石油地下建设

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[摘要]石油和天然气储备是保障国家能源安全的重要措施，地下储备库是一种安全和节约的储备方式。国外石油储备主要为地下溶洞和盐穴，天然气储备的发展有战略储备向以废弃气藏为主的大型化，民用储备向灵活性大、周转率较高的小型气库发展的趋势。我国目前地下油气储备库处于建设的初期，随着进口依存度的不断增大，需普查适合油气地下储存的地区，进一步重视和加大地下储备技术的研发，保障国民经济的快速发展。

[关键词]石油，天然气，储备，普查

石油和天然气储备是为了保障国家的经济安全和社会稳定，由中央政府直接投资或者其他方式，拥有和控制一定数量的原油、成品油和天然气储备。这是国家为了保障能源安全稳定供应的重要手段之一。在发生战事、大规模禁运等非常时期，则可用于应对国际石油市场的剧烈动荡，减缓或屏蔽可能给国民经济带来的冲击。从1973年第一次世界石油危机以后，美国、日本、西欧一些国家都相继建立了石油和天然气战略储备。从他们的储备方式来看，地下储备库已成为储备的主要方式。

1、建设石油地下储备的重要性和必要性

首先，建设地下油气储备库是保障能源安全的重要措施。现代战争中，重要经济目标是重点打击的对象，而油气设施在国民经济和战争上的重要性，使其成为打击的主要对象。从战略的角度看，建设地下油气储备有利于保护油气战略资源。

其次，地下油气储备库建设有利于防止恐怖袭击，油库是袭击的重点。地下油气储备库管理容易，不易接触，不易引爆。

再次，建设地下油气储备库可以大量节省土地资源，保护地面环境，而且地下油气储备库，特别是盐穴地下油气储备库的建设成本仅为地下建设成本的1/10，可以节约大量的建设资金。

第四，由于天然气长距离输送的特性，如何保障管道安全运行，保障天然气平稳运行非常重要。根据世界各国的经验，利用地下储气库进行调节，是确保天然气安全平稳供气的最有效途径。

从国外经验来看，地下战略油气储备库主要由地下盐穴、地下岩洞和废弃油气藏组成，因此，利用盐穴、地下岩洞和废弃油气藏建设油气储备库是今后发展的主要方向。

2、国外油气地下储备概况

2.1、国外石油地下储备概况

发达的石油进口国主导着石油地下储存的技术发展。石油地下储存主要方式包括两大类。

第一类是利用地下岩洞储存石油。地下岩洞安全性好，油品长期储存，不易变质。从20世纪50～60年代至今，国外很多国家都将地下岩洞作为国家原油战略储备库。目前，瑞典等国家正在研究用洞库储存ING和CNG。利用地下岩洞建立石油储备的国家主要有北欧的瑞典、芬兰，亚洲的日本、韩国和新加坡等。

第二大类型是地下盐穴储备，利用深部盐层，通过水溶方式形成地下溶洞并储存石油，该方式储存量大，埋藏深度大，一般达500～1500m，造价低，广泛被具有盐层建库地质条件的国家所采用。美国、德国、法国等国家的地下石油储备方式主要为盐穴石油储备。美国石油储备美国能源部于1977年2月16日，美国能源部制定了战略石油储备计划，当年4月18日生效。在此后的10多年时间内，美国利用德克萨斯和路易斯安娜两个州墨西哥沿岸的地下盐穴建立了总储存能力为10×109bbl(1.37×109t)的五大战略石油储备基地，储备的主要对象是原油。美国战略石油储备采用地下盐穴储存方式。储备系统全部分布在得州和路州的墨西哥湾沿岸。每个储油库都有数量不一的洞穴，典型的洞穴直径为60m，高为610m。只要往洞穴底部注水，原油上升即可抽出。美国战略石油储备盐穴储油库，单个储油库所包含的洞穴数从6个到22个不等。美国近6×109bbl原油储存在62个盐穴中，并全部位于德克萨斯州和路易斯安娜州。

2.2、国外天然气地下储备概况

国际上主要天然气消费大国均已经建立了自己国家的天然气战略储备，其战略储备一般3～6个月的国内天然气消费量，除战略储备外，还有一部分商业储备，约占天然气年消费量的15%～20%。从俄罗斯与乌克兰的天然气之争对欧洲天然气供应引起的国际争端就可以看出，保障天然气的安全运行，必须建设相应的天然气储备。

天然气地下储存比石油储存更加受到天然气主要消费国的重视，天然气地下储存作为一门工业技术发展已相当完善、成熟。国外第一座地下储气库建于1915年，至今已有八十多年的历史(教学案例，试卷，课件，教案)，这一技术在20世纪80年代以来发展较快。据统计，世界已有各类地下储气库602座，总有效工作量达3003.5×109m3，储气能力相当于总耗气量的11%。国外一般大型输配气系统都建有一定的储备能力，一般储备系统为11%～15%。美国储存气占年销售气量的20%以上，地下储气库供气量占所有调峰方式供气量80%以上。这说明建设一定规模地下储气库是其他方式难以取代的。利用枯竭油气田、地下含水层、含盐层或废弃矿井建造地下储气库，是20世纪燃气工业的一项主要技术成就。据统计，全世界共建成地下储气库602多座，其中77.7%是由枯竭油气藏改造而成，12.5%为含水层，9.8%为盐岩层。就欧洲而言，1999年20%的商品气来自地下储气库。全世界储气库主要集中在美国、加拿大、德国、前苏联。其中美国已建成各类储气库410座，其中利用枯竭油气藏350座，含水层40多座，是世界上使用储气库最多的国家。各国储气库的大小取决于该国的能源状况、供气情况和产气区与消费市场的供求关系以及能供建库的构造条件等因素。随着世界天然气需求量的迅速增加，地下储气库也将大力发展，预测2010年世界将需要大约160×109～200×109m3左右新的工作气能力。国外地下储气库的发展的趋势之一是战略储备向大型化发展，目前世界上最大的枯竭气藏储气库的库容达到400×108m3，工作气量达到，200×108m3;最大的含水层储气库库容达到200×1008m3，工作气量达到90×1008m3;这类大型储气库可以作为战略储备，气库储气量大，调峰能力强，但建设周期长，一次性投资大，总体经济效益好。趋势之二是民用库向灵活性大、周转率较高的小型气库发展，如盐穴或矿穴储气库在不断地增加，这种气库生产能力及调峰能力强，见效快，多个气库“联网”也是一种发展方式，使气库联成一片，统一调度，统一控制，如美国70%以上的储气库库容在0.028×108～2.83×108m3(1×108～100×108ft3)，既有很大的库容量，又有很大的灵活性。

3、国内油气地下储备现状

3.1、中国石油地下储备现状

中国于1977年在山东青岛设计建造了第一座总库容为15×104m3的原油地下洞库。该地下油库由2个洞室组成，其容量分别为5×104m3和10×104m3。80年代，我国又在浙江象山建成了第一座地下成品油库，但容积仅为4000m3。由于黄岛洞库的单洞室容积较小，进油时的呼吸损耗较大，建设投资高于地上储罐，加之大型浮项罐的广泛应用，因此，地下洞库技术在我国没有得到进一步的应用和发展。直到20世纪末，随着我国大量进口LPG，地下洞库才在我国东南沿海地区开始重新得到应用，在汕头和宁波建成了2座地下LPG洞库，每座洞库的储量都超过20×104m3。

3.2、中国天然气地下储备现状

中国的地下储气库起步较晚，20世纪70年代在大庆油田曾经进行过利用气藏建设气库的尝试，真正开始研究地下储气库是在90年代初，随着陕甘宁大气田的发现和陕京天然气输气管线的建设，才开始研究建设地下储气库以确保北京和天津两大城市的安全供气。到目前为止，为保证北京和天津两大城市的调峰供气，在天津市附近的大港油田利用枯竭凝析气藏建成了4个地下储气库，即大张坨地下储气库和板876地下储气库、板中北储气库、板中南储气库，这几个储气库总的调峰气量为8.0×108m3，即每年通过这2个储气库储存和采出20×108m3的天然气来平衡京津地区用气变化。由于北京用气市场变化剧烈，冬天用气量是夏天用量的7～10倍，这几个储气库已经接近满负荷运行，随着京津地区用气量的不断扩大，需要建设新的储气库来保证调峰需要，目前第五、第六储气库及华北储气库群已经开始着手建设。

为确保“西气东输”工程的实施，保证“西气东输”管线沿线和下游长江三角洲地区用户的正常用气，现在长江三角洲地区选择了江苏省金坛盐矿和江苏省刘庄建设地下储气库，设计总的调峰气量为20×108m3，地下储气库将于2006年后陆续投入使用。同时为配合川渝天然气东输“两湖”地区，还将在长江中游地区建设地下储气库，以确保该地区的安全供气。从近几年的储气库对确保京津地区的安全供气所发挥的作用来看，储气库已经作为天然气消费和输送过程中不可缺少的重要组成部分。

4、加大地下储备库技术研发力度，保障油气安全供给

国内油气储存技术存在着巨大的发展前景。从石油地下储存来看，根据欧美等主要石油进口石油储存的经验来看，石油储备达到国内90～120d的石油消费量。根据预测，中国石油消费量到2020年将会达到4.5×108t以上，其中60%左右需要依赖进口，按照这样的消费量计算，中国的需要建立的石油储备储备量应该在6000×104～8000×104t之间，假设其中50%采用地下储存的方式，地下储存量将达到300×104～400×104t。面对如此巨大的需求，必须加大地下石油储备技术的发展，推动中国石油地下储备库的建设。

同样，对天然气来说，根据需求预测，到2020年，中国天然气消费量将会达到2000×108m3以上，其中40%需要依赖进口。根据世界各国天然气利用较为成熟的国家的经验，仅调峰用气的储备量需要达到300×108～400×108m3，如果加上部分战略储备，总的天然气储备工作气量需要将达500×108～600×108m3。因此，在未来15年内，国内针对天然气储存同样存在巨大的市场需要。

由于中国油气地下储备有巨大的需求，而中国油气地下储备建设才刚刚起步，还有许多的技术问题需要深入的研究，包括油气地下储存地质条件，油气地下封存技术、油气储库开采关键技术等，油气地下储存技术涉及到地质力学、岩土力学、工程力学、油气开采、油气储运等多个学科，通过对油气地下储存技术的探讨，有利于促进中国油气储存技术的发展，引起对油气地下储存工作的重视，从而加速推动油气储备库的建设。

综合以上几方面因素，建议我国尽快普查全国适合油气地下储备的地区，加深研究，开展地下石油储备库建设的论证，争取在今后十年内完善我国的石油储备体系，保障国民经济的快速发展。