地下储气库的气体组成剖析

地下储气库是将从天然气田采出的天然气选择异地重新注入地下可以保存气体的空间而形成的一种人工气田或气藏。利用地下储气库进行调峰比建设地面球罐等方式进行调峰具有以下优点：一是储存量大，机动性强，调峰范围广；二是经济合理，虽然一次性投资大，但经久耐用，使用年限长；第三是安全系数大，其安全性要远远高于地面设施。

储气库内的气体主要由三部分组成：气垫气、注采工作气、未动用气。

气垫气

为维持储库的压力，必须保证有一部分气体滞留在储库中，这部分气体称为气垫气，也称基本气、垫底气、缓冲气、垫层气。当枯竭气藏改为储气库后，已有部分气垫气存在，称为原地气垫气或原地储存气。对于大多数储气库来说，大部分气垫气是由地上外部气源注入的。通常，气垫气在采气季节并不被采出，而是永久地保留在地下，如储气库因各种原因而被废弃时，部分气垫气还可以采出来。此外，一些国家正在尝试用低价惰性气体替换出天然气供给用户，以达到消减储气库运行费用及减少维持储气库年费用的目的。

地下储气库总垫层气量可分为两部分：

（1）基础垫层气量：储气库压力降低到无法开采时，储气库内残存天然气量，称为“死气”，由气体吸附，相弥散和毛细管堵塞等原因引起。确定不可回收垫层气量的两个基本因素：水侵率和枯竭时的储库平均压力。不可回收的垫层气量无法开采，在储库建设中被称为基础垫层气量。

（2）附加垫层气量：基础垫层气量基础上，为保证采气井能达到最低设计产气量所需增加的垫层气量。若储库运行最低压力值升高或降低，附加垫层气量将增多或减少。

垫层气的主要作用：（1）给储库提供能量，使储气库在采气末期也能维持一定地层压力，从而保证调峰季节从储气库采出所储存的气量，以满足向用户地区输气的条件。（2）抑制地层水流动，防止水体侵入储气库，保证储库工作稳定性。（3）提高气井产量，减少天然气在压缩机站的压缩级数。

储库设计中，要正确确定垫层气量和有效气量：垫层气量越大，所维持储气库地层压力就会越高，所需采气井数目就越少，但随垫层气量增大，储库的有效注采工作气量就要相应较少，整个储气库生产能力就会降低，采收率大为降低，储气成本增大。

注采工作气

注采工作气包括维持城市调峰所需的用气量和城市供气管网系统突发事件应挤出气量，也称为顶部气、循环气或有效气，这部分气是随着采注季节的交替而不断注入或采出。

未动用气

多数储气库并不总是在满负荷下运行，根据当地条件和运行压力可以储存额外的天然气，这部分气即为未动用气。