輸管線沿線和下游長江三角洲地區(qū)用戶的正常用氣，在長江三角洲地區(qū)選擇了江蘇金壇市的金壇鹽礦，建設(shè)我國第一個鹽穴天然氣地下儲氣庫。該儲氣庫的建成將大大緩解管道供氣所面臨的調(diào)峰壓力，減少管道建設(shè)總投資，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

一、地下儲氣庫概述唐建峰8中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系含水層儲氣庫的開發(fā)建設(shè)利用含水層改建地下儲氣庫國內(nèi)尚無先例，近期對華北地區(qū)任丘潛山油藏及湖北潛江含水構(gòu)造改建地下儲氣庫的工作都剛剛起步。在長江三角洲地區(qū)利用含水層儲氣庫規(guī)劃有效儲氣量達(dá)48.29×108m3，而按規(guī)劃2015年前將建成山東、環(huán)渤海、長江三角洲及中南四個區(qū)域地下儲氣庫群的儲氣庫，總有效工作氣量為101.75×108m3，利用含水層儲氣庫儲存的天然氣氣量占總儲氣量的47.46%。

一、地下儲氣庫概述唐建峰9中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

地下儲氣庫儲存技術(shù)一、地下儲氣庫概述二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用三、地下儲氣庫類型及特性四、地下儲氣庫庫址的選定五、地下儲氣庫的相關(guān)計算六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬七、地下儲氣庫的發(fā)展趨勢唐建峰10中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（1）儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成天然氣地下儲氣庫主要由地下氣藏儲氣層，注采氣井，壓縮站，脫水站，輸氣干線四大部分組成。地下氣藏儲氣層地下氣藏的地質(zhì)構(gòu)造，是具有一定滲透能力的多孔介質(zhì)，多孔介質(zhì)的孔隙為天然氣的儲存提供空間，而滲透率使氣體能在其中流動；儲層上面有非滲透性蓋層，蓋層通常是彎曲或拱形的，能夠阻止氣體從上面溢出，同時也起到側(cè)面遮擋作用，又是斷層產(chǎn)生的垂直斷面在儲層的一側(cè)或多側(cè)起到封閉作用；非滲透層或底水在儲層底部起封隔作用。

二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用唐建峰11中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

注采井和觀察井儲氣庫注氣井和采氣井大部分合用，注氣井一般選擇在構(gòu)造頂部區(qū)域、物性比較好的地方。一般來說，注入井中含氣飽和度最高的井，即為注氣期間承壓最大的井，在采氣時也是產(chǎn)量最高的井。儲氣層的觀察井，主要是觀察天然氣在儲層厚度方向上的推進(jìn)速度；檢查蓋層密封性設(shè)置；在先導(dǎo)性試驗中，測定氣水界面，觀察邊底水情況；監(jiān)測天然氣是否沿斷層流到上覆層；研究儲層和井筒溫度變化；在含氣邊界附近測定壓力。觀察井的選擇十分重要，這種井往往是注氣井也是采氣井。

二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用唐建峰12中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

集輸系統(tǒng)

儲氣庫集輸系統(tǒng)是連接井和中心站的中間環(huán)節(jié)，與一般集輸系統(tǒng)區(qū)別不大，只是集氣管線要粗一些，容積大一些。

壓縮機(jī)

一般地下儲氣庫都設(shè)置注氣壓縮機(jī)，通常設(shè)置在離井近的中心站。因為地下儲氣庫的壓力比管網(wǎng)系統(tǒng)壓力高，一般壓縮機(jī)用于注氣。有時為提高采出能力，采氣時也用壓縮機(jī)。

二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用唐建峰13中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系中央脫水裝置

地下儲氣庫總含有一定的水，有時水比較活躍，當(dāng)管線中的干氣注入地下后，儲層中的水就會蒸發(fā)到天然氣中，天然氣中含水量高，就不符合管線要求，所以天然氣采出后必須脫水。實際應(yīng)用中，所有儲氣庫的中心脫水裝置都是乙二醇脫水器。該脫水器比較經(jīng)濟(jì)，且性能較好，如果遇到水流段塞，也會運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用唐建峰14中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（2）地下儲氣庫的作用

地下儲氣庫主要有以下幾個方面的作用：①協(xié)調(diào)供求關(guān)系與調(diào)峰；②實施戰(zhàn)略儲備，保證供氣的可靠性和連續(xù)性；③有助于優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)和輸配管網(wǎng)的運(yùn)行；④為其他國家提供儲氣商務(wù)服務(wù)；⑤影響氣價，實現(xiàn)價格套利；⑥提供應(yīng)急服務(wù)。

二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用唐建峰15中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

地下儲氣庫儲存技術(shù)一、地下儲氣庫概述二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用三、地下儲氣庫類型及特性四、地下儲氣庫庫址的選定五、地下儲氣庫的相關(guān)計算六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬七、地下儲氣庫的發(fā)展趨勢唐建峰16中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系地下儲氣庫的分類標(biāo)準(zhǔn)主要有以下三種：按用途分按作用分按地質(zhì)條件分

三、地下儲氣庫類型及特性唐建峰17中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（1）按用途分

地下儲氣庫按用途分，可分為以下3種類型：

基地型儲氣庫該類型的儲氣庫主要用來調(diào)節(jié)和緩解大型消費(fèi)中心天然氣需求量的季節(jié)不均勻性，因此又叫做季節(jié)性儲氣庫。建在含水層和枯竭油氣田的儲氣庫屬這種類型。儲氣型儲氣庫

該類型儲氣庫主要用于戰(zhàn)略儲備，作機(jī)動的備用氣源，對依靠進(jìn)口天然氣的國家具有特殊意義。

三、地下儲氣庫類型及特性唐建峰18中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系調(diào)峰型儲氣庫該類型儲氣庫主要用作晝夜，小時等短期高峰耗氣調(diào)峰和輸氣系統(tǒng)事故期間的短期應(yīng)急供氣。鹽穴或舊礦穴屬于這種類型。主要特點(diǎn)是采氣效率高，單井產(chǎn)氣量高于傳統(tǒng)儲氣庫2~4倍。但這種儲氣庫容量相對較小，按晝夜最大抽氣量計，其有效氣量可供抽氣10~30d。

三、地下儲氣庫類型及特性唐建峰19中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（2）按作用分

地下儲氣庫按作用分可分為以下兩種。市場儲氣庫該類儲氣庫通常接近主要消費(fèi)市場，通過組合利用輸氣管道和儲氣庫能力滿足不斷變化的需求量。目前，各國以市場儲氣庫居多?，F(xiàn)場儲氣庫該類儲氣庫一般位于產(chǎn)氣區(qū)或接近輸氣干線的首站，主要起補(bǔ)充氣源，使輸氣量保持平衡作用。

三、地下儲氣庫類型及特性唐建峰20中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（3）按地質(zhì)條件分

地下儲氣庫按地質(zhì)條件分，可分為以下五種類型?？萁邭獠匦蛢鈳炖靡验_采枯竭廢棄的氣藏或開采到一定程度的退役氣藏，停止采氣轉(zhuǎn)為夏注冬采的地下儲氣庫，這是在各種地下巖層類型中建造地下儲氣庫的最好選擇。其主要優(yōu)點(diǎn)為：①有蓋層，底層，無水驅(qū)或弱水區(qū)，具備良好的封閉條件，密閉性好，儲氣不易散溢漏失，安全可靠性大。②有很大的天然氣儲氣容積空間，有效庫容可大于調(diào)峰氣量的1.2倍，且不需或僅需少量的墊底氣，注入氣利用率高。

三、地下儲氣庫類型及特性唐建峰21中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系③注氣庫承壓能力高，儲氣量大。調(diào)峰有效工作氣量大，一般調(diào)峰工作氣量為注氣量的70%~90%。④有較多現(xiàn)成采氣井可供選擇利用，作為注采氣井，有完整配套的天然氣地面集輸，水，電，礦建等系統(tǒng)工程設(shè)施可供選擇，建庫周期短，試注，試采運(yùn)行把握性大，工程風(fēng)險小。

缺點(diǎn)是：枯竭氣藏型儲氣庫密封性要求高，注入氣體最好是經(jīng)過處理的干氣。

三、地下儲氣庫類型及特性唐建峰22中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系枯竭油藏型儲氣庫該類型儲氣庫是利用已采油程度很高的枯竭廢棄油藏或油藏氣頂來建造。儲庫具備枯竭氣藏型儲庫的部分優(yōu)點(diǎn)，儲氣量大、原有地面設(shè)備可再利用等。

其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在：①需要把部分油井改造為天然氣注采井，原油集輸系統(tǒng)也需改為氣體集輸系統(tǒng)；②隨同采氣必會攜帶出部分輕質(zhì)油，需配套新建輕質(zhì)油脫除及回收系統(tǒng)，且建造周期長，需試注，試采運(yùn)行，檢驗，考核費(fèi)用較大。盡管存在上述缺點(diǎn)，在無枯竭氣田的條件下，枯竭油藏仍不失為建造地下儲氣庫的良好選擇。

三、地下儲氣庫類型及特性唐建峰23中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

含水層型儲氣庫該類型儲氣庫一般建在背斜構(gòu)造的含水砂巖儲層中。其儲氣原理是：通過高壓將氣體注入含水層的孔隙中，將地下含水層中巖層孔隙中的水排走，用氣體將水驅(qū)到邊緣形成一個人工氣田并在非滲透性含水蓋層下儲氣。

含水層型儲氣庫的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造完整，鉆井，完井一次到位，其缺點(diǎn)是勘察，研究選庫工作難度大，建庫周期較長，風(fēng)險較大，氣水界面較難控制，且投資運(yùn)行費(fèi)用高；氣庫需一定的墊氣層，一般是氣庫儲氣量的30%~70%，儲氣量，調(diào)峰能力較枯竭油氣藏小。

三、地下儲氣庫類型及特性唐建峰24中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

三、地下儲氣庫類型及特性

鹽穴型儲氣庫

鹽穴儲氣庫的儲氣原理是：在天然鹽層中，以常規(guī)鉆井方法鉆穿鹽層，注入淡水進(jìn)行沖蝕使之形成一定體積和形狀的溶腔，然后泵出鹽水注入天然氣。與其他類型的地下儲氣庫相比，其缺點(diǎn)是：建庫單位成本和操作費(fèi)用高，總的天然氣有效容積相對較小，鉆井、完井難度大，溶蝕沖蝕較難控制。優(yōu)點(diǎn)是：產(chǎn)氣能力相對較高，注氣時間短，墊層氣用量少，儲氣無泄漏，調(diào)峰能力強(qiáng)，能快速完成抽氣注氣循環(huán)，一年中注采循環(huán)可達(dá)4~6次，最適合日調(diào)峰。唐建峰25中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系廢棄礦穴儲氣庫

廢棄礦穴儲氣庫是利用廢棄煤礦等遺留的洞穴來儲存天然氣。這種儲氣庫有嚴(yán)重缺陷，如原有井筒難以密封，存在氣體向地面泄漏的危險；抽出儲存氣體的質(zhì)量會變化，熱值有所降低。

三、地下儲氣庫類型及特性唐建峰26中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

地下儲氣庫儲存技術(shù)一、地下儲氣庫概述二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用三、地下儲氣庫類型及特性四、地下儲氣庫庫址的選定五、地下儲氣庫的相關(guān)計算六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬七、地下儲氣庫的發(fā)展趨勢唐建峰27中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系在相同地質(zhì)構(gòu)造條件下，庫址的選擇應(yīng)進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和各種方案比較。

從經(jīng)濟(jì)上考慮，氣庫與氣源和城市用戶距離越近越好，但地下儲氣庫不管是建在含水層還是利用枯竭油氣田，常常會一定范圍內(nèi)影響深含水層，造成大量水位移，使壓力出現(xiàn)紊亂，儲層滲透率越大，壓力波及范圍越大，因此，從安全角度考慮，儲庫的選址應(yīng)避開人口稠密，工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，同時盡量建在用戶區(qū)最小頻率風(fēng)向的上游。若采用惰性氣體作墊層氣，還要考慮惰性氣體的氣源問題。

對儲庫的深度，根據(jù)國外主要從儲備能力和經(jīng)濟(jì)效益考慮的建庫經(jīng)驗，對枯竭油氣田儲庫，適宜深度為1500m左右，含水層儲庫深度不宜超過1000m。

四、地下儲氣庫庫址的選定唐建峰28中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

地下儲氣庫儲存技術(shù)一、地下儲氣庫概述二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用三、地下儲氣庫類型及特性四、地下儲氣庫庫址的選定五、地下儲氣庫的相關(guān)計算六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬七、地下儲氣庫的發(fā)展趨勢唐建峰29中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系儲庫設(shè)計容量確定儲庫儲氣量的計算及校核注采速度的選擇

五、地下儲氣庫的相關(guān)計算唐建峰30中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（1）儲氣庫設(shè)計容量的確定

確定城市燃?xì)庀到y(tǒng)需要建設(shè)多大的地下儲氣庫，最基本的設(shè)計參數(shù)是儲氣庫的設(shè)計儲量，即需要儲庫總的儲氣能力，根據(jù)市場各類用氣需求確定，主要由兩部分構(gòu)成：注采工作氣和墊層氣。注采工作氣

儲庫內(nèi)運(yùn)行的注采工作氣包括：維持城市調(diào)峰所需的用氣量和城市供氣管網(wǎng)系統(tǒng)突發(fā)事件應(yīng)急儲存氣量。

調(diào)峰注采氣量：其值是在預(yù)測城市用氣負(fù)荷后，由用氣量不平衡的波動與輸氣管道供氣量的差額計算確定。

五、地下儲氣庫的相關(guān)計算唐建峰31中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系突發(fā)事故應(yīng)急儲備氣量：為保證供氣安全可靠，必須考慮突發(fā)事故如設(shè)備大修，系統(tǒng)故障等，即要考慮突發(fā)事故的應(yīng)急儲備氣量。據(jù)經(jīng)驗，附加的有效事故應(yīng)急儲備氣量約為補(bǔ)償季節(jié)用氣不均衡所需氣量的10%左右。墊層氣量為維持儲庫壓力，必須保證滯留在儲庫中的一部分氣體，稱為墊層氣，它是地下儲氣庫里儲氣量的一部分。墊層氣是確保儲庫的最低壓力，使供氣時能提供足夠的輸送速度。儲庫調(diào)峰采出操作時，墊層氣不可被采出。

五、地下儲氣庫的相關(guān)計算唐建峰32中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（2）儲庫儲氣量的計算及校核儲庫儲氣量的計算運(yùn)行過程中，地下儲氣庫的儲氣量是時間和壓力的函數(shù)。一般采用注氣實驗確定，經(jīng)過幾個注采周期，在觀測、分析和評價儲氣層圈閉密封性的基礎(chǔ)上，確定出最大儲氣量，目前，國外有些國家也采用數(shù)學(xué)模擬的方法，用數(shù)學(xué)模型確定最大儲氣量，計算包括在達(dá)到最大儲存壓力下，能儲存的最大氣體量，最小極限壓力下能采出的最大氣體量等。

五、地下儲氣庫的相關(guān)計算唐建峰33中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系地下儲氣庫的校核地下儲氣庫在實際運(yùn)行時?？赡馨l(fā)生泄漏問題，導(dǎo)致氣庫中的實際存氣量往往小于賬面上的儲氣量。因此要使儲氣庫正常發(fā)揮作用，在注采運(yùn)行時，動態(tài)校核容量是十分必要的。

目前，國外進(jìn)行氣藏的儲量校核主要有兩種方法。①定體積法估算或計算體積膨脹系數(shù)，儲庫幾何形狀，孔隙率及地質(zhì)資料，按壓力對由天然氣占據(jù)的孔隙體積進(jìn)行積分，計算天然氣含量并與賬面存量進(jìn)行比較，由差額得出滲漏量。

五、地下儲氣庫的相關(guān)計算唐建峰34中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系②壓力-儲量數(shù)據(jù)圖形分析以虛擬壓力p/Z對儲量連續(xù)作圖（也叫遲滯圖），若儲庫體積不變，所作出的圖形為一條直線，其斜率與截距可說明氣藏體積與儲量；若是水流驅(qū)動的儲庫，所作出的圖形為一條曲線，用來解釋天然氣的遷移滲漏及天然氣泡的成長。Z的含義：儲庫覆蓋層巖石厚度（m）

五、地下儲氣庫的相關(guān)計算唐建峰35中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（3）注采氣速度的選擇對含水層儲庫，因為氣體粘度小于水的粘度，注氣速度過快易造成氣的突進(jìn)，反之高的采氣速度，也會使壓降過大，邊，底水推進(jìn)過快，壓力漏斗波及范圍過大，可見儲庫必須控制注采氣速度。

一般來說，生產(chǎn)運(yùn)行時的注采氣初期，儲庫的壓力變化較快，后趨平穩(wěn)，應(yīng)延長注采氣周期。因為短期內(nèi)的注氣和采氣必產(chǎn)生大的壓降漏斗，同時采氣時間越短，儲庫單位費(fèi)用越高。另一方面，由于建庫的目的就是進(jìn)行城市的調(diào)峰用氣，這又要求有高的采氣速度。因此，確定最佳的注采氣速度，在儲庫的規(guī)劃設(shè)計時十分必要。

五、地下儲氣庫的相關(guān)計算唐建峰36中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

地下儲氣庫儲存技術(shù)一、地下儲氣庫概述二、天然氣地下儲氣庫系統(tǒng)構(gòu)成及作用三、地下儲氣庫類型及特性四、地下儲氣庫庫址的選定五、地下儲氣庫的相關(guān)計算六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬七、地下儲氣庫的發(fā)展趨勢唐建峰37中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系綜合國外文獻(xiàn)資料，國外地下儲氣數(shù)值模擬研究主要提出了三種數(shù)學(xué)模型：三維氣流模型、三維氣水置換模型及三維氣體混合模型。（1）三維氣流模型該模型的建立為純氣驅(qū)枯竭氣藏型地下儲氣庫的動態(tài)運(yùn)行提供了理論依據(jù)。該模型為：質(zhì)量守恒：位勢方程：狀態(tài)方程

六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬唐建峰38中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（2）三維氣水置換模型這一模型是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的，目前應(yīng)用范圍最為廣泛。該模型為：質(zhì)量守恒：位勢守恒：

六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬唐建峰39中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系狀態(tài)方程：

飽和度方程：毛細(xì)管方程：

六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬唐建峰40中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系（3）三維氣體混合模型該模型發(fā)展較晚，是隨著儲氣技術(shù)的科學(xué)化和積累的經(jīng)驗產(chǎn)生的。該模型不僅考慮了氣體的滲流過程，還考慮了兩種氣體相互對流和擴(kuò)散問題。模型為：

質(zhì)量守恒：

位勢守恒：

六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬唐建峰41中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系濃度擴(kuò)散方程：

狀態(tài)方程：耦合方程：

式中，J——擴(kuò)散率；c——擴(kuò)散濃度。

六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬唐建峰42中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系目前，國外天然氣地下儲氣庫的數(shù)值模擬正朝著以下幾個方面發(fā)展：①增加模型靈活性，功能性；②數(shù)值模擬技術(shù)從大型機(jī)向微型機(jī)轉(zhuǎn)化；③優(yōu)化儲氣庫運(yùn)行模式。

六、地下儲氣庫的數(shù)值模擬唐建峰43中國石油大學(xué)儲運(yùn)工程系

地下儲氣庫儲存技術(shù)一、地下儲氣庫概述二、天然