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央地合作 技术原创 开辟盐穴储气产业新赛道

时间:2025年12月16日 14:55

中国战略新兴产业融媒体记者 王军善

“国能公司张兴储气库,是中国石油集团第一座盐穴储气库,是央企和地方企业产业创新和技术创新融合发展的典范。”122日下午,在淮安市淮安区国能大道8号,江苏国能石油天然气有限公司第一任董事长刘正友自豪地告诉本刊记者,“张兴储气库更是全球第一座连通井盐穴储气库群,完成了自主原创技术的小试和中试,经过2025820日院士专家的鉴定,整体技术达到国际领先水平。”

以淮扬菜闻名的“世界美食之都”之一江苏淮安,有着我国东部地区最大的盐矿。当地第一家省属国有控股上市公司江苏苏盐井神股份有限公司,正加快重构“制盐+储能”产业发展新格局。2022118日,苏盐井神与中国石油集团储气库有限公司共同投资成立国能公司。本刊记者看到,国能公司大门前立着一块石碑,中间显示天然气和盐卤“两注一排”示意图,左右两边刻着两行字:“连通井盐穴储气库原创技术策源地”。

>>江苏国能石油天然气有限公司。

01

国际上成熟主流技术路线

盐穴储油储气具有“多快好省”优势

目前世界范围内,共建有地下储气库679座,主要分布于美国、欧洲等发达地区,占据全球市场86%以上的储气能力,其中已建成的盐穴储气库超过100座,工作气量超过300亿立方米。美国采用地下盐穴储存方式,在墨西哥湾建成超过1亿吨的世界最大原油战略储备库。

利用盐穴地下空间储油储气储能是国际上成熟主流技术路线。自20世纪50年代,欧美一些国家开始利用地下盐穴储存石油天然气,盐穴储库建设技术快速发展。目前世界范围内,共建有地下储气库679座,主要分布于美国(66.3%)、欧洲(20%)等发达地区,占据了全球市场86%以上的储气能力,其中已建成的盐穴储气库超过100座,工作气量超过300亿立方米。盐穴储油库主要在美国、德国、法国等国家建设规模较大,美国的战略储备主要采用地下盐穴储存方式,在墨西哥湾建成超过1亿吨的世界最大原油战略储备库。盐穴储油储气具有成本低廉,储备量大,经济效益高等“多快好省”优势,是优选的油气能源储备方式。

近年来,深部地下储能引发行业关注。2023518-19日,以“地下储能”为主题的香山科学会议第748次学术讨论会在北京召开。会议围绕深部地下储能发展规划与挑战、核心技术2个中心议题展开深入讨论。会议由中国科学院武汉岩土力学研究所杨春和院士、山东大学李术才院士、中国石油集团赵文智院士、中国石化集团李阳院士、中国石油大学(北京)李根生院士共同担任执行主席。会上,院士专家分别作了题为《深地储能基础理论与关键技术难点》《中国储气库库址评价面临的关键问题》和《复杂地质条件下地下储气库关键技术》的报告,国能公司教授级高级工程师刘正友等8位专家作了专题报告。

目前,我国天然气年消费量已达4346 亿立方米,全国在役储气库(群)32座(枯竭油气藏27座,盐穴5座),形成调峰能力约300亿立方米,仅为消费气量的7%,远低于发达国家15%-25%的平均水平,且产能结构和区域分布不合理,81%以上为枯竭油气藏型储气库,位于中西部和北方地区。

>>江苏国能石油天然气有限公司集注站工艺区。

在储气库现场,国能公司副总经理张健告诉本刊记者,作为国内重要的经济发展地区,长三角目前仅有金坛、刘庄、张兴一期等储气库,建成调峰能力约20亿立方米,仅占全国总调峰能力的7%,比例严重不足,导致应急调峰时间长,输气费用高。面对经济发展和天然气需求量的增加的状况,迫切需要一个大型储气库来实现长江三角洲经济区的天然气调峰、紧急调配和战略储备功能。张兴储气库全部建成后将成为保障区域能源安全、促进经济发展的坚强后盾,确保能源供应的平稳与充足。

02

五位中国工程院院士齐聚淮安

为“连通井盐穴储气库原创技术策源地”揭牌

我国在深地能源储备领域一项重大原创性突破,实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。该技术集“快速造腔、大幅扩容、高效采气”于一体,攻克了在层状低品位盐矿建造大型储气库的世界难题。

2025820日下午,苏盐井神院士工作站盐矿深地储能成果发布暨学术研讨会在淮安举行。五位中国工程院院士,西南石油大学教授罗平亚,教授级高级工程师李阳,中国石油大学教授、油气资源与工程全国重点实验室主任李根生,中国科学院武汉岩土力学研究所研究员杨春和,东南大学校长孙友宏,以及淮安市市长顾坤,中石油储气库公司总经理安丰春等,共同为“连通井盐穴储气库原创技术策源地”揭牌。

首任驻站院士罗平亚表示,盐穴作为天然的地下储存空间,能高效实现能源的长期存储与调峰。淮安盐矿资源储量丰富、分布集中,盐层埋深适宜、厚度大,为建造大规模盐穴储库提供了优质资源基础。同时,淮安地处南北交汇,周边能源消费市场广阔,盐穴储气库为长三角地区能源安全保供提供强有力的支撑。

杨春和院士代表院士工作站表示,由苏盐井神主导研发并成功应用的“连通井盐穴储气库”技术,是我国在深地能源储备领域的一项重大原创性突破,标志着我国在该领域实现了从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。该技术已建成世界首座连通井盐穴储气库,并被正式认定为“连通井盐穴储气库原创技术策源地”。

>>“两注一排”工艺。

本刊记者了解到,我国盐矿资源普遍存在盐层薄、夹层多、杂质含量高(部分矿区杂质含量高达45%)的特点,曾被一些国外专家认为难以用于建造大规模地下储气库。传统单井造腔技术面临造腔速度慢、有效储气空间小、建库经济性差等世界性难题。从2010年起,苏盐井神联合顶尖科研团队,依托其拥有的淮安地区丰富盐矿资源,针对上述难题展开了长达十余年的科技攻关。

张健介绍,该技术体系并非单一技术,而是一套涵盖采卤造腔、储气扩容、采气运行全流程的“中国方案”,包括一系列核心创新点。

“连通井高效造腔”技术是基石。区别于传统单一直井造腔,该技术是向地下盐层同时钻两口垂直井,并在预定深度通过水平井技术将两者连通,形成一个“U”型管状的地下井组。在此结构下注水溶盐,造腔效率得到革命性提升。连通井的卤水生产能力可达250立方米/小时,远超单井的100立方米/小时,且卤水氯化钠含量超过300/升,较单井的290/升也更高项目突破性应用双井水平对接造腔”“两注一排等自主技术,单腔体容积提升至50万立方米,造腔效率提高3倍。采用传统单井单腔技术溶解40万立方米的固体盐,通常需要45年,而连通井技术只需要约2年,张兴储气库的连通井造腔周期缩短50%

同时,研发团队还攻克了难溶夹层(如钙芒硝)的溶漓技术,并开发了专用的造腔仿真软件,实现了对复杂腔体形态的精准控制。

“沉渣空隙储气扩容”技术是极具巧思的重大创新。高杂质盐矿造腔后,会留下大量不溶物沉渣,占据高达75%以上的空间。传统工艺只能利用沉渣之上的空间,库容损失巨大。研发团队受“司马光砸缸”启发,在国际上率先提出了利用沉渣空隙储气的构想。通过创新性的“高位注气-底部排卤”工艺,从盐穴顶部注入高压气体,同时从预先设置在沉渣底部的排卤管将空隙中的卤水排出,从而将原本废弃的沉渣堆积体转变为有效储气空间。工程试验证实,沉渣空隙水力连通性良好,该技术可使有效储气体积扩容约20%在行业内处于领先水平,填补了国内同类行业领域空白。

为确保储气库安全高效运行,还形成了多项配套工艺。在采气环节,创新采用“三段式”保压运行方法,通过高压自喷、注氮气垫、注卤顶气等多重手段,在极小压力波动下将天然气采出,成功将传统工艺中高达40%的垫底气比例降低至20%甚至更低,相当于直接提升了20%及以上的工作气量和调峰能力。此外,还有专利技术实现了“注气排卤”与“采卤造腔”的同步进行,进一步缩短了建库周期并提高了资源利用率。该技术集“快速造腔、大幅扩容、高效采气”于一体,整体上实现了储气库建设成本降低、周期缩短、库容提升的综合效益,攻克了在层状低品位盐矿建造大型储气库的世界难题。

03

从“工程化实践”到“商业化运营”

2035年瞄准“百亿方级储气库”集群

投产1座集注站、2座集配站和5座井场,集注站已完成注气510万方/日、采气800万方/日的注采气全流程工艺安装,累计完成投资约26亿元淮安盐盆每年可形成地下溶腔300万方以上,每年新增库容气量能力7.5亿方以上,每年新增投资约20亿

本刊记者在国能公司沙盘前了解到,张兴储气库选址在淮安盐盆的张兴矿区位于淮安区石塘镇境内,矿区面积4.2平方公里),计划总投资65.1亿元,新建1座地下盐穴储气库注采气站场及整套注采装备,3座集配气站,19座注采井场,设计总库容31.26亿立方米,工作气量18.5亿立方米。

该储气库建设将具有应对突发供气短缺的能力,能够在天然气供应紧张时释放储存的天然气,保障能源的稳定供应;能够平衡冬夏用气峰谷差,缓解天然气供应的季节性波动。该储气库主要服务于江苏省内政府与城镇燃气企业储气能力需求,同时为长三角和周边地区提供储气调峰服务。

目前张兴储气已被列入《国家发委、国家能源局十四五石油天然气发展规划》、国家能源局2022年天然气储气设施新开工重点项目、《江苏省储气设施专项规划》、江苏省2022202320242025年重大项目。

国能公司工程建设部部长巴端告诉本刊记者,中俄东线天然气管道、青(岛)宁(南京)输气管道和苏皖豫天然气管道,这三条输气主管道以及长三角区域原油管网都经过淮安。张兴储气20222月开工,累计成功投产1座集注站、2座集配站和5座井场,其中集注站已完成注气510万方/日、采气800万方/日的注采气全流程工艺安装,累计完成投资26亿元。

张健表示,张兴储气库已实现从工程化实践“商业化运营的关键跨越,生产能力与行业影响力持续提升。

2023采用一注一排模式注气约545万立方米,成功实现国内连通井储气库工程化实践01的突破,抢占行业先发优势;

2024启动两注一排注气试生产,全年完成注气6798 万立方米;同年冬季采气季完成采气约1230万立方米,标志着项目正式具备商业化运能力;

20255月启动规模化注气生产,911日江苏沿海管道张兴储气库支线管道顺利投产;截至115日早8点,2025年已完成注气交接气量2.9516亿立方米,实现累计库存气量3.686亿立方米。

张健介绍,张兴储气库在技术方面具有先进性,同时具有重大的社会效益。

>>“一注一排”(左)与“两注一排”(右)。

国能公司与杨春和院士团队共同持续探索淮安高杂质盐矿地下溶腔资源化利用,攻克了高杂质盐矿建库成腔率低的技术瓶颈,突破了不能建造大规模储气库的行业禁锢,形成天然气大规模地下储备系列成果。其中,高杂质盐矿连通井建腔储能关键技术入选江苏省2021年碳达峰碳中和科技创新项目,为张兴储气库建设提供了核心技术支撑。 

连通井储气库原创技术的突破,解决了我国井矿盐资源品位低、夹层多的建库瓶颈,将对我国大量的盐穴地下空间综合利用提供样板和示范,有利于优化地下能源储备布局,在东部地区建设储气库可提升国家能源安全,改善当前集中在西部南部的不均衡格局。

以淮安盐盆为例,每年可以形成地下溶腔300万方以上,每年新增库容气量能力7.5亿方以上,每年新增投资约20亿元。预计2035年淮安盐盆库容气量约100亿方,是现在全国储气能力的三分之一。

刘正友表示,该技术具有广泛的推广潜力,在满足民生保供的同时,还可以承担政府储备任务,也可拓展至储油、压缩空气储能、储氢、储氦等其他行业,对能源储备行业产生深远影响。

04

“制盐+储能”双轮驱动

构建区域能源“稳定器”

为面临资源枯竭的传统井矿盐企业,提供一个可复制、高价值的转型方向,从单一的盐产品生产升级为“制盐+储能”双轮驱动的综合能源服务商,实现“盐矿开采→盐穴造腔→能源储备→战略保障”的全链条绿色循环。

刘正友表示基于该技术的突破性特征与实际工程成果,其战略价值已超越单一技术范畴,上升至保障国家能源安全与驱动产业革新的战略高度。

该技术成功攻克了我国高杂质、薄盐层盐矿无法高效建库的世界级难题,将以往难以利用的盐矿资源转变为战略储备资产,极大拓展了我国地下储气库的潜在选址范围与总库容上限。

>>注采气车间工作人员正在检测压缩机气阀温度。

以张兴储气库为核心,正在形成的淮安储气库群,可在极端天气、管道故障等紧急情况下,为长三角这一中国经济增长极提供持续、可靠的应急天然气供应,有效平抑价格波动,保障社会民生与产业运行稳定。

该技术引领盐化工行业革命性转型,为面临资源枯竭、发展空间受限的传统井矿盐企业,提供了一个可复制、高价值的转型方向——从单一的盐产品生产,升级为“制盐+储能”双轮驱动的综合能源服务商。这有效盘活了企业既有地质资源、土地和专业技术队伍。

同时创造循环经济新模式,实现了“盐矿开采→盐穴造腔→能源储备→战略保障”的全链条绿色循环。采矿后的地下空间不再被视为需要治理的“包袱”,而是极具价值的战略资产,实现了资源利用的最大化和环境影响的极小化,树立了资源型城市和产业可持续发展的典范。

围绕该技术,正在催生一个涵盖高端装备制造、智能监测、大数据运维、新能源储备的产业集群,为地方经济注入新的科技动能,是培育未来产业、形成新经济增长点的生动实践。

院士专家表示,苏盐井神的连通井盐穴储气库原创技术,是中国科技工作者立足本国复杂地质条件、勇于挑战世界难题而取得的一项“从01”的自主创新。它不仅仅是一套高效建库的工程技术,更是一个包含地质评价、钻井连通、造腔扩容、智能调控在内的完整技术体系与“中国标准”。

其核心价值在于,它以更低的成本、更快的速度、更高的安全标准,将曾经“劣质”的盐矿资源转变为保障国家能源安全的“战略宝库”,并成功示范了传统基础产业如何通过科技创新实现华丽转身,服务于国家重大战略需求。

交流会后,刘正友陪同本刊记者先后参观了注采气生产控制中心、集注站工艺区和ZXK18井场,由于主体部分都在地下,地面上能看到的只有很少的建筑和一些管道。刘正友说,由于是盐穴储气,有效利用了深地空间,节省了大量土地和地面设施,还提高了安全性。

>>压缩机全景。王军善/摄>>压缩机全景。王军善/摄

展望未来,国能公司党委书记刘洋满怀信心地表示该技术平台的应用前景正持续拓展,从天然气储备延伸至氢气储存、压缩空气储能、稀有气体储存等多个前沿领域,为我国构建新型能源体系、实现“双碳”目标提供不可或缺的深地储能解决方案。这项技术充分证明,在保障能源安全与推动绿色转型的国家使命中,深地工程科技创新正发挥着不可替代的战略支柱作用。

>>连通井盐穴储库原创技术。

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