储气库全生命周期完整性管理技术——以枯竭油气藏型天然气地下储气库为例

本书以国内外枯竭油气藏型天然气地下储气库及其失效事故案例为基础，结合完整性管理技术的核心原理和关键方法，深入探讨了储气库从设计到建设、运营再到废弃的全生命周期地面设施完整性管理技术，并介绍了地面设施检测、监测技术等用以提高完整性管理水平的软、硬件技术手段，旨在为油气储运工程专业师生、储气库运营管理者以及相关研究人员提供一本全面可靠的参考书籍，使其能够更好地理解和应用相关管理技术，提高储气库的安全性和可靠性。

吴瑕，教授/博士生导师，长期致力于油气及新能源储运安全研究。主持国家自然科学基金项目3项、省部级项目5项，以第一/通讯作者发表高水平学术论文32篇（ESI高被引1篇），授权国家发明专利41件，主持完成的“复杂环境下油气储运风险防控关键技术”等系列成果，获省部级科技一等奖3项、二等奖7项。 刘汗青，高级工程师/硕士研究生，长期从事天然气分析测试方法研究、标准化及相关管理工作，主要研究方向为大宗资源性商品的分析测试与技术性贸易措施应对，主持完成3个省部级科技项目，制修订5个行业技术标准，发表论文15篇，授权国家发明专利1件，获省部级三等奖1项。

1 储气库概述 1.1 储气库建设发展史 1 1.2 美国储气库 3 1.3 加拿大储气库 9 1.4 欧洲储气库 10 1.5 俄罗斯储气库 17 1.6 中国储气库 19 参考文献 26 2 地下储气库事故统计与分析 2.1 储气库失效原因 30 2.2 储气库失效概率 34 2.3 储气库失效后果 36 参考文献 38 3 储气库全生命周期完整性管理及评价标准 3.1 储气库完整性管理的提出与发展 39 3.2 储气库不同对象的完整性管理体系 40 3.2.1 储气库地质体完整性管理体系 40 3.2.2 储气库注采井完整性管理体系 41 3.2.3 储气库地面设施完整性管理体系 41 3.3 枯竭油气藏型地下储气库完整性管理体系 43 3.3.1 设计完整性标准 43 3.3.2 建设完整性标准 44 3.3.3 运行完整性标准 45 3.3.4 老井及储层废弃依据 46 3.3.5 老井废弃封堵流程 48 3.4 枯竭油气藏型地下储气库完整性评价标准 50 3.4.1 国外完整性评价标准 50 3.4.2 国内完整性评价标准 53 3.4.3 国内外完整性评价标准比较 56 参考文献 57 4 枯竭油气藏型地下储气库地面设施风险评价方法 4.1 地面静设备风险评价方法 60 4.1.1 基于风险的检验及其评价标准 60 4.1.2 国内外油气站场风险评价软件 63 4.1.3 储气库站场静设备风险评价流程 65 4.2 地面动设备风险评价方法 69 4.2.1 以可靠性为中心的维修及其评价标准 69 4.2.2 储气库站场动设备风险评价流程 76 参考文献 82 5 储气库地面设施检测、监测技术 5.1 厚壁管道内检测技术 84 5.1.1 折射横波检测法 85 5.1.2 斜射纵波检测法 85 5.1.3 变形横波检测法 86 5.1.4 折射横波与变形横波检测法的比较 87 5.2 压力容器无损检测技术 88 5.3 压缩机组状态监测技术 90 5.3.1 离心式压缩机状态监测技术 91 5.3.2 往复式压缩机状态监测技术 96 参考文献 101 附录A 国外储气库相关信息 附表A.1 美国 104 附表A.2 加拿大 123 附录B 储气库事故记录B.1 枯竭油气藏型储气库事故 126 B.1.1 美国加利福尼亚州,Fairfax和Belmont,1985年、1989年、1999年、2001年 126 B.1.2 美国加利福尼亚州,Montebello,20世纪90年代 127 B.1.3 美国加利福尼亚州,Playa del Rey储气库,2003年 127 B.1.4 美国加利福尼亚州,East Whittier,20世纪70年代 129 B.1.5 美国加利福尼亚州,El Segundo,20世纪70年代 129 B.1.6 美国加利福尼亚州,Castaic Hills和Honor Rancho储气库 130 B.1.7 美国加利福尼亚州,McDonald,1974年、1993年 130 B.1.8 美国伊利诺伊州,UGS设施,1997年 131 B.1.9 美国路易斯安那州,Epps储气库 131 B.1.10 英国北海南部,Rough储气库,2006年 132 B.1.11 美国科罗拉多州,Fort Morgan,2006年 132 B.1.12 德国巴伐利亚州,Breitbrunn/Eggstatt 储气库,2003年 133 B.1.13 美国得克萨斯州,Bammel油田;英国南约克郡,Hatfield Moors气田 133 B.1.14 美国加利福尼亚州,Aliso峡谷储气库,2015年 134 B.1.15 美国宾西法尼亚州,Rager Mountain储气库,2022年 138 B.1.16 欧洲,Bilche-Volitz储气库,2024年 138 B.2 欧洲的盐穴型储气库事故 139 B.2.1 民主德国,Teutschenthal,1988年 139 B.2.2 法国,Tersanne,1979年 140 B.2.3 联邦德国,Kiel,1967年 140 B.2.4 法国,Viriat,1986年 140 B.2.5 德国,Epe储气库,2014年 141 B.3 美国和加拿大的盐穴型储气库事故 142 B.3.1 美国路易斯安那州,Eminence,1970年、2004年、2010年、2011年 142 B.3.2 美国密西西比州,Petal City,1974年 143 B.3.3 美国路易斯安那州,West Hackberry,1978年 143 B.3.4 美国得克萨斯州,Mont Belvieu,1980年 144 B.3.5 美国密西西比州,Salt Dome Storage Field,20世纪80年代 145 B.3.6 美国得克萨斯州,Mineola,1993年 145 B.3.7 美国得克萨斯州,Brenham,1992年 146 B.3.8 美国得克萨斯州,Stratton Ridge,20世纪90年代 147 B.3.9 美国路易斯安那州,Magnolia,2003年 147 B.3.10 美国得克萨斯州,Moss Bluff,2004年 148 B.3.11 美国得克萨斯州,Odessa,2004年 149 B.3.12 美国堪萨斯州,Hutchinson-aka Yaggy,2001年 149 B.3.13 美国俄克拉何马州,Elk City,1973年 152 B.3.14 美国亚利桑那州,Salt Block Storage Well,Goodyear 154 B.3.15 加拿大阿尔伯塔省,Fort Saskatchewan,2001年 154 B.3.16 美国路易斯安那州,Cavern 7,Bayou Choctaw,Baton Rouge,1954年 155 B.3.17 美国路易斯安那州,Cavern 7,Bayou Choctaw,Baton Rouge 156 B.3.18 美国堪萨斯州,Conway Underground East facility,1980—1981年,2002—2003年 156 B.4 欧洲的含水层型储气库事故 157 B.4.1 德国,Spandau,2004年 157 B.4.2 丹麦,Stenlille,1995年 157 B.4.3 法国,Chémery,1989年 158 B.4.4 联邦德国,Frankenthal,1980年 158 B.4.5 民主德国,Ketzin,20世纪60年代 158 B.5 美国的含水层型储气库事故 159 B.5.1 美国怀俄明州,Leroy Storage Facility,1974年 159 B.5.2 美国犹他州,The Coalville and Chalk Creek 储气库,1973年 160 B.5.3 美国加利福尼亚州,Pleasant Creek Gas Storage,1972—1976年 160 B.5.4 美国伊利诺伊州和印第安纳州的含水层型天然气储气库事故 160 B.6 无衬砌岩洞、废弃盐矿和煤矿洞穴燃料储存事故 163 B.6.1 美国路易斯安那州,Weeks Island,1991年 163 B.6.2 美国科罗拉多州,Leyden,Arvada,20世纪90年代 164 B.6.3 美国伊利诺伊州,Crossville Storage Cavern,1981年 165 B.6.4 比利时,Anderlues,1980—2000年 165 B.6.5 美国弗吉尼亚州,Ravensworth,1973年 166