12月11日，2024年河南省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單公布。由中原油田等公司完成的百億方級(jí)國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)氣庫(kù)群安全防控及應(yīng)急救援關(guān)鍵技術(shù)獲得了2024年度河南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

　　作為國(guó)家六大戰(zhàn)略地下儲(chǔ)氣中心之一，中原儲(chǔ)氣庫(kù)群庫(kù)容超145億立方米，為我國(guó)最大戰(zhàn)略儲(chǔ)氣庫(kù)，肩負(fù)著七省二市超4億人口的天然氣供給，同時(shí)也是能源安全的重要保障?！皻v經(jīng)十余年的探索研究，技術(shù)人員攻克了百億方級(jí)國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)氣庫(kù)群安全防控及應(yīng)急救援關(guān)鍵技術(shù)，全面支撐了中原百億方級(jí)儲(chǔ)氣庫(kù)群的建成和14年安全運(yùn)行。”中原油田儲(chǔ)氣庫(kù)管理中心經(jīng)理趙澤宗表示。

　　先天不足　安全管控有難度

　　儲(chǔ)氣庫(kù)被譽(yù)為天然氣的“地下糧倉(cāng)”，是確保天然氣管網(wǎng)高效安全運(yùn)行、應(yīng)對(duì)季節(jié)調(diào)峰、保障國(guó)家能源安全戰(zhàn)略的基礎(chǔ)設(shè)施，也是我國(guó)天然氣“產(chǎn)供儲(chǔ)銷”體系建設(shè)的重要一環(huán)。

　　近年來(lái)，我國(guó)不斷深入推進(jìn)天然氣“產(chǎn)供儲(chǔ)銷”體系建設(shè)，儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)步入了黃金發(fā)展期。但中原儲(chǔ)氣庫(kù)群和別處儲(chǔ)氣庫(kù)不同，安全管控難度較大。這是由復(fù)雜斷塊油氣田的“先天不足”決定的。國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)氣庫(kù)以簡(jiǎn)單構(gòu)造整裝氣藏為主，而中原儲(chǔ)氣庫(kù)群地質(zhì)儲(chǔ)集體復(fù)雜破碎，注入期氣藏升壓幅度達(dá)25兆帕，采氣期采氣速度是常規(guī)氣藏的25至30倍，且分布在人口稠密區(qū)，泄漏或爆炸將產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。

　　東濮老區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、破碎，儲(chǔ)層非均質(zhì)強(qiáng)。由于儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行時(shí)，有“大吞大吐、注采交替、高壓運(yùn)行”的特點(diǎn)，對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)圈閉密封性、鉆井工程、地面工作等關(guān)鍵技術(shù)提出更高要求。

　　“地下儲(chǔ)氣庫(kù)普遍采用‘夏秋注氣，冬春采氣’的工作模式，多輪次強(qiáng)注強(qiáng)采產(chǎn)生巨大交變應(yīng)力，地質(zhì)儲(chǔ)集體、地下井筒、地面管網(wǎng)長(zhǎng)期處于往復(fù)不平衡狀態(tài)，與油氣藏開(kāi)發(fā)相比，安全風(fēng)險(xiǎn)更高，防控難度更大?！壁w澤宗表示。

　　聯(lián)合攻關(guān)　關(guān)鍵技術(shù)獲突破

　　“依托國(guó)家科技重大專項(xiàng)等，中原油田牽頭聯(lián)合多家科研院所，歷時(shí)14年自主創(chuàng)新，突破了關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)氣庫(kù)安全保障與應(yīng)急救援體系。”趙澤宗表示。

　　針對(duì)中原儲(chǔ)氣庫(kù)群地下斷層數(shù)量多，反復(fù)注采極易誘發(fā)斷層密封失效等難題，技術(shù)人員首創(chuàng)了復(fù)雜斷塊地質(zhì)體動(dòng)態(tài)密封性控制技術(shù)。他們建立了流固耦合斷層動(dòng)態(tài)密封性預(yù)測(cè)分析方法，研制出井地壓力場(chǎng)與微地震聯(lián)合的斷層活動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，使注入壓力提升40%，實(shí)現(xiàn)了最大限擴(kuò)容與斷層密封的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

　　“儲(chǔ)氣庫(kù)注采井井筒安全控制技術(shù)是保障儲(chǔ)氣庫(kù)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一?！敝性吞餃y(cè)井方法與工藝方面專家徐菲表示，由于儲(chǔ)氣庫(kù)井長(zhǎng)期受多輪次交變載荷影響易發(fā)生泄漏。為了防微杜漸，科技人員首創(chuàng)了多層管柱三維陣列掃描裝備，研發(fā)出儲(chǔ)氣庫(kù)井筒交變載荷環(huán)境下泄漏控制、損傷監(jiān)測(cè)、修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)、緊急封堵技術(shù)，形成井筒安全控制治理體系。

　　此外，該技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了數(shù)千米管柱上準(zhǔn)確封堵微米級(jí)漏點(diǎn)，解決了強(qiáng)注強(qiáng)采過(guò)程中井口及管柱長(zhǎng)期密封的難題，發(fā)明了靜態(tài)磁聚焦與電磁渦流相耦合的多層管柱三維陣列掃描系統(tǒng)，管柱缺陷及變形識(shí)別準(zhǔn)確率95%以上。

　　常備不懈　應(yīng)急處置具效能

　　預(yù)見(jiàn)未來(lái)，防患未然。儲(chǔ)氣庫(kù)群地面系統(tǒng)發(fā)生泄漏或燃爆事故危害極大，如何高效控制事態(tài)發(fā)展?

　　“技術(shù)人員突破了多場(chǎng)景天然氣燃爆機(jī)理及抑爆技術(shù)，明確了燃爆致災(zāi)影響半徑及損傷風(fēng)險(xiǎn)，構(gòu)建了氣液兩相與改性粉體多元協(xié)同抑燃抑爆技術(shù)，研制了重型粉體遠(yuǎn)距離投送滅火裝備，抑爆效率提升了3倍，實(shí)現(xiàn)了燃爆事故發(fā)展高效控制?！敝性吞飸?yīng)急救援中心黨委書(shū)記王慶銀說(shuō)。

　　盡管儲(chǔ)氣庫(kù)燃爆事故屬極端小概率特殊情景，技術(shù)團(tuán)隊(duì)還是利用物理模擬、虛擬仿真提高應(yīng)急處置能力，做到“常備不懈”。攻關(guān)團(tuán)隊(duì)技術(shù)人員建立了20種要素的精準(zhǔn)映射與虛擬融合模型，實(shí)現(xiàn)了泄漏、火災(zāi)、爆炸3類典型事故鏈的動(dòng)態(tài)演化模擬，研制了支持多人協(xié)同的沉浸式虛擬應(yīng)急演練系統(tǒng)和6種感知維度體感訓(xùn)練裝備。

　　同時(shí)，技術(shù)人員建立了事故真火仿真模擬和安全邏輯控制平臺(tái)，模擬4類儲(chǔ)氣庫(kù)關(guān)鍵場(chǎng)景的火災(zāi)、爆炸事故形態(tài)，配套研發(fā)了“偵檢—防護(hù)—驅(qū)散—抑爆—消防”系列裝備，構(gòu)建了“真火+人員+裝備+藥劑”全流程的實(shí)訓(xùn)模式，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的應(yīng)急響應(yīng)速度由分鐘級(jí)提升到秒級(jí)。

　　儲(chǔ)氣庫(kù)安全平穩(wěn)運(yùn)行，離不開(kāi)專業(yè)應(yīng)急隊(duì)伍及裝備做支撐。王慶銀說(shuō)：“近年來(lái)，在應(yīng)急技術(shù)的‘加持’下，我們鍛造危化品應(yīng)急救援尖刀力量，加大崗位練兵和實(shí)訓(xùn)演練力度，全面提高隊(duì)伍應(yīng)對(duì)復(fù)雜任務(wù)、防范化解風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)戰(zhàn)本領(lǐng)，為儲(chǔ)氣庫(kù)安全高效運(yùn)行保駕護(hù)航?！?/p>