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中国能源报 2016年09月05日 星期一

地下岩层有乾坤

——管道局原油储备库地下水封洞库设计技术发展纪实

■岳雨若 陈明宇 《 中国能源报 》( 2016年09月05日   第 14 版)

  2000年起,我国开始建立石油储备体系,目前国家石油储备基地一期项目已经建成,二期已接近尾声,三期基本完成规划,即将实施。

  中石油管道局作为国家管道建设的主力军,在我国石油储备体系的建设中发挥了重要作用。目前,管道局是中石油唯一一家具备地下大型原油储备库从选址、勘察设计、采办、施工安装、试运投产等全过程建设能力的企业。

  根据不同的自然、社会条件,石油储存主要有地面罐储库、地下水封洞库和盐穴储库等形式。其中,地下水封洞库是在低于地下水位的地下岩层中,开挖形成一定形状和体积的洞室,在洞室中储存油气产品的一种储存方式,利用地下水压力高于洞内介质压力形成地下水封,从而将介质密封存在岩洞中。目前,世界上具备建设地下水封洞库地质条件的发达国家大多采用这种储存方式。

  管道设计院勘察总工程师郭书太表示,一期项目的四处基地主要采用地面罐储库,二期项目的八处石油储备基地中,有一半采用了地下储备库的方式,三期项目将全部采用地下方式。

  上世纪90年代,管道局就开始了地下水封洞库的相关研究,从2004年开始,管道局代表中石油参与到国家二期石油储备研究中,在二期项目的四座地下储库的选址工作中,管道局的专家参与了项目的选址可研和初设审查工作,并完成了国家三期石油储备规划选址报告。

  郭书太介绍说:“岩石具有坚固、耐腐蚀等特点,虽然岩石会有缝隙,只要地下水的压力大于洞内压力,就不会形成渗溢通道,油气就不会向外溢出。即使由于水位下降等原因造成压力减小,我们也可以通过水幕系统来调节,以保证地下水的压力始终大于洞内,会有少量的地下水渗入洞内,由于所储介质不溶于水,因此只需定期将洞内的地下水抽出即可。”

  “地下水封洞库不仅可以储存原油,还可用于其他石油产品的储存,如成品油、LPG等。地下水封洞库的设计关键点主要在于:地下空间结构稳定性、储油空间密封性和系统可靠性。”郭书太补充说。

  锦州石油储备库是我国率先开工建设的两座大型地下水封洞库之一,也是中石油第一座大型地下水封洞库工程,地面设施仅用了不到五分之一的面积,可以说,地下储存的方式具有安全环保、隐蔽性强、建设运行费用低、几乎不占用良田商地等优势,在国家石油储备建设中应用前景非常广阔。

  传统的地面罐储库,勘察设计技术成熟,施工经验丰富而且建设周期短,但同时也面临着安全隐患大、占地面积大、战略安全风险较高、地面目标显著、不易保密、易遭到攻击和破坏等缺点,而地下水封洞库深埋在地下数十米的岩层内,油气全部被含水的岩层包围密封,具有安全优势,渗入洞库的地下水将会按照相关标准排放,收发油过程中产生的油气也将进行回收或无害化处理,地上工程周边原有的农田、植被、山体不会受到影响,可以继续保持原有生态,地下水封洞库具备环保优势。

  以近几年不断增长的原油进口量估算,我国现有的石油储备项目总量与90天的石油进口储备量相比还有不小的缺口,随着国家石油储备建设的不断深入和能源政策的不断变化,管道局正努力开展新型的油气储存形式和开拓其他油气产品的储存研究,同时已经完成了地下水封洞库储存成品油、LPG、挥发油、燃料油等介质的技术积累。

  随着国民经济持续快速发展,我国对油气资源的消费需求也在逐渐提高,预计到2020年,石油消费总量将达到6亿吨左右,到2030年,中国石油消耗量的80%需要依靠进口。随着我国对国外油气资源依存度不断提高,加大石油储备库建设,增加石油储备能力,对应对国际石油危机,保障我国中长期石油供应及国民经济安全有着重要意义。作为国家地下储库建设的先行者,助力我国石油储备建设任重而道远,管道局肩挑重担,未来将面临更加严峻的机遇和挑战,也将拥有一个更加广阔的发展空间。

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