“中国西南储气能力”建设的技术基础与发展思考

为保障国家天然气安全平稳供应,2019年国家能源局启动了川渝天然气千亿立方米级“气大庆”的建设项目,将四川盆地天然气储气调峰和战略应急保供能力建设提升至国家战略安全高度。此外,中国石油在“十四五”期间确立了打造“西南储气中心”的战略目标,积极攻关各项地下储气库(以下简称储气库)建库技术难题,已初步形成“西南储气中心”建设格局。为此,在分析四川盆地建设储气库面临的挑战基础上,系统梳理总结了中国石油近17年在四川盆地的发展规划、建设现状、技术进展等方面的成果,并对打造“中国西南储气能力”提出了具体的攻关方向。研究结果表明:(1)四川盆地天然气资源丰富且拥有与全国天然气管网互连互通的完善管网设施,能够为盆地储气库建设提供坚实基础;(2)提出了复杂盆地气藏的“十指标”选址体系,建立了完善的储气库库址优选技术;(3)形成了储气库建库运行七大特色技术,健全了碳酸盐岩气藏建库主体技术系列;(4)构建了国内首个储气库地质体、井、地面完整性管理评价技术体系,保障了储气库安全稳定运行。结论认为,为支撑国家天然气千亿立方米级“气大庆”建设,提出了“中国西南储气能力”建设的概念,其核心是以中国石油初步建成的企业级“西南储气中心”为基础,走出单一油公司储气库建设模式,建立政府主导协调、跨企业的储气库协同共建共享共营机制,全面推动四川盆地整体储气能力建设,保障国家天然气能源安全。

北极对流层大气能量变化特征及趋势

在北极快速变化背景下,北极对流层大气的温度和湿度不断增加,提示北极对流层大气基本状态可能发生变化。作为大气基本状态的度量,北极对流层大气能量是否发生变化,以及发生何种变化,是北极研究者关心的重要科学问题。本文基于对北极对流层大气地-气能量交换、侧边界能量交换和大气能量变化研究的简要回顾,给出了北极对流层大气能量变化及趋势的物理图像和基本数据。以上研究表明,(1)北极下垫面向对流层大气的能量输送不断增加,夏季中高纬度向北极对流层大气的能量输送也在增加,从能量收支的角度提示北极对流层大气能量增加的可能性;(2)采用再分析资料的最新研究也表明,近数十年来,北极对流层大气能量不断增加,大气基本状态正在发生显著的变化。

计及压缩机运行域的动态最优电-气能流凸化算法

压缩机是电-气互联系统的关键元件,其运行工作点是否位于运行域内关系到系统的安全稳定运行,同时其模型非凸性大幅增加了最优电-气能流的求解难度。为此,该文在压缩机准确建模的基础上,针对电力和天然气系统迥异的传输特性,提出一种计及压缩机运行域的动态最优电-气能流凸化算法。首先,根据压缩机运行参数与状态变量间的映射关系,构建压缩机三维运行域模型,并利用超平面实现运行域的凸包络松弛。其次,考虑差异化传输特性建立动态最优电-气能流模型,实现模型的混合整数二阶锥凸重构,并提出一种基于动态线性化与紧缩凸包络的凸化算法。最后,算例验证所提模型的有效性,表明所提算法在计算精度和效率上均优于连续锥规划算法。

冀东油田储气库先导试验注气井注气能力影响因素分析

冀东储气库先导试验区为冀东X储气库和冀东Y储气库,均为油气藏建库,在注气投产过程中,部分井存在注入压力高、注入能力差等瓶颈问题,6口注气井的注气能力差异较大,与方案相比也存在差异,为找出影响注气能力的主控因素,矿场实践开展了注气井注气能力影响因素分析,认为含气饱和度对注采气能力影响最大,该分析结论对后续储气库注气井投产运行及现场动态分析具有重要的意义。

基于遗传算法的盐穴储气库注气能力方案优化

盐穴储气库作为中国天然气调峰的重要手段之一,承担着战略储备的重要任务。为提高川气东送输气管网的运行优化能力,对金坛盐穴储气库提出合适的注气配产方案以降低压缩机能耗作为当前阶段的首要目标。通过对金坛盐穴储气库的地理环境、管道参数、储气井参数、压缩机能耗等综合因素进行分析后,以该地区十口井注气流程为例,将其配气方案的能耗分析作为主要目标,在满足于储气库总量、单井注气约束条件的情况下,应用遗传算法对注气任务方案进行优化。通过分析了5组遗传算法进行优化的注气配气过程,结果表明当迭代步数达到25步左右时,总能耗达到收敛且平均每组运行时间为4.57 s,进一步分析得出各单井注气量在优化过程中的趋势图。在符合现场条件、满足于注气需求的情况下,最终模拟优化后的配产方案系相比最初配产方案压缩机能耗下降了33%,实际现场压缩机能耗下降普遍在30%~35%,大幅降低了压缩机能耗浪费,对实际生产应用具有一定的指导作用。

增强型集气覆盖层闭气能力影响因素及优化布置

为了实现我国生活垃圾填埋场的高效集气,消除填埋气无序逸散造成的环境污染及人身安全问题,提出由HDPE土工膜、膜下集气管和土质调节层构成的增强型集气覆盖层(EGCC)结构.采用Geo-studio软件中的Air/W模块,分析增强型集气覆盖层的闭气效果及其影响因素.结果表明,土质调节层的固有渗透率、膜下集气管的抽气压力和单层填埋垃圾的厚度是影响增强型集气覆盖层闭气效果的3个主要因素.膜下最大气压随着土质调节层的固有渗透率的降低、膜下集气管抽气压力的提高和单层填埋垃圾厚度的提高而增大.提出基于土质调节层的固有渗透率和膜下集气管抽气压力的膜下集气管布置间距估算公式,建议优先选用当地容易获得的中砂或更粗的土料作为土质调节层.在深圳下坪填埋场采用增强型集气覆盖层并结合集气井技术后,2014—2019年期间填埋气收集量提升7倍以上,收集率由不到30%提升至超过90%.

追踪源荷实时变化的仿射最优电-气能流在线计算方法

随着新能源渗透率的逐步提高,电-气互联系统的运行态势更为复杂多变。为响应源荷的实时变化,该文提出一种仿射最优电-气能流在线计算方法。首先,利用泰勒展开与隐式有限差分法构建天然气动态模型,并采用流速基值自适应校正方法提高模型准确性。其后,利用仿射算术描述系统的源荷不确定性,将最优能流由确定域拓展至仿射域,构建仿射最优电-气能流模型。在此基础上,通过离线优化获取最优调度方案关于噪声元的仿射解析表达式,利用噪声元追踪源荷的实时变化,进而在线获取决策方案。所提方法依据即时信息快速决策,可满足实时调度需求。最后,通过算例分析验证了所提动态模型的准确性,表明所提在线方法的调度性能接近具有完备预测信息的最优调度。

水环真空泵抽空气能力提升改造及效益研究

本文结合内蒙古蒙东能源有限公司1号600MW超临界燃煤空冷汽轮发电机组真空泵改造项目,详细分析了空冷岛增加辅助抽真空系统、更换抽真空管道的改造过程,改造后环境温度低于0℃以下,最低背压可达到5kPa,冬季降低背压平均约2kPa,降低煤耗2.4g/kWh,折合全年降低煤耗约1.1g/kWh,投资回收期约2.1年,实现冬季空冷岛不结冻,满足防冻要求。通过真空泵改造,每年节约标煤3300t,节约费用161.7万元,抽气效率得到有效提升,达到了改造目的并有效提升了发电效益,值得推广。

新疆H型储气库注采气能力评价方法

新疆H型储气库是目前中国最大的地下储气库,其注采气能力评价方法具有一定代表性。依据新疆H型气藏特点,采用节点分析法来评价储气库气井的注采能力。利用地层临界出砂压差、冲蚀流量、临界携液流量、地层破裂压力和地面压缩机额定功率来分别约束气体流入和流出方程,通过二者协调点确定气井的合理注采气量。研究表明：新疆H型储气库应采用11.43 cm油管,合理采气量为50×104～118×104m3/d,合理注气量为48×104～160×104m3/d。该研究为合理选择完井油管尺寸和控制不同注采周期中的井口压力提供参考。

徐深气田聚散气能力配置类型及其与天然气储量丰度的关系

依据气藏盖层排替压力与储层剩余压力特征,对徐深气田聚散气能力配置类型及其与储量丰度的关系进行了研究。结果表明,强聚弱散配置类型最有利于天然气富集,强聚中散配置类型和较强聚弱散配置类型次之。徐深气田中19个气藏聚散气能力配置类型有5种,以强聚较强散配置类型最多,强聚中散配置类型次之。徐深气田中19个气藏以中等储量丰度的气藏最多,高、低储量丰度的气藏相对较少。该气田如要形成高天然气储量丰度气藏,最佳聚散气能力配置类型应为强聚中散和较强聚中散配置类型。

文23储气库先导注气井注气能力影响因素分析

文23储气库是中石化"十二五"重要工程,是新疆煤制天然气管道(新粤浙管道)的配套工程。储气库设计最大库容101.66×108m3,有效工作气量46.23×108m3,日调峰能力3800×104m3,肩负着华北地区、长三角等区域用气调峰、应急供气重要任务,是我国中部地区规模最大的地下储气库,对缓解国内天然气供求矛盾、保证工期安全、改善大气环境、提高国民生活质量具有重大意义。通过2016年至2017年试注,发现先导注气井的注气能力与预测注气能力存在较大差异,2口井几乎不吸气。因此,需要开展注气井注气能力影响因素分析,找出影响注气能力的主要原因,提出改善建议,为后续气库运行提供参考。

胀包郫县豆瓣中耐盐鲁氏接合酵母的筛选和产气能力分析

郫县豆瓣是我国西南地区的传统调味品,胀包是市售郫县豆瓣最主要的质量缺陷。该研究采集了郫县豆瓣和其两种半成品,甜瓣子和辣椒醅,测定了其食盐含量和水分活度(Water Activities,aw),并筛选了其中的耐盐微生物。结果表明,产气的样品食盐含量相对较低,a w相对较高。将样品稀释液接种于含12%(m/m)氯化钠的YM肉汤培养基中,可分离出一种耐盐微生物,鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)。鲁氏接合酵母在YM肉汤培养基,或者回接入食盐含量低于16%(m/m)的灭菌甜瓣子、辣椒醅和郫县豆瓣中,均可导致产气现象发生。其最适生长条件为含盐量4%(m/m),pH值4~6及30℃。其在含盐量8%(m/m)、pH值5~7的情况下产气量最大。提高培养基或灭菌样品的盐含量,鲁氏接合酵母的产气受抑。鲁氏接合酵母可在酸性高盐条件下生长,并能够在郫县豆瓣样品中代谢产气,导致其胀包。

杭州市区大气能见度变化及其与主要因子的分析

通过对杭州市区1981～2006年能见度、主要污染物的观测和研究，探讨市区能见度下降的原因。结果表明，能见度具有明显的下降趋势，20世纪80年代的平均能见度为10km左右，本世纪初减小到7km左右。在低能见度的天气现象中主要是霾。能见度的季节变化非常明显，夏季好冬季差。当污染物浓度和相对湿度增加时能见度减小。能见度与污染物、气象因素的多元回归分析表明相对湿度、NO2、气溶胶细粒子PM2.5是影响能见度的主要因子。

大庆长垣以东地区泉一、二段泥岩盖层封气能力综合评价

为了准确评价盖层毛细管封闭能力 ,综合考虑盖层本身封闭性和宏观发育特征及天然气本身性质对封闭能力的影响 ,给出了假定外力作用下天然气通过泥岩盖层渗滤速度的计算公式及参数确定方法 ,并根据泥岩盖层渗滤速度的大小 ,提出了泥岩盖层封气能力等级划分标准 .采用该方法综合评价了大庆长垣以东地区泉一、二段泥岩盖层封气能力 ,结果表明 :泉一、二段泥岩盖层在安达 -肇洲背斜带具有好的封气能力 。

青藏高原东南部复杂地形区不同天气状况下陆气能量交换特征分析

青藏高原地理环境复杂,已有大气陆面—边界层研究工作多集中于不同下垫面,很少有对复杂地形区的研究。本文利用青藏高原东南部林芝地区2013年5月20日至7月9日四个野外试验站点的观测资料,分析了不同天气条件下,高原复杂地形区不同下垫面的陆—气能量交换特征。结果表明:在各站向下短波辐射基本一致的情况下,地形较陡的北坡阔叶林站感热通量远大于其他3个站点;下垫面植被覆盖最多的南面麦田站潜热通量最大。各站能量通量有明显的日变化特征,晴天时,感热通量和净辐射明显大于阴雨天,而潜热通量随天气状况变化不大。青藏高原复杂地形环境比不同天气条件对于感热通量的影响更显著;不同地形阴雨天时对于潜热通量有明显的影响。当南亚季风槽前的西南暖湿气流影响到林芝地区时,该地区以阴雨天为主,反之则以晴天为主。林芝地区地—气通量的月内变化明显受南亚季风活动的影响。

地下储气库多周期运行注采气能力预测方法

注采气能力预测是地下储气库安全运行的核心技术之一,其预测值的准确与否直接影响到上游气田和整个天然气管网的调配生产以及下游用户的用气安全。为此,基于有水气藏型地下储气库多周期注采运行规律,根据地下储气库多周期运行盘库分析方法,利用地下储气库盘库库容参数的定义,通过一系列的数学推导,创建了地下储气库多周期运行注采气能力预测数学模型及预测方法。实例应用结果表明:①该模型预测结果与地下储气库实际运行结果十分接近,预测模型适用性较好、预测精度高;②通过地下储气库多周期运行动态分析并准确把握库容参数未来变化趋势,能够合理预测及评价地下储气库多周期运行注采气能力的变化。目前该方法应用于已建地下储气库注采气能力预测及优化配产配注中,现场应用效果较好,为进一步提高地下储气库运行效率、降低储气成本提供了技术支持。

潮汐能真空泵工作特性与抽气能力

理论分析和模拟实验表明连续式潮汐能虹吸真空泵具有可靠的工作原理和工业化利用价值。利用3.5m高落差可在7.5kPa(绝压)抽气压力下达到大于2×10-5 kg.(kg海水)-1的抽气能力,用作冷却介质的海水可先用于真空抽气,3070t.h-1海水流量即可满足900MW压水堆核电站汽轮机凝汽器7.5kPa(绝压)下61.4kg.h-1真空抽气负荷,取代额定功率132kW的机械真空泵。抽气能力随真空抽气压力上升而增加,其上限受气液两相动量传递速率或气体最大动量流率限制,应使海水流速大于该极值点的对应值以避免虹吸中断。光滑管且无局部阻力损失的理想工况抽气效率可达0.6,但随局部阻力损失增加而锐降,设计和应用要尽量避免管路阻力元件对气液两相流造成的局部阻力损失,使潮汐能真空泵的工作点位于高效区。

催化裂化烟气能量回收机组失效模式和危害度分析

深入分析了催化裂化烟气能量回收机组操作工艺失常状态的影响因素,建立了失效模式、效应和危害度模型;运用现场企业故障调查的实际数据,采用模糊评定方法,对能量回收机组工艺失常状态进行了定量分析;建立了危险顺序数RPN接受准则,将机组的各种失效模式进行风险排序,确定了影响能量回收机组长周期运行的关键因素及失效机理,为催化裂化装置安全可靠运行提供理论指导。

从NK细胞促心梗后血管新生探讨中医“气能行血”的内在机理

心梗后心室重构是介于心梗及心衰之间重要的病理过程,防治心梗后心室重构对于延缓心梗后心衰的发生具有重要意义。益气活血法从内经"气能行血"理论立法处方,在治疗心梗后心室重构中取得良好的效果。然而"气能行血"的内在机制至今尚不明确,影响了益气活血法在临床的应用。从益气活血法、益气药以及NK细胞促进心肌血管新生防治心梗后心室重构多个角度论述,探讨基于NK细胞促血管新生出发研究益气药促心梗后血管新生机制以及"气能行血"的机理的可行性。

砂岩油藏改建地下储气库注气能力预测方法

目前国内对于水驱后期砂岩油藏改建地下储气库的建库筛选以及地质评价研究工作才刚刚起步,需要进一步深化与加强。在借鉴国外含水层建库技术经验基础上,提出了描述水驱后期砂岩油藏恒速宏观注气能力数学表达式,并利用该表达式进一步建立了宏观注气能力与油藏埋深、渗透率、注气增压系数等的关系图版。实例计算表明:在其他地质和工艺参数基本相同的条件下,选择埋藏适中的油藏建库,既可以保证较高的注气能力又可以节省建库投资;同时由于气液流度比的显著差异,利用高渗透且非均质程度小的油藏建库将更为有利。