牛耀輝

【摘? 要】鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程建設(shè)大致可分為預(yù)可行性研究、可行性研究、建庫(kù)設(shè)計(jì)、造腔施工、注氣運(yùn)行五個(gè)階段，而預(yù)可行性研究階段的核心工作就是建庫(kù)地質(zhì)條件評(píng)價(jià)。層次分析法（AHP）作為一種系統(tǒng)性的分析方法，近年來在地下儲(chǔ)氣庫(kù)選址評(píng)價(jià)、巖土工程的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)分析中得到了廣泛應(yīng)用。

【Abstract】The construction of salt cavern gas storage project can be roughly divided into five stages： pre-feasibility study， feasibility study， storage design， cavitation construction and gas injection operation. The core work in the stage of pre-feasibility study is to evaluate the geological conditions of the storage. AHP， as a systematic analytical method， has been widely used in site selection evaluation of underground gas storage， stability evaluation of geotechnical engineering and risk analysis in recent years.

【關(guān)鍵詞】層次分析法;鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù);地質(zhì)條件

【Keywords】Analytic Hierarchy Process; salt cavern gas storage; geological condition

【中圖分類號(hào)】TE972? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）06-0176-02

1 引言

進(jìn)入21世紀(jì)，天然氣作為高效、清潔能源的代表，逐漸成為支撐中國(guó)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的主力清潔能源。在天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈中，地下儲(chǔ)氣庫(kù)是保障天然氣管網(wǎng)高效安全運(yùn)行、平衡季節(jié)用氣峰谷差、應(yīng)對(duì)長(zhǎng)輸管道突發(fā)事故、保障國(guó)家能源安全的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施。地質(zhì)條件評(píng)價(jià)工作直接關(guān)系到鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)是否開展和如何開展的問題，它面臨的是一個(gè)由相互關(guān)聯(lián)、相互制約的眾多地質(zhì)因素構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，層次分析法則為研究這類復(fù)雜的系統(tǒng)，提供了一種新的、簡(jiǎn)潔的、實(shí)用的決策方法。

2 層次分析法簡(jiǎn)述

2.1 層次分析法的基本原理

層次分析法（AHP）是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家Saaty教授于20世紀(jì)70年代初提出的，他根據(jù)問題的性質(zhì)和總目標(biāo)，將問題分解為不同的組成因素，并按照其相互關(guān)聯(lián)及隸屬關(guān)系將因素聚集組合成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，從而最終使問題歸結(jié)為決策方案、措施等相對(duì)于總目標(biāo)的相對(duì)重要權(quán)值或優(yōu)劣次序的排定。

2.2 層次分析法的計(jì)算步驟

層次分析法的計(jì)算步驟主要包括：①建立層次結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)決策的目標(biāo)、決策、指標(biāo)和方案之間的相互關(guān)系繪出層次結(jié)構(gòu)圖;②構(gòu)造判斷矩陣，確定各層次各因素之間的權(quán)重;③層次單排序及其一致性檢驗(yàn);④層次總排序，最終進(jìn)行各方案重要性程度綜合評(píng)定。

3 建立地質(zhì)條件評(píng)價(jià)體系層次結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)層次分析法基本原理，結(jié)合課題具體任務(wù)，確定地質(zhì)條件評(píng)價(jià)體系的目標(biāo)層為選擇最適宜的建庫(kù)庫(kù)址，準(zhǔn)則層為影響鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的主要地質(zhì)因素，指標(biāo)層為各地質(zhì)因素分別細(xì)化得到的基本地質(zhì)條件，而參與對(duì)比評(píng)價(jià)的各石鹽田（包括寧晉-辛集石鹽田、河北滄縣石鹽田鹽礦、江蘇金壇鹽礦、江蘇淮安鹽礦、湖北云應(yīng)鹽礦、平頂山鹽礦）則作為方案層，如圖1所示。

4 構(gòu)造各層次各因素之間的判斷矩陣

在地質(zhì)條件評(píng)價(jià)體系準(zhǔn)則層、指標(biāo)層中對(duì)各個(gè)要素進(jìn)行了兩兩比較，建立準(zhǔn)則層（B）對(duì)于目標(biāo)層（A）及指標(biāo)層（C）對(duì)于準(zhǔn)則層（B）判斷矩陣，如表1、表2、表3、表4、表5所示。

5 各層次各因素權(quán)重排序及一致性檢驗(yàn)

0.1703，0.0568，0.1703，0.0568}T。由此可見，地質(zhì)條件評(píng)價(jià)體系指標(biāo)層（C）中，石鹽礦體埋深（C22）是最主要因素，權(quán)重達(dá)到了21.03%，此外，夾層厚度占比（C31）和蓋層厚度（C41）也是影響鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的重要地質(zhì)條件因素，權(quán)重均為17.03%。

6 各對(duì)比區(qū)建庫(kù)地質(zhì)條件綜合評(píng)價(jià)

為便于對(duì)比各鹽礦的地質(zhì)條件概況，定義各地質(zhì)因素對(duì)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的影響量化指標(biāo)在[0，1]，量化指標(biāo)為1表示地質(zhì)條件非常好，鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)完全不受地質(zhì)條件的影響，量化指標(biāo)為0表示地質(zhì)條件非常差，地質(zhì)因素對(duì)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)有絕對(duì)制約性影響。由此可以得出各對(duì)比區(qū)鹽礦地質(zhì)條件指標(biāo)層的量化排列向量K，K={K11，K12，K21，K22，K23，K24，K31，K32，K41，K42}，如表7所示。

綜上所述，可對(duì)各對(duì)比區(qū)建庫(kù)地質(zhì)條件進(jìn)行綜合對(duì)比評(píng)價(jià)，地質(zhì)因素綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算公式K綜合=K·WC，計(jì)算結(jié)果各對(duì)比區(qū)地質(zhì)因素綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)排序?yàn)椋航饓}礦（0.8737）>云應(yīng)鹽礦（0.7937）>平頂山鹽礦（0.7891）>滄縣石鹽田（0.7461）>淮安鹽礦（0.7183）>寧晉-辛集石鹽田（0.6098）。

7 結(jié)語

地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)工程必須經(jīng)過建庫(kù)地質(zhì)條件評(píng)價(jià)，地質(zhì)評(píng)價(jià)體系的建立涉及眾多地質(zhì)條件因素，通過層次分析法構(gòu)建判斷矩陣可以直觀地比較各種地質(zhì)因素的影響程度?？梢园l(fā)現(xiàn)，石鹽礦體埋深仍是制約鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)最主要的地質(zhì)因素。隨著我國(guó)石鹽礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)力度不斷加大，鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程向超深地層延伸是必然趨勢(shì)，超深鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)領(lǐng)域的理論體系和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)問題已迫在眉睫。

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