鹽穴地下儲氣庫選址與評價新技術(shù)

鄭雅麗 完顏祺琪 邱小松 垢艷俠 冉莉娜 賴 欣 吳 雙

1.中國石油勘探開發(fā)研究院 2.中國石油天然氣集團有限公司油氣地下儲庫工程重點實驗室3. 中國石油川渝頁巖氣前線指揮部生產(chǎn)運行部

0 前言

2018年度世界天然氣聯(lián)盟（IGU）地下儲氣庫（以下簡稱儲氣庫）工作組年度報告[1]顯示，世界上運行的4種類型儲氣庫合計689座，總工作氣量為4 165×108m3，高峰日采氣量為71.6×108m3，其中鹽穴儲氣庫107座，工作氣量為355×108m3，占儲氣庫總工作氣量的9%。雖然鹽穴儲氣庫工作氣量占比低于氣藏型儲氣庫（74%）和含水層儲氣庫的工作氣量占比（11%），但是從單位高峰采氣速度來看，鹽穴儲氣庫為510×1012m3/d，是其他3種類型儲氣庫的3倍左右。由此說明鹽穴儲氣庫的采氣速度最快，供氣能力最高，調(diào)峰靈活性最強。

我國已建的儲氣庫主要分布在環(huán)渤海灣、東北、西北、西南和中西部地區(qū)[2]，而作為天然氣主要消費區(qū)的長三角、中南和東南沿海地區(qū)為非油氣產(chǎn)區(qū)，由于氣藏和油藏儲氣庫的庫址資源匱乏，含水層儲氣庫受水層構(gòu)造地質(zhì)勘探程度低的限制，鹽穴儲氣庫成為這些地區(qū)建設(shè)地下儲氣庫的首選。

我國唯一的一座鹽穴儲氣庫是目前正在建設(shè)的、位于長三角地區(qū)的金壇儲氣庫，開展了相關(guān)先導(dǎo)性試驗的有云應(yīng)和淮安兩座鹽礦的造腔井，開展了前期評價工作有平頂山、楚州等鹽礦。針對金壇儲氣庫層狀鹽巖的地質(zhì)特點，自2003年以來的研究成果集中在水溶機理研究[3-5]、造腔控制[6-8]、穩(wěn)定性評價[9-10]和運行設(shè)計[11-12]等方面；針對云應(yīng)多夾層、淮安厚夾層、平頂山埋藏深等地質(zhì)問題開展了雙井[13]、厚夾層[14]造腔的先導(dǎo)性試驗，以及大尺寸造腔方案的研究[15]，但專門針對地質(zhì)評價的成果[16-17]相對較少。在氣荒引發(fā)地下儲氣庫調(diào)峰需求迫切，供氣企業(yè)、地方政府與燃?xì)夤炯毙鑼ふ矣欣◣炷繕?biāo)的背景下，以國外鹽穴儲氣庫建庫地質(zhì)條件為參考，結(jié)合我國鹽礦的地質(zhì)條件，提出了我國鹽穴儲氣庫選址的基本原則，創(chuàng)建了鹽穴儲氣庫建庫條件評價技術(shù)，并進行實例分析，為滿足我國南方非油氣主產(chǎn)區(qū)和天然氣主要消費市場尋找有利鹽礦建設(shè)鹽穴地下儲氣庫的需求提供支持。

1 鹽穴儲氣庫選址的基本原則

國外的鹽穴儲氣庫多數(shù)選擇建在分布穩(wěn)定的鹽丘或厚度大的含鹽地層中，而我國可供選擇建設(shè)鹽穴儲氣庫的鹽礦多數(shù)為陸源湖泊相沉積，含鹽面積和含鹽地層厚度有限，具有鹽層層數(shù)和夾層層數(shù)均較多，單鹽層厚度小、相變大、共生組分多、氯化鈉含量低、水不溶物含量高等特點。建庫地質(zhì)條件的差異，需要在對國外鹽穴儲氣庫建設(shè)地質(zhì)條件分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國鹽礦的地質(zhì)特點，提出適應(yīng)我國層狀含鹽地層建設(shè)鹽穴地下儲氣庫的選址原則。

1.1 國內(nèi)外鹽穴儲氣庫基本情況

我國在建的金壇鹽穴儲氣庫距離輸氣干線分輸站35 km，地表有水塘和部分民居，建庫層位為古近系阜寧組四段，鹽頂埋藏深度介于800～1 200 m，地層厚度為90～290 m，其間穩(wěn)定分布夾層10個左右，單夾層厚度均小于5 m，一般為1～2 m，含鹽率在80%左右，綜合氯化鈉含量介于82%～94%，造腔淡水來源和鹵水出路均有保障。

金壇儲氣庫由中國石油天然氣股份有限公司、中國石油化工股份有限公司及港華燃?xì)庥邢薰救覇挝唤ㄔO(shè)，分別為中石油金壇、中石化金壇、港華金壇儲氣庫，其設(shè)計的工作氣量依次為17.0×108m3、6.8×108m3和 1.8×108m3。

世界上運營的鹽穴儲氣庫[1]單座工作氣量最小為0.05×108m3（美國Lacey Field），最大為20×108m3（德國Etzel ESE），平均為3.6×108m3，其中小于5×108m3的占了71.0%，大于10×108m3的僅占16.8%，說明鹽穴儲氣庫以小于10×108m3的中小型儲氣庫為主；埋藏深度最淺的480 m（美國Bethel），最深的2 000 m（英國Aldbrough），埋藏深度介于500～1 500 m的占84.0%，埋藏深度小于500 m及介于1 500～2 000 m的分別為9.9%和6.2%，合計16.0%，說明鹽穴儲氣庫建設(shè)以中淺層為主；夾層厚度最薄的為40 m（美國Lacey Field），厚度大于200 m的占68.4%，大于300 m的占52.6%，小于100 m與介于100～200 m的比例均為15.8%，說明夾層厚度以大于200 m為主；由1個井腔作為一座儲氣庫的有10個，井腔為1～5個的占63.3%，井腔為6～10個的占21.1%，說明一座鹽穴儲氣庫可以有1個或多個井腔構(gòu)成，并以不多于10個井腔為主，占84.4%。

IGU年度報告數(shù)據(jù)表中[1]含鹽率與氯化鈉含量兩項參數(shù)基本為空缺，但從以往國外考察與交流的情況來看，國外的鹽穴儲氣庫造腔層段的含鹽率至少大于80%、綜合氯化鈉含量至少大于70%。

1.2 我國鹽穴儲氣庫選址基本原則

在國外鹽穴儲氣庫資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國鹽礦含鹽地層層狀分布的特點、金壇儲氣庫建庫過程遇到鉆井征地和鹵水接收等的問題，以及儲氣庫建設(shè)的經(jīng)濟性等，建議我國鹽穴儲氣庫選址的基本原則從地質(zhì)與地表兩方面的條件綜合考慮：

1.2.1 地質(zhì)條件

1）構(gòu)造：構(gòu)造落實且較簡單，斷層不發(fā)育。如果發(fā)育斷層，建庫區(qū)應(yīng)選擇在至少遠(yuǎn)離斷層200 m的區(qū)域。

2）埋藏深度：推薦埋藏深度介于500～1 500 m，最佳為1 000 m左右，既有一定的壓力，又可以節(jié)約投資，最深不宜超過2 000 m。雖然埋深增加可以增加儲氣量，但一般來說，埋深超過1 500 m后，鹽巖蠕變速率加快會導(dǎo)致腔體的年收縮率增加，為了控制腔體的年收縮率，勢必要提高下限壓力，這樣運行壓力區(qū)間變小，工作氣量減少，不僅增加了單位建設(shè)投資，也會帶來地面沉降等安全隱患。

3）含鹽地層厚度：推薦地層厚度大于100 m、含鹽率大于70%（含鹽率為含鹽地層中鹽層累計厚度與地層厚度之比）；單鹽層較厚且分布穩(wěn)定，夾層層數(shù)少且厚度小。

4）氯化鈉含量：以含鹽地層中鹽層與夾層的氯化鈉含量厚度加權(quán)平均得到的綜合氯化鈉含量為篩選指標(biāo)，推薦綜合氯化鈉含量大于60%。

5）頂板：厚度應(yīng)大于30 m且分布穩(wěn)定，無含水層和滲水層，采礦過程中無重大地面塌陷或冒鹵現(xiàn)象。

6）儲量：含鹽地層面積較大、具有一定的規(guī)模，保證有一定的儲氣量，最好有擴建的區(qū)域。

1.2.2 地表及其他條件

1）地表條件：避讓工廠、大型建筑物、生活居民區(qū)及環(huán)?；蜍娛鹿苤频奶厥鈪^(qū)域。

2）水源與鹵水：造腔用水有充足的水源保障，采出鹵水有長期可接受或處理的渠道。

3）與管網(wǎng)距離等：應(yīng)考慮距離輸氣管線或主要用戶的距離，且要有調(diào)峰需求與氣源保障。

儲氣庫選址的關(guān)鍵取決于調(diào)峰需求、庫址資源及允許的投資。如果某地區(qū)的調(diào)峰需求必須保障，且資金有保障，但資源緊缺，那么可以適當(dāng)放寬選址原則中的某項指標(biāo)。從國外的儲氣庫統(tǒng)計數(shù)據(jù)亦可以看出，埋藏深度與地層厚度不太理想的鹽礦也有成功建成鹽穴儲氣庫的，其中埋藏深度小于500 m及介于1 500～2 000 m的分別為9.9%和6.2%；地層厚度最小的只有40 m，地層厚度小于100 m的占了15.8%。

2 鹽穴儲氣庫建庫條件評價技術(shù)

根據(jù)選址原則篩選出擬建儲氣庫的鹽礦需要進行建庫條件的逐項評價。鹽穴儲氣庫建庫條件評價技術(shù)是在區(qū)域地質(zhì)背景基礎(chǔ)上，開展構(gòu)造、含鹽地層特征、密封性與穩(wěn)固性、可溶性、儲氣規(guī)模及地表等條件的綜合評價。

2.1 構(gòu)造評價

構(gòu)造評價的目的是為了落實含鹽構(gòu)造形態(tài)與斷裂分布，精細(xì)刻畫含鹽地層的空間展布與斷裂分布特征，推薦有利的建庫區(qū)域，為建庫區(qū)的選擇和造腔注采井的部署提供科學(xué)依據(jù)。通常是對地震資料進行重新處理與解釋，如果達(dá)不到精度要求，需重新采集，重點關(guān)注微小斷裂，盡量識別斷距為5～10 m的小斷層和微幅構(gòu)造。

2.2 含鹽地層特征評價

通過剖面與平面特征、隔夾層展布、巖石化學(xué)特征等的研究，對含鹽地層的埋藏深度、地層厚度、含鹽率和氯化鈉含量等進行評價。

2.2.1 含鹽地層剖面特征

在含鹽地層形成的氣候、古地貌、物源等研究基礎(chǔ)上，利用層序劃分的方法，進行含鹽韻律分析，對研究區(qū)內(nèi)分屬不同鹽業(yè)公司的單井采用統(tǒng)一的分層標(biāo)準(zhǔn)完成小層劃分，編制連井剖面圖，統(tǒng)計分析不同層段組合的含鹽率和綜合氯化鈉含量，預(yù)測鹽巖發(fā)育的主力層，推薦有利的建庫層段。

2.2.2 含鹽地層平面分布規(guī)律

利用地震解釋與反演成果，結(jié)合單井分層資料精細(xì)描述含鹽地層頂面構(gòu)造埋藏深度、地層厚度、鹽層累計厚度等分布特征，并對鹽巖發(fā)育的主力層頂面構(gòu)造埋藏深度、地層厚度、鹽層累計厚度分布特征進行重點描述，評價其對建庫的影響。

2.2.3 隔夾層分布預(yù)測

利用單井與地震反演資料精細(xì)描述分布穩(wěn)定、厚度較大隔層的巖性與厚度變化規(guī)律等，并按單井統(tǒng)計夾層的厚度、數(shù)量、比例等，結(jié)合隔夾層的巖石類型和化學(xué)組分含量分析其水溶性及其對造腔的影響。

2.2.4 巖石的化學(xué)特征

1）巖石類型：通過巖心觀察、薄片鑒定等方法描述含鹽地層包含的巖石類型及其特征，編制不同巖石類型的剖面與平面分布圖，預(yù)測可溶巖（鹽巖NaCl）與部分可溶巖（鈣芒硝Na2SO4·CaSO4）的分布范圍，分析對造腔的影響，指導(dǎo)建庫層段和區(qū)域的選擇。

2）礦物組分：通過化學(xué)組成分析的方法獲得礦物成分及其含量，為建庫層段選擇和單腔有效體積的預(yù)測提供依據(jù)。為了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性通常采用連續(xù)取樣的方式，即沿巖心軸向方向切割厚度1～2 cm的片狀巖樣，將巖石類型相同一段歸為一個樣品，粉碎后進行組分測試。如果取心段巖性變化不是很頻繁，也可以采用點樣的方式進行組成分析，采樣密度一般1塊/m，樣品長度2～5 cm。對于沒有取心的井，可以利用測井解釋技術(shù)，根據(jù)取心井建立的巖電關(guān)系等，給出不同井段的巖石類型以及礦物組分含量。

2.3 密封性與穩(wěn)固性評價

2.3.1 頂板的密封性

頂板為建庫層段的直接上覆地層。利用地質(zhì)統(tǒng)計、分析化驗及地應(yīng)力測試等方法，從埋藏深度、巖石類型、厚度與分布的穩(wěn)定性、含鹽率與可溶性、滲透性、承壓能力等方面分析頂板的密封性。同時還要結(jié)合構(gòu)造解釋成果與巖心觀察等分析斷裂與裂縫是否會造成與上覆含水層串通。

2.3.2 圍巖與含鹽地層的穩(wěn)固性

圍巖是指含鹽地層的頂板與底板，其穩(wěn)固性評價通過試驗測定、臨界深度、環(huán)境地質(zhì)分析等方法綜合判斷。

1）試驗測定法：利用巖石水理性質(zhì)與物理力學(xué)性質(zhì)試驗獲得含水率、耐崩解指數(shù)、抗壓強度、巖石軟化系數(shù)、堅固系數(shù)等分析巖石的堅固性與穩(wěn)定性。

2）臨界深度法：當(dāng)頂板埋藏深度（H）小于臨界深度（Ho）時，頂板不穩(wěn)定；當(dāng)Ho＜ H＜1.5 Ho時，頂板穩(wěn)定差；當(dāng)H＞1.5 Ho時，頂板穩(wěn)定[18]。即

式中Ho表示臨界深度，m；B表示采空區(qū)跨度，m；表示巖石內(nèi)摩擦角，(°)。

3）環(huán)境地質(zhì)分析法：對研究區(qū)的含水層與隔水層的水文地質(zhì)特征進行分析，評價上覆含水層對鹽礦穩(wěn)定性的影響。同時對鹽礦開采過程中的地面塌陷與冒鹵等進行調(diào)查分析，評價其對儲氣庫水溶造腔的影響。

2.4 可溶性分析

通過地質(zhì)統(tǒng)計、分析化驗與測井解釋、機理研究、生產(chǎn)測試4種方法綜合分析，為建庫層段的選擇提供依據(jù)。

1）地質(zhì)統(tǒng)計法：利用含鹽地層特征評價的成果，統(tǒng)計隔夾層的巖石類型、厚度及其分布，定性分析可溶性。

2）分析化驗與測井解釋法：利用分析化驗或測井解釋的礦物組分含量計算不同層段綜合氯化鈉含量或不溶物含量，定量分析可溶性。

3）機理研究：利用水溶實驗研究不同巖石類型的溶蝕速率及其特征、通過水浸實驗測定夾層浸泡后的力學(xué)參數(shù)分析夾層的溶蝕或垮塌機理[15]，為造腔速度的預(yù)測和造腔過程夾層垮塌控制提供依據(jù)。

4）生產(chǎn)測試法：利用鹽礦開采的靜動態(tài)資料，從采鹽層位、開采方式、年產(chǎn)鹽量與累計采鹽量預(yù)測已形成的地下空間，結(jié)合測腔資料中鹽腔的位置和大小分析測腔段中夾層的可溶性，計算堆積系數(shù)，指導(dǎo)研究區(qū)單腔有效體積的估算。

2.5 儲氣規(guī)模預(yù)測

儲氣規(guī)模預(yù)測是在單腔有效體積估算的基礎(chǔ)上，結(jié)合建庫內(nèi)部署的井腔數(shù)量獲得的。

2.5.1 單腔有效體積估算

根據(jù)金壇儲氣庫的造腔經(jīng)驗，我國層狀鹽巖地層單腔的形態(tài)設(shè)計為梨形，分為底槽、主體及頂部3部分[14]，體積計算時可簡化為上下圓錐、中圓臺。有效體積與單腔體積、造腔段的不溶物含量相關(guān)，其計算公式如下：

式中Ve表示單腔有效體積，m3；Vt表示單腔體積，m3；γin表示不溶物含量；cin表示不溶物堆積系數(shù)。其中γin取造腔段不溶物含量厚度加權(quán)值；cin取水溶實驗測定值或造腔數(shù)據(jù)反算值。

2.5.2 單腔庫容量與工作氣量估算

單腔的庫容量與工作氣量可以通過氣體狀態(tài)方程[19]計算獲得，關(guān)鍵是上限與下限壓力（運行壓力）的取值。上限壓力和下限壓力分別為鹽腔注采運行過程中允許的最大壓力和最小壓力。

2.5.2.1 上限壓力的確定

國外運行的鹽穴儲氣庫的上限壓力梯度均大于1 MPa/100 m，一般為1.5～1.7 MPa/100 m，上限壓力梯度最大的是英國的Stublach儲氣庫，其值為2.3 MPa/100 m[20]。

加拿大Z341.2-10標(biāo)準(zhǔn)[21]規(guī)定了鹽穴儲氣庫的最大內(nèi)壓應(yīng)不超過上覆地層破裂壓力的80%，若無破裂壓力數(shù)據(jù)，則壓力梯度不得超過1.81 MPa/100 m。但由于破裂壓力隨測定時采用的介質(zhì)與控制的流速的變化而變化，非定值，目前國外大多國家規(guī)定鹽穴儲氣庫80%以上的井要測地應(yīng)力，建立地應(yīng)力剖面進行穩(wěn)定性評價或取值最小主應(yīng)力的80%來確定上限壓力。

金壇儲氣庫設(shè)計與建設(shè)之初，國內(nèi)并未掌握地應(yīng)力測試技術(shù)，其上限壓力是根據(jù)國外經(jīng)驗、承壓試驗與穩(wěn)定性評價相結(jié)合的方式來確定。

目前在金壇與楚州等地成功完成了小型壓裂地應(yīng)力測試，因此今后鹽穴儲氣庫上限壓力的設(shè)計應(yīng)以最小主應(yīng)力為主要依據(jù)，結(jié)合穩(wěn)定性評價來確定。

2.5.2.2 下限壓力的確定

下限壓力的確定主要是考慮接入輸氣管網(wǎng)的壓力，并結(jié)合穩(wěn)定性評價來確定。

2.5.3 儲氣庫庫容量與工作氣量

根據(jù)穩(wěn)定性評價確定腔體之間的安全距離來設(shè)計井距、部署建庫內(nèi)的井?dāng)?shù)，結(jié)合單腔庫容量和工作氣量即可得到儲氣庫的庫容量與工作氣量。

2.6 地表等條件分析

前述的主要是地質(zhì)條件的評價，也是建庫條件評價的主體內(nèi)容，但全面的評價還需要考慮除地質(zhì)因素之外鹽礦的位置、地表建筑、水源與鹵水銷售及礦權(quán)歸屬等。

1）鹽礦的位置：通過踏勘和收集相關(guān)資料分析鹽礦與周邊天然氣用戶以及輸氣管網(wǎng)之間的相對距離。從經(jīng)濟上考慮，推薦鹽礦的位置距主要用戶以及可接入輸氣管網(wǎng)的距離一般不超過100 km。

2）地表建筑：踏勘調(diào)查地表是否有大型工廠、學(xué)校等人口密集區(qū)，以及軍管和環(huán)保等特殊區(qū)域，分析其對建庫的影響。鹽穴儲氣庫高低壓交替注采運行引起的交變應(yīng)力可能導(dǎo)致井筒或頂板泄露、井周地面沉降等安全問題，為了規(guī)避安全風(fēng)險，注采氣井必須與地面各種設(shè)施預(yù)留安全區(qū)域，如地表存在需要拆遷的建筑或公共設(shè)施必將增加投資。

3）水源與鹵水銷售：根據(jù)金壇的造腔經(jīng)驗，造腔過程中需要的淡水量為造腔體積的7～10倍，產(chǎn)生的鹵水量為造腔體積的10倍左右，故為了保證造腔的進度、控制投資，不僅要落實造腔的水源，更要與周邊鹽化企業(yè)協(xié)商鹵水的接受事宜，或?qū)ふ移渌柠u水銷售或處理途徑。

4）礦權(quán)歸屬：調(diào)查建庫區(qū)內(nèi)礦權(quán)登記情況，與礦權(quán)所屬企業(yè)協(xié)商解決礦權(quán)使用或合作的方式。

最后總結(jié)鹽礦的地質(zhì)、地表等條件，概括評價目標(biāo)建設(shè)地下儲氣庫條件的優(yōu)缺點，給出結(jié)論與下一步工作建議。

3 鹽穴儲氣庫篩選與評價

中國鹽礦資源豐富，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國有200余個鹽礦，但從建設(shè)地下儲氣庫的角度考慮，只有位于輸氣管線附近、靠近天然氣用戶區(qū)有調(diào)峰需求地區(qū)的鹽礦才有可能成為建庫目標(biāo)。我國中南地區(qū)、長江三角洲、東南沿海三大天然氣消費市場受地質(zhì)背景的限制，利用鹽礦建設(shè)儲氣庫成為了這些地區(qū)的首選。通過對這三個地區(qū)的鹽礦資源調(diào)查統(tǒng)計，利用鹽穴儲氣庫選址的基本原則初步分析認(rèn)為，長三角與中南地區(qū)鹽穴儲氣庫建庫資源較多，該地區(qū)的淮安鹽礦、楚州鹽礦、平頂山鹽礦建庫地質(zhì)條件相對較好，東南沿海地區(qū)的龍歸鹽礦含鹽率低，現(xiàn)有技術(shù)水平用來建設(shè)儲氣庫投資較高，經(jīng)濟性差（表1）。通過對三大地區(qū)鹽礦的排序認(rèn)為，淮安鹽礦最優(yōu)，其次為平頂山、楚州鹽礦等。

淮安鹽礦位于江蘇省楚州市淮陰區(qū)，距西氣東輸與陜京二線的聯(lián)絡(luò)線冀寧線楚州分輸站30 km左右，靠近天然氣消費市場，與輸氣管網(wǎng)距離較近。地表主要分布著一些村鎮(zhèn)、制鹽廠等廠礦企業(yè)，附近的蘇北灌溉總渠、京杭運河可以保障造腔用水來源。已登記礦權(quán)采礦企業(yè)8家，經(jīng)協(xié)商與部分企業(yè)達(dá)成了用鹵水換取礦區(qū)使用權(quán)的合作意向，采出鹵水有出路，造腔進度有保障。

淮安鹽礦含鹽地層為古近系阜寧組四段，含鹽面積81.96 km2（陸地部分），石鹽儲量138.85×108t。

為了滿足建設(shè)地下儲氣庫條件評價的要求，淮安鹽礦已完成2口資料井3 400 m的鉆探，取心300 m，各類樣品試驗1 200余塊。完成34 km2寬方位小面元高精度地震采集與精細(xì)處理解釋，落實該鹽礦構(gòu)造形態(tài)簡單，為一向東南傾沒的單斜，地層傾角5°～10°，斷層不發(fā)育，密封性較好。

利用地震解釋成果與單井資料分析發(fā)現(xiàn)，含鹽地層平面分布穩(wěn)定，埋深比較適中，鹽巖頂面埋深1 000～2 500 m，含鹽地層厚度介于40～170 m、平均厚度大于100 m，含鹽率為55.4%～86.8%。鹽巖呈層狀發(fā)育，縱向上發(fā)育7套鹽層，其中第1、3、6鹽層較發(fā)育，4與6鹽層之間局部區(qū)域發(fā)育10～12 m的厚夾層（5鹽層相變?yōu)槟鄮r），對造腔會有一定的影響（圖1）。

表1 三大天然氣消費市場部分鹽礦基本信息表

圖1 淮安鹽礦南西—北東連井對比剖面

鹽層內(nèi)夾層發(fā)育數(shù)目較少，單夾層厚度一般小于2 m，占全井夾層數(shù)的70.37%，夾層對鹽腔形態(tài)及有效體積影響較小。礦物以鹽巖為主，其次為硬石膏、鈣芒硝和無水芒硝。鹽巖中氯化鈉含量較高，一般大于75%，個別超過90%，Na2SO4含量較低，一般小于4%，而不溶物含量小于20%，有利于水溶造腔。

該地區(qū)鹽巖直接頂板為阜寧組四段頂部的上硬石膏亞段，頂界埋深介于1 354～2 000 m，頂板平均厚度大于50 m，巖性以硬石膏巖、泥質(zhì)硬石膏巖、石膏質(zhì)泥巖和泥巖為主，全區(qū)橫向分布穩(wěn)定，裂隙不發(fā)育，抗壓、抗剪強度大。實測巖石水理性質(zhì)表明，頂板各類巖石巖性致密堅硬，孔隙率和吸水率較低，遇水不膨脹，耐崩解，為良好的不透水層，具有良好的密封性。

1989年12月鹽礦投入開發(fā)，采鹵生產(chǎn)井80余口，采鹽深度一般大于1 300 m。從生產(chǎn)情況來看，未發(fā)現(xiàn)鹽腔垮塌現(xiàn)象，說明含鹽地層穩(wěn)固性好。

根據(jù)鹽層與夾層的分布規(guī)律，建庫層段選擇1～4層，預(yù)計單腔平均有效體積為12.5×104m3，淮安兩口資料井4段承壓試驗與穩(wěn)定評價推薦的運行壓力為12～26 MPa，根據(jù)穩(wěn)定性評價給出的安全礦柱、避讓地表建筑等可部署38口注采井，總工作氣量為6.02×108m3。

總體來看，淮安鹽礦從構(gòu)造與埋藏深度、鹽層與夾層的展布、密封性與穩(wěn)固性、儲氣規(guī)模、地表等條件來看，具備了建設(shè)地下儲氣庫的條件，但由于含鹽地層厚度較薄，導(dǎo)致建腔高度較小，單腔的工作氣量受限，因此在建庫條件評價基礎(chǔ)上，提出了利用1～7鹽層造腔，開展厚夾層利用的先導(dǎo)性試驗建議，該建議被采納，實施效果顯示厚夾層可垮塌，堆積系數(shù)為1.3，小于金壇的1.6，并增加了15%的有效體積，增加建庫區(qū)的工作氣量0.8×108m3[15]，以淮安儲氣庫可行性研究投資估算為依據(jù)，預(yù)計可節(jié)約投資1.5億元左右。

4 結(jié)束語

我國南方主要天然氣消費市場油氣資源匱乏，水層地質(zhì)勘探程度低，利用鹽礦建設(shè)鹽穴儲氣庫成為目前乃至相當(dāng)長的一段時間內(nèi)儲氣庫選址與建設(shè)的主要方向。鹽穴儲氣庫選址原則為優(yōu)選建庫評價目標(biāo)提供了快速便捷的方法，建庫條件評價技術(shù)規(guī)范了研究的內(nèi)容、目的、方法，解決了鹽穴儲氣選址條件不清、庫址評價研究內(nèi)容與評價深度不一的問題，為鹽穴儲氣庫的選址與評價，以及鹽穴儲氣庫的建設(shè)提供了技術(shù)支持。該項技術(shù)適用性強，評價結(jié)論可靠，可有效指導(dǎo)鹽穴儲氣庫的選址與評價，為建庫方案設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)，現(xiàn)場應(yīng)用效果良好，將繼續(xù)為同類儲氣庫的選址與評價提供技術(shù)保障。