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天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 0 天然气地下储气 库 管理 基本要素 中美实践综述 作者 Dan Mueller, Hanling Yang, Adam Peltz, Tom Alexander 美国 环保协会 2020年 4月 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 1 目录 执行摘要 2 1.0 引言 4 2.0 美国的地下储气库 5 3.0 现行美国地下储气库技术和监管指南 8 4.0 中国的地下储气库 . 13 5.0 储气库监管方案的基本要素 . 17 储气库项目的许可批准 . 17 风险管控计划 . 18 应急响应计划 . 19 储气库信息公开 . 20 井筒图 20 设施周边区域内的井评估 . 20 记录管理 21 井的建造要求 . 21 机械完整性测试 . 21 压力测试参数 . 22 监测要求 22 井口和阀门的检查、测试和维护 . 22 井的泄漏报告 . 23 地下储气库退役要求 . 23 变更管理 23 6.0 结语 . 24 附件 A 中国地下储气库行业标准和企业标准 范例 . 25 附件 B 地下储气库工艺流程中 产污节点图 . 28 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 2 执行摘要 本报告由美国环保协会（ Environmental Defense Fund ） 撰写， 其目的是针对 中美两国 天然气 地下储气库（ Underground Natural Gas Storage）的环境管理现状， 为 储气库 环境 监管方案 的完善 提出 前瞻性 建议 。 地下 储气库 是保障天然气有效 、 可靠供应的重要 手段，有助于 提高企业运营的灵活性，改善天然气供需的动态平衡（如应对由于自然 灾害 或地缘政治等原因 导致的 供应消减 ， 或 在气价低廉的时候 加大 储备 ）。 制定 储气库 全生命周期的全面 监管方案是 维护 设施 正常运行 ， 保障 环境 、 健康和安全 （ EHS） 的 有效措施 。 美国 地下 储气库 建设历史悠久，可以追溯到 1900 年代。 相关的 监管制度 （如许可证 管理） 和技术指南 也比较成熟 ， 覆盖 从储气库 设计到退役 的 全生命周期 的各个环节 。一些值得参考的 储气库 技术指南包括 美国石油学会（ American Petroleum Institute, “API”） 的 1170 “ 盐穴地下储气库设计和运营 推荐做法 ” [1] 和 1171“ 枯竭油气藏和含水层地下储气库 功能完整性 推荐做法 ” [2] ； 加拿大标准协会（ Canadian Standards Association） 的 “ 地下地质构造中碳氢化合物的储存 指南 ” [3] ； 美国州际油气协定委员会 （ Oil and Gas Compact Commission） 及 地下水保护委员会（ Ground Water Protection Council） 等合著 的 “ 地下储气库 监管 考量 ” [4] 。 美国 的地下 储气库 监管 事务 由联邦和州政府共同 承担 。尽管 相关 管理 制度 年代久远 且在过去的 20几 年 里 也有更新 ，但 这 并没 能 杜绝 事故的发生 。 由于 运营 问题导致 的 几起重大 储气库 泄漏事件 对 环境、健康和安全 造成了灾难性的影响 。 例如， 2015年 加利福尼亚 州阿利索峡谷 （ Aliso Canyon） 储气库 泄漏持续了 111天，排放了 1.87亿立方米 （ 66亿立方英尺） 的 天然气 [5] ，造成 8000多户 居民 撤离 ， 泄漏 的天然气 足以满足洛杉矶 19万 个 家庭的 全年 用 气需求 [6] 。这场 事故 直接 推动 了 联邦储气库 法 规 的 出台 和加州 法规的 修编 。 2016年，美国 交通部下 属 的 管道和危险材料安全管理局 Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration,“PHMSA” 着手制定 了 地下储气库 联邦安全法规（该法规已于 2020年 2月 公布 ） [7] 。 加州政府 参考 API 1170 和 1171的推荐措施 ，在 风险管控 、应急响应、完整性测试和 强化 监测方案等方面对其 储气库 法规做了修订。 与美国相比， 中国 的 地下储气库建设 起步较晚 。 中国第一个 地下 储气库 建于 1969 年， 而大规模的储气工程 直到 1999 年 才出现 [8] 。目前， 全 国有 27座 储气库 [9] 。截至 2019 年底， 总储气量 为 140 亿立方米， 约 占 全国年消费量的 4.5 [10] 。政府计划到 2030年将 地下储气库 储气能力提高至 300 亿立方米 ，达到 年消费量的 6， 这也意味着 在 十年内将储气能力翻一番 [11] 。 中国目前的 环境管理 覆盖了 储气库 的许多重要环节 ， 多项 储气库 技术也可比肩国际 水平 。然而美国的 经验 表明，不断地完善监管制度、技术指南和运营措施 ， 是 及时识别和防范风险 、 防患于未然 的重要保障 。 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 3 本报告梳理了 美国 PHMSA新出台的储气库联邦安全法规、 加州修订法规以及 上述 技术指南的章节要点 。 结合 中美 业内专家的建议， 现 提出 优质的 地下储气库 环境 管理方案 应 包含 以下 基本要素  许可证管理（将 持续 核 查和许可证复审 纳入 运营监管）；  设施选址 要求 ；  风险管控 计划 ；  应急响应计划 ；  数据收集和记录管理 ；  施工和运营的技术要求；  泄漏报告（包括设施 故障 的追因 调查）；  完整性测试和监测 ；  退役。 需要强调的是，变更管理 （ Management of Change） 理念 应 贯穿于 上述各个 环节， 确 保 当组织构架或运营 发生变化时，企业能积极应对 可能发生的 环境、健康和安全 风险。通过 制定合理的管理程序 来 避免风险 恶化 ， 及时识别和处理 新风险 ， 并 告知 所有利益相关者。 本报告中 列出的 基本 要素 是 制定 有效的 地下 储气库 监管方案 的 基础。 根据 设施 选址 和储存地质 条件 的不同 ， 相关 环节 还需要 做进 一步 的 强化 和细化 。 计划 下 一步 考虑 开展中美两国 地下储气库 环境许可 管理机制 的比较 研究 ， 以期 提出 更 具体 的 政策建议。 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 4 1.0 引言 天然气 储存设施对保持天然气供应 和 需求的动态平衡至关重要。天然气生产 端 或进口 端的供应 变化 、 消费端的 日 、 季节性需求变化 、 自然灾害、不可预见事件（如地缘政治冲突）造成的供应 变化 ， 都可能 导致供求关系的波动。 储气库 有助于提高天然气 供应的 灵活性 和 管道等 运输基础设施 的合理 规划 及 运营 。 地下储气库主要有三种类型枯竭油气藏 、 含水层和盐穴 。 目前世界上大部分 的 储气库 都由 枯竭油气藏 改建 而成 。 由于该类 地层 有较高的 渗透率和孔隙度， 并 且 最初 就是 碳氢化合物的储层 ， 所以 其 存储完整性 也相对较高 。枯竭油气藏中的 老井 可 改 做 储气用途， 也可 根据需要 建设新井 增加储层的注 采 能力。 就岩石空隙介质储气性能 和 储层评估方法而言，含水层与枯竭油气藏之间有许多相似之处。但相较油气 藏 ，含水层的地质特征并不广为人知，因此在开发前需要 进行 更多的调查确定适用性。 地下 盐 层和盐丘 也 适合 改造成储气库 ， 利用水溶造腔 ，用 来 储气。 天然气 替代 煤炭 是中国应对空气污染和气候变化的一个重要战略。中国计划到 2030 年将天然气在其一次能源结构中的比例从目前的 7％左右增加到 15％ [12] 。在未来 20 年里， 预计 全球天然气需求增长的四分之一 将 来自中国 [13] 。目前， 中国天然气供应 约 45％ 源于 进口 [14] 。但是，中国现有的地下储气能力仅占年度总消费量的 4.5％ [15] ， 而 美国为 18％ [16] ，国际平均水平为 10％ -12％ [17] 。为了平衡供需和解决 地域 及季节性的供应瓶颈问题，中国启动了新一轮的 地下储气库 建设项目。 2020 年 4 月，国家发改委、财政部等五部门联合印发了关于加快推进天然气储备能力建设的实施意见，要求加快推进储气基础设施建设 [18]。 与拥有世界上最古老 、 规模最大的 储气库 设施的美国相比，中国 储气库 建设 时间还较短，只有 20 多年的 历史。 美国加州 Aliso 峡谷泄漏事 件 和 随后的联邦与州的法规 修订 表 明，尽管储气库 技术已较为成熟 ， 但 违反操作程序或疏于监管都 会 对 环境、健康和安全 造成严重损害 。 现有的技术资源和国际经验教训 可以为 中国 的储气库建设提供 良好的借鉴 。 储气库的地面和地下作业 可能造成的环境、健康和安全 风险 有 环境风险  储气库 完整性被破坏 造成 天然气 泄漏 ；  地面基础设施的机械故障导致泄漏和排放；  自然灾害对地面和地下基础设施造成损害。 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 5 安全与健康风险  地面基础设施的机械故障导致天然气 泄漏排放 及 作业人员 和社区的污染暴露；  井喷、火灾和爆炸；  医疗紧急情况；  噪音和光污染。 储气库 的设计、建造和运营必须考虑 上述 风险 的防控 制定事故预测方案，最大程度地减少事故发生的可能性和严重性 ， 采纳应急措施 将损失 最小化 和尽快恢复正常。这不仅要求工程技术到位，还需要设立 合理的环境、健康和安全 管理程序（包括变更管理）、 风险管控 计划和应急响应计划。以下章节将针对这些重要 环节 做具体阐述。 2.0 美国的 地下储气库 自 1916 年 第一座 地下 储气库 开始 运营 ， 美国 储气库 迄今 已发展到 400 多座，遍及 31个州。 其中 枯竭油气藏 储气库有 328 座， 贡献了 80的 储存 工作气量 ， 其他 为含水层和盐穴 型 储气库 [19]。 图 1 显示 的是 美国 的 储气库 设施 分布 。枯竭油气藏 型 各地 均 有， 而含水层 型 在中西部更为普遍，盐穴 型 主要位于墨西哥湾沿岸地区。 根据 美国 能源信息署 Energy Ination Administration, “EIA” 2017 年数据，美国地下储气库 的 工作气量相当于其年天然气消费量的 18 [20]。 图 1 美国地下储气库分布 （ 2017） 来源 EIA, EIA‐ 191, “ Monthly Underground Gas Storage Report.” [21] 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 6 表 1 储气库 分类统计如下 EIA 2017年 数据 [22] 类型 数量 （座） 储气库 工作气量 百万立方英尺 （ MCF） 亿 立方米 枯竭 油气藏 328 3,937,382 1,115 含水层 47 413,475 117 盐穴 39 500,596 142 总 计 414 4,851,453 1,374 尽管美国 在过去的 100 多年中 积 累 了丰富的 储气库 技术和运营经验， 但单纯依靠技术 并不能杜绝事故的发生 ， 尤其是 近些年 的 几次 储气库 系统 事故 给环境、健康和安全带来 了严重 的 影响。 2001 年，堪萨斯州 （ Kansas）哈钦森镇 （ Hutchinson）附近 的 岩穴 储气库 由于井筒故障导致天然气通过地下渠道游离并聚集到废弃井中 ， 造成 4 百万立方米 （ 1.43 亿立方英尺 ）的天然气 泄漏 ， 最后 通过泄压、堵井等措施 才 恢复 了 完整性 [23] 。 2004 年，得克萨斯州 Texas 的一个盐穴 储气库 的井口起火。起因是 生产套管脱离 、 地上盐水管道破裂 、天然气从 主阀 与 井口紧急关闭阀间泄漏。大火 烧了 6 天 才 自行熄灭，之后 维修人员 才得以更换控制阀。这次事故燃烧了 1.7亿立方米 （ 60 亿立方英尺 ）的天然气 [24] 。 2015 年， 加州 Aliso 峡谷枯竭油气藏 储气库 发生泄漏。该储气库 有 100 多口作业井 ， 其中 一口井 的 7 英寸生产套管外表面发生腐蚀 造成 井喷， 维修人员 花了111 天才 成功 堵井 。这是 美国 储气库 史上最近的也是最大的一次 天然气 泄漏 事故 ， 直接排 放了1.87 亿立方米 （ 66 亿立方英尺 ）的 天然气 [25]，造成 8000 多 个家庭的疏散。 加州政府 为了全面掌握事故起因，事后开展了详细的追因调查， 由此 发现了 企业 一系列 的 运营失误，比如缺乏系统 性的 风险管控 机制 、 应急响应失效 、 缺乏井喷紧急预案 、企业 管理人员 漠视 反复出现的井筒完整性危险信号以及实时监测不足等 诸多 问题。 美国 地下 储气库 监管 及 最新 进展 美国 储气库 的监管由联邦和州政府共同 负责 ，在过去的 20 年中有较大 进展 。 目前 在 联邦层面 上 ，联邦能源管理委员会（ Federal Energy Regulatory Commission, FERC） 、 交通部下 属 的 PHMSA和联邦 环保署 （ USEPA）为主要的监管机构。 FERC 管理市场， PHMSA 管理运营和安全 , USEPA 负责 环境 如 大气、土壤和水（地表水和地下水 ） 等 污染防治 。 具体 而言 ， 根据 2005 年 的 美国 “能源政策法 ” [26] ， FERC 负责 管理天然气储存市场 事务 ，比 如 批准天然气公司按市场价格提供新增 储气 容量及储存服务 ， 但 FERC 不监管 储气库的运营和安全 。 传统上， 美国 碳氢化合物跨州 储运 的 运营及安全事务由各州 和 PHMSA 共同 管辖 ， 这 就难免 造成 潜在的 管辖 权冲突 。 2010 年，联邦地区法院的一项裁决 [27] 对该问题做了 明确 解答 ， 即 根据国会授权 ， 跨州储气库 的运营和安全由 PHMSA监管 [28] 。 但在实际中， PHMSA并没有积极 行使 该权力 ， 而仅仅是 出台了 指导性公告，建议 储气库 运营商参考行业指南和各州法规 进行安全管理 。直到 2016 年 Aliso峡谷事件发生后 ， 国会通过了 “ 管道 基础设施保护 和安全 改善 法案 ”（ PIPES 法天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 7 案） [29] ， 这个局面才得到改变 。 PIPES法案 要求 PHMSA 制定 储气库 的联邦统一安全标准， 并 允许州政府对其境内 州 管辖 的 储气 库 （不包含跨州设施） 实施附加的或比联邦更严格的安全法规 [30] 。 2016年， PHMSA颁 布了 “ 储气库设施安全 暂行法规 ” （ IFR），并于 2020 年 2 月 推出 最终版 [31] ， 设立了 储气库 联邦 最低 安全 标准 。 联邦 法规主要采纳了 API 的两个推荐做法（ RP）。  API RP 1170 “岩穴地下储气库的设计和运营 ”（ 2015 年 9 月） ;  API RP 1171 “枯竭碳氢化合物储层和含水层地下储气库的功能完整性 ”（ 2015 年 7月） 。 PHMSA法规 进一步 明确了储气库由州和联邦共同管辖 。 针对服务 跨州 储气业务的储气库 ， 州政府可以申请 PHMSA 认证，获得 授权代表 PHMSA 执行联邦法规 、 行驶管辖权 ，但州无权对跨州储气设施 提出比联邦更严格的要求 。 针对服务于 州内 需要 的储气库 ，州政府 也必须先申请PHMSA认证， 然后 可以 执行与联邦标准等效或更严格的 州 法规 。 与此同时，加州等地也启动了州层面的储气库法规修订工作。 很多州 ， 特别是 油气 生产州都有 储气库 相关法规，重点关注井的完整性问题。随着公众对 储气库 事故关注 度 的 提升 和联邦管理的改善， 越来越多的 州开始 复审其 储气库 相关规定，并考虑完善现行法规或者出台专门 的 储气库 法规。 拿加州举例， Aliso 峡谷事故后，州地质能源管理部（前 身 为 “加州石油、天然气和地热资源部 ”）出台 了 更新 的 储气库 综合性法规，为其他州提供了样板 [32] 。除了采纳 PHMSA 规定的API 1170 和 1171 推荐做法， 加州的 新 法规还纳入了许多行业领先实践，包括 风险管控 、应急响应计划以及严格的完整性测试和监控程序 等 要求。 需要指出的是， 尽管 PHMSA 和加州 法规 改进了储气库 的 监管框架， 但 该框架 仍存在提升的空间。 修订 应该被视为持续评估和 改善 监管的 良好 起点，而 非 终点。 另外， 储气库 管理还涉及到 联邦和州的环境法律 、 法规，如 大气污染 （甲烷、 VOCs 和有毒大气污染物等）、 水污染（ 地下水 和 地表水 ） 、 土壤 和沉积物 污染防治 。 USEPA 拥有 对 这些 排放 的管 辖权 ， 但 也可以 将 权力下放到州 。 州可以实施附加的 、 独立的（ 但 至少等效于联邦）的监管 措施 。 就甲烷而言， 甲烷排放在 整个石油和天然气供应链 的各个环节 都可能发生 。排 放源 （有 交叉） 包括 钻探 、 完井 、井口排液、 加工 、 储运 以及 配送 等 环节 ； 管道和存储设施等基础设施；以及气动控制器 、 压缩机 、 分离器和脱水器 等生产设备 。 在美国甲烷被 纳入 为空气污染物，受到 “清洁空气法 ”的管制。 从 2009 年开始， 按照 USEPA 温室气体报告计划（ GHGRP） 的要求 ， CO2-eq年 排放量超过 25000 吨的设施 需向 USEPA提交温室气体 （ 含 甲烷） 排放年度报告 [33]。 该规定适用于 陆 上 和 海上 的 油气 生产 、 冶炼、 集输和加压、 天然气加工 、 运输和 储 存 、配送 、 LNG 进出口和 储存 等 设施 。 2016 年， USEPA出台甲烷排放 管理法规 （在此前是通过 VOCs 协同管理） ， 适用于 新建和改建的油气设施（ 针对 水力压裂的油气井 、 压缩机 、 气动控制器 、 泵 、 和 原油 、 凝析液及 采出水储罐 等 ） [34] 。 美国 联邦 “ 清洁水法 ” 、 “ 安全饮用水法 ” 和 “ 资源保护与恢复法 ” 也适用于 储气库的土壤和水污染 管理。 同样， 联邦 可以 授权州政府 代管 ， 州 在获得授权后 也可以 实施 等效 且通常更为严格的州法规。 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 8 3.0 现行 美国 地下储气库 技术和监管指南 在全球范围内， 储气库 的 建设和运营技术 已经比较成熟， 也 有 相应的 技术、 监管 指南 可供参考 。 如前文提到的， 受 到 PHMSA重点 参考 的 API 1170 和 1171的 推荐 做法 ， 加拿大 标准协会 的“ 地下地质构造中碳氢化合物的储存 指南 ” 以及 美国地下水管理委员会 的 “ 地下储气库 监管考量 ” 都是很好的参考资料 。 本章 将 对 这些指南的要 点 进行概述 。 从理论上来说， 如果储气库的建设 和 运营能 遵照这些指南 ，那么 设施 的 质量 是可以 保证的 。 但 在 实际 操作 中 ， 由于 常常出现管理层重视程度不够，或 风险管控 、应急 响应 和 EHS制度 的 不到位 ， 导致 事故 时 有 发生 。 所以 除了 技术 保障 ， 制度保障 对 储气库的 安全 运营 也是 不可 或缺 。 另外， Aliso 泄漏 事件后出台的两份文件对储气库的 设计、运营、 评估及应急 响应 都十分有帮助 。 一是 2016年 10月 由 美国 能源部和交通 部 组成 的 联合工作组 发表的 “ 保障 地下储气库 的 安全和可靠性 报告 ” [35] ， 对 减少 泄漏 风险 提出 了 参考建议 。 另一个 文件 是 2019年 5月 由 加州政府 公布的 Aliso事件追因调查报告 [36] 。 现将 上述 提到的 参考文献 的 要点总结如下 API RP 1170 – 水溶 造腔 盐穴 储气库 的设计和运营 推荐做法 水溶 造腔 盐穴 储气库 的设计和运营 的 主要 环节 应包括  选择适当的盐穴构造 进行 建设 ；  确定储气容积和 对流率 ；  确定项目 时间进度表 ，包括 投产 日期 ；  设计 、 钻井和装配 储气库井 ；  设计 、 钻井和 装配供水井 、 循环泵 及盐卤 处理井和设施 ；  设计 、 水溶 腔体 建造 、 测试 和 投产 ；  运营和维护 储气库井和 腔体 ，确保完整性 。 具体的技术环节包括  机械完整性测试 ；  地质和地质力学评估 ；  井 的 设计包括井口设计 既可 储气 ，又可控制 注 采 气体 流量 ；  钻井作业 ；  盐卤 开采 ；  储气作业 ；  盐穴 完整性监 测 （ 详见 API RP 1170 第 10 章 及其 附件 B） ；  弃用。 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 9 API RP 1171 – 枯竭油气藏和含水层 储气库的 完整性 API RP 1171适用于枯竭油气 藏 和含水层 储气库 ，重点关注储气井 、 储层和流体管理 ， 保证设计 、 施工 、 运营 、 监 测 、 维护和 文档记录 方面 的 系统 完整性 。 但 该文件不 覆盖 管道 、 天然气净化 和液体处理 、 压缩机 和 存储辅助设施。 与盐 穴和 含水层相比， 枯竭油气藏 改造 成 储气库 具有明显的优势 ，因为用户更容易掌握其完整性。 但 需要 注意的 是 ，该 类 储层 不一定能 直接满足 储气 作业中 对 增压和 重复循环压力 的 要求 。 API RP 1171主要涵盖了以下内容  储层设计的完整性 ；  井的设计和建 造 完整性 ；  在最大 压力和满负荷 情况下储层和井的完整性 ；  风险管 控 ；  完整性展示、验证和监测措施 ；  储气库安保和安全， 现场 检查和应急 预 备及 响 应；  程序和培训 。 API RP 1171第 8章讨论了风险管 控 和相关计划制定，相关建议在 PHMSA法规和加州的修订法规中都得到引用，这也肯定了风险管控是储气库全面有效管理方案不可 或缺 的要素。第 8 章还阐述了潜在风险、后果以及预防和缓解方案。另外，第 11章关于 “应急预备和响应 ” 以及 “变更管理 ” 的建议也很值得关注。 图 2 显示了 API RP1171 推荐的 现有 和新建的 枯竭油气藏 及 含水层 储气库 的 场站和井 的 设计、 调试 及 运营 的 程序 和 文档记录流程 。 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 10 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 11 加拿大标准协会 “ 地下地质构造中碳氢化合物的储存 指南 ”Z341.1-14 该 指南 规定了天然形成的地质储层 （枯竭油气藏和含水层） 和 水溶 腔体 盐穴 储气库 的设计 、 建造 、 运营、 维护 、 废弃和安全 保证 的最低要求。 主要 覆盖 的 内容 有  材料（包括井的建 造 和运营以及安全设备有关的材料） ；  完井和 改造 ；  储气库 选址 ；  设计 ；  建 造 ；  地面设施（包括紧急关闭阀）；  运营和维护 ;  监测和测量 ;  安全 ;  封井 、 弃 井 和 场地 修复 。 附件 的 技术 参考有  盐穴 储气库 的机械完整性测试 ；  风险评估 。 指南的正文和附件中都涵盖了 风险评估。 “设计与 及 风险评估 ”章节 规定了 运营商 应采取 多项 措施建立风险评估流程， 评估 基准风险， 判断 已识别 的 风险的严重性，审查和更新风险评估 ，以及 规定 设施退役后 相关记录 的保留年限 （ 15 年）。 指南的 “运营 和维护 ”章节强调 应 制定应急 响应 计划 ， 相关内容包括  在发生故障或其他紧急情况时 ， 为保证安全， 应 控制和关闭 全部或部分 设施的程序 ，和 启动 应急 人员 的 安全 保护 程序 ；  对 应急 响应 计划 开展 年 检 和更新，并记录结果 ， 文档在 设施 现场 保存 5 年 ；  证明操作员熟悉 应急 计划。 指南 的 附件 包含 有关风险评估的 细节 ， 如 范围 、 定义 、 概念（包括风险分析 、 评估和 衡量） 、 过程 、 评估和 记录 。 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 12 美国地下水保护委员会的 “ 地下储气库监管 考量 ” 该指南提供了 联邦和州 储气库 监管框架 如 州许可 证、技术和运营 指 导 。需要 说明的 是，该文件 是在 Aliso事件和 PHMSA 法规 制定工作启动 之 后出版的 ，但早于加州和俄克拉荷马州的 储气库法规 修订。 现在， 伊利诺伊州和印第安纳州 也在着手 修订 相关的法规。 指南中 关于 州层面 储气库 许可证 的 重点领域 为  场 地 的 地质表征；  工程审查；  储气库 周 边 区域 评估 ；  选址和间距；  敏感区域附近的 作业 要求；  储气 库 钻探 （ 针对不同的 储气库 类型）。 技术层面的具体环节包括  钻井 、 建造和 改造 ；  井完整性测试；  储气库 完整性；  注 采井 的操作和维护；  监测井和观察井；  井口和地面设施；  暂时 弃 井 、 闭 井 和 场地 恢复 。 鉴于 风险管 控 和应急响应 的重要性 ， 指南中 既有独立章节又有 分插 叙述 讨论相关问题 ， 加州 的 修订 法规 也 高度重视 这两个 环节 。 储气库 风险管控 是一个持续的 动态 过程，需要定期 进行 更新 和 评估，针对 运营 过程中出现的 危险 因 素 采取适当的 防控措施 。 风险管控 工作 主要 包括  识别 影响 环境、 健康 和 安全 的 潜在 威胁和危害；  对 上述 潜在威胁和危害 进行 评估和分级 ；  井和 储气库 完整性 及 性能 产生影响 的潜在威胁和危害 ；  监测 /降低风险 的 预防和缓解措施；  意外或紧急事件 的 应急 响应 措施 （ API RP 1170 和 1171 中 有 详细说明）。 风险管控 的核心是风险 防控 和建立 公认的 指标体系 ， 评估 风险 是否 被控制在 “合理可行的最低 程度 ”（ “As low as reasonably practicable”, “ALARP”） [37] 。 ALARP 标准 要求 运营商 出示 可信的证据， 证明没有 能 进一步降低风险的 其他可行 选择 。 应急响应 虽然 与 风险管控 相关，但却是一项 独立 的工作，旨在 预防和减少 由 紧急事件造成的 破坏， 保护生命 、 财产和环境 免受威胁 。 应急响应方案的 制定 是一个持续的 动态 过程 ，涉及多个利益相关 方 （ 如 第一 响 应 人员、 监管者 、 公司 员工 和领导 、 媒体 及 社区代表）。 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 13 总体来说 ， 应急响应计划 的内容 和 实施效果 与以下 要素 相关  公司 领导和员工 有 明确承诺， 应急 计划 覆盖范围清晰， 在 企业 的 政策 、 决策过程和 程序中 得到清楚体现 ；  确定所需资源 、 应急 团队 成员 、 各人的 角色和职责以及 全 方位 的 内外沟通 机制 ；  应急方案 ，包括目标 、 目的 、 管理系统 、 风险评估和全面的危害识别；  与政府 和 其他响应 机构的协调 ；  计划 实施 ， 包括 记录保存 、 事件管理 程序 和 应急 终止 、 恢复 正常 的步骤 ；  完善的 培训和教育计划， 保证相关人员的执行能力。 4.0 中国 的 地下储气库 用 天燃气替代煤炭是中国 空气污染 治理 和应对气候变化 的一个重要手段 。 为了满足 天然气需求 的 快 速增长 ，中国也在 加大 管道 天然气 和 液化天然气（ LNG） 的 进口 及 国内 生产 。 2018年，中国天然气消费 达 2800 立方米， 增速为 17.5％ [38] 。 预计 到 2040年，中国的天然气需求将 翻 倍 ，增幅将超过亚洲其他发展中国家 增长的总和 [39] 。 2018年， 中国 已 超过日本成为全球最大的天然气进口国 [40] , 天 然气 对外依存度超过 45％ [41] 。 进口入境口岸 集中在 陆地 边境和 沿海 港口 ， 其中， 约 40％ 的进口 来自 于 管道 天然气 ， 其余 的 60％ 为 LNG [42] 。 与此同时，中国天然气消费用户及其地理分布 日益 多样化 [43] 。 2000年以前，化工和工业部门占天然气 消费 的 80以上 [44] 。 如今， 超过 50的 天然气 供应 用于发电和 城镇燃气 ，而且这一趋势仍在持续 上升 [45] 。这 种变化 对 保证 季节性供需 平衡 提出了更大的挑战 ，突显 了 扩大 天然气储运网络 规模 的紧迫性。另外，天然气资源（包括进口和国产）与消费端的 地理 距离 和 用户 多元化， 也 对 储气库 的选址和配套管道设施 建设 提出了挑战。 中国的 储气库 发展还处于相对早期的阶段。虽然中国第一个地下储气库建于 1969年，但直到 1999年陕京一线天然气长输管道建成后，才出现了大规模的储气工程 [46] 。 储气库 的 发展在解决首都地区天然气季节性需求波动问题上发挥了重要作用。 截至 2019年底 ，中国有 27座 储气库 设施（ 相比 美国 的 400多 座）。中国石油天然气集团公司（中 国 石油） 拥有 23座，中国石油化工集团公司（中 国 石化） 有 3座 ，港华燃气有 1座 [47] 。 截至 2019年底，中国的储气量仅能满足全国年消费量的 约 4.5 [48]，远低于 10-12的国际平均水平 [49] 。 为了填补这一空缺，中国政府 采取了 一 系列措施 鼓励 推动 储气库 发展 , 包括 扩大天然气基础设施 的 第三方准入 、 成立国家官网公司 和 设立储气目标 等。 计划 到 2020年，国有石油公司的储气 能力须达到其年度合同销售额的 10，城市经销商的储 气 能力须达到其供应量的 5，地方政府应 确保其辖 区 内的储 气 能力可以满足 3天的需求 [50] 。全国工作储气能力从 2018年的 93亿立方米 [51] 提高到 2020年的 148亿立方米 、 2030 年 的 350亿立方米 [52] 。 作为对这些政策信号的响应， 中国石油 和 中国石化 都在加快 储气库 的规划和建设，准备用 10年的时间实现储存能力翻 倍 。中 国 石油天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 14 计划 在“十四五”期间，建设 东北、华北、西北、西南、中西部、中东部等六大储气中心 ，规划新建设储气库 23座 。 [53] 中 国 石化计划在中部地区建设中国最大的 地下储气库 群 [54] 。 然而，中国 储气库 的扩建 工作也 面临着一系列 的 挑战  天然气 供应源 （国产和进口）与 消费端 地理空间 分布不平衡 ；  实现 强制性储气目标要求快速增加存储量， 这 要求在选址、各设施的存储量、 设计、施工和运营方面 的 快速决策；  相对复杂的 地质条件 。 中国大部分可改造为储 气 库的枯竭油气 藏 都位于东北、中部和西部地区。但市场需求最大的东部沿海地区其地下构造多为盐穴和含水层， 增加了 储气库 建 设的难度 [55] 。 目前， 中国 27座 储气库 中 的 24座 为 枯竭油气 藏型 （ 其余 3座为盐穴型 ） 。这些 枯竭 油气 藏 大多为低渗透，深度 通常 超过2500米，有 的 超过 4500米 ; 相比之下，世界上 95的 储气库 深度都小于 2500米 [56] 。 此外，中国潜在盐穴 储气库 的地层深度通常比国际典型 同类 设施 深 500米 [57] 。一般来说，地质构造较深的盐 穴 储气库 造价比 浅层 设施 更高，技术风险更大。 中国 地下 储气库 环境管理 中国有一系列涉及 地下 储气库 环境和安全管理的法律、法规和技术标准。 涉及 储气库 生命周期 环境管理 的相关 法律 覆盖 环境保护（大气、水、土壤和噪音 污染防治）、生态保护、农田 和野生动物保护、节能和清洁生产等 。具体名录 举例 如下 [58] 1. “环境保护法 ” （ 2014年 4 月 24 日修订）； 2. “大气污染防治法 ” （ 2018 年 10月 26 日修订）； 3. “水污染防治法 ”（ 2017 年 6 月 27日修订）； 4. “土壤污染防治法”（ 2019年 1月 1日生效）； 5. “固体废物污染防治法 ”（ 2016 年 11月 7日修订）； 6. “环境噪声污染防治法 ”（ 2018 年 12月 29 日修订）； 7. “环境影响评估法 ” （ 2018 年 12月 29 日修订）； 8. “水土保持法 ”（ 2011年 3 月 1 日生效）； 9. “土地管理法 ”（ 2004年 8 月 28 日生效）； 10. “水法 ”（ 2016年 2月 7 日修订）； 11. “清洁生产促进法 ”（ 2012 年 7 月 1 日生效）； 12. “节约能源法 ”（ 2016年 7 月 2 日修订）； 13. “循环经济促进法 ”（ 2018 年 10月 26 日修订） ; 14. “森 林法 ”（ 2009 年 8月 27 日修订）； 15. “野生动物保护法 ”（ 2018 年 10月 26 日修订） 16. “油气管道保护法 ”（ 2010 年 10月 1日生效）； 17. “城乡规划法 ”（ 2019年 4 月 23 日修订） ; 天然气地下储气库管理基本要素 – 中美实践综述 15 18. “突发事件应对法 ”（ 2007 年 11月 1日生效）。 除了 以上的法律， 与储气库安全、环保相关的 还有国家和地方法规 、条例 及行业技术 指南等等 。附件 A 列举了 中国行业层面 和中 国 石油 企业 层面的 主要 储气库 相关标准名录。 就储气库环境管理而言， 根据 ”建设项目环境影响评价分类管理名录 ”（ 环境保 保 部令第 44号 ）， 储气库建设 应编制建设项目环境影响报告书 （ 而不是 编制 相对简单的 “环境影响报告表 ”或仅仅 完成登记 备案 ） ， 对 潜在的大气 、 水 、 土壤和噪音污染 进行 环评 [59] 。 “ 生态环境部审批环境影响评价文件的建设项目目录 ” （ 2019 年） 未将储气库 环评审批纳入 负面清单中 ， 这意味着 相关 审批工作由 省级生态环境部门 负责 [60] 。 目前，除了某些 规定 情形 1 [61] , 油气开发和储气库 整体来说 尚未 被 列入 “固定污染 源排污许可分类管理名录 ”（ 2019 年） 。 除水污染物排放适用于 “ 排污许可证申请与核发技术规范 水处理通用工序 ” [62]外，其余工序暂 不需要 申请排污 许可证 。 此外， 储气库 设施 还 需要 通过 生产 安全评估， 运营商 需要获得企业 层面的 安全生产许可证。 相关审