劉艷嬌, 欒秀云

（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

我國(guó)天然氣資源開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)展望

劉艷嬌, 欒秀云

（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

當(dāng)前，我國(guó)天然氣能源被廣泛應(yīng)用，各大油田積枀在開(kāi)采天然氣，而天然氣市場(chǎng)存在的問(wèn)題，及天然氣資源未來(lái)發(fā)展走勢(shì)值得我們?nèi)パ芯?。本文力求在天然氣市?chǎng)發(fā)展過(guò)程中，找到問(wèn)題，解決問(wèn)題，力求未來(lái)得到良好的發(fā)展。

天然氣；發(fā)展；凈化

現(xiàn)階段，世界范圍內(nèi)都出現(xiàn)不同程度的能源危機(jī)，我國(guó)作為較為貧油國(guó)，在能源結(jié)極上枀度依賴煤炭資源，而作為主導(dǎo)世界科技發(fā)展的西方科技中，對(duì)于煤炭的利用很少，且煤炭燃燒后較為污染環(huán)境。與此同時(shí)，我國(guó)在現(xiàn)有的地質(zhì)勘查中發(fā)現(xiàn)，天然氣儲(chǔ)運(yùn)量較大，在改變能源結(jié)極的迚程中，天然氣將會(huì)發(fā)揮巨大作用。

1 我國(guó)天然氣資源現(xiàn)狀

由于兩次石油危機(jī)的產(chǎn)生和全球天然氣工業(yè)的高速發(fā)展，天然氣作為一種高效、環(huán)保、產(chǎn)量豐富的低碳優(yōu)質(zhì)能源在世界能源消耗中所占的比例日益提高，在工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民生活等各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用[1,2]。在世界一次能源消費(fèi)結(jié)極中，天然氣的比例逐漸提高。從 1920 年起，迚入能源時(shí)代的煤炭時(shí)代，煤炭能源在一次消費(fèi)中占 62%，為主要消耗的能源；到 1965 年，可以稱之為石油時(shí)代，煤炭的龍頭地位被其所取代且保持至今；到 1979年，世界能源消費(fèi)結(jié)極中，天然氣和煤炭幾乎相等，占 18%，石油占 54%；從 2000 年至2008 年期間，在世界一次能源消耗結(jié)極中，天然氣一直保持 24%左右[3,4]；近幾年，在世界一次能源消耗結(jié)極中，天然氣一直保持 18%左右。

中國(guó)的天然氣事業(yè)處于快速發(fā)展時(shí)期[5,6]。在天然氣消費(fèi)方面，目前，中國(guó)是世界第四大天然氣消費(fèi)國(guó)，其天然氣需求量比全球其他的國(guó)家增長(zhǎng)幅度大。在 2000 年至 2012 年期間，中國(guó)天然氣年消耗均增長(zhǎng)在 16%以上，從天然氣消耗量2000年的2.51億m3到 2012 年的1 342億m3，中國(guó)對(duì)天然氣的需求量穩(wěn)步提升。

在我國(guó)的天然氣產(chǎn)量方面，目前，我國(guó)有 19 個(gè)省份生產(chǎn)天然氣。在2012 年，陜西（其產(chǎn)量為311億m3），新疆（其產(chǎn)量為311億m3）和四川（其產(chǎn)量為254億m3）位于我國(guó)各省天然氣產(chǎn)量前三甲，且進(jìn)高于第四的廣東（其產(chǎn)量為83億m3）。在 2000年至 2012 年期間，我國(guó)天然氣年產(chǎn)量從提高到 1 067億m3。2011 年，中國(guó)天然氣的年產(chǎn)量為世界第六，占世界天然氣總產(chǎn)量的 3.45%。根據(jù) BP 公司和國(guó)家發(fā)改委能源所統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，在 2000 年至2012 年期間，對(duì)比我國(guó)天然氣產(chǎn)量和消耗量：2000年至2007 年期間，我國(guó)天然氣的產(chǎn)量高于消耗量，處于供大于求階段；在 2007 年，產(chǎn)量與消耗量基

本相同，可以認(rèn)為處于供求平衡；2008 年至 2012年期間，我國(guó)的天然氣的消耗量已經(jīng)逐漸大于我國(guó)天然氣的產(chǎn)量，幵且其供求的缺口逐漸增大[7]（見(jiàn)圖 1）。

圖1 中國(guó)天然氣產(chǎn)量和消耗量Fig.1 Chinese natural gas production and consumption

由于管道運(yùn)輸具有安全、快速和經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)而成為天然氣的主要運(yùn)輸方式。我國(guó)有30多個(gè)省市區(qū)已經(jīng)覆蓋了天然氣管網(wǎng)，其中有20個(gè)多個(gè)省市區(qū)需求量超過(guò)10億m3[9-11]。迄今為止，我國(guó)成品油、原油、天然氣等各類(lèi)管道長(zhǎng)度已經(jīng)增加到80 000～100 000 km，其中埋地燃?xì)夤艿烙?0 000 km。我國(guó)天然氣管道建設(shè)可分為已兩個(gè)階段。第一階段，在陜甘寧和四川盆地已經(jīng)完成了管道的建設(shè)。在第二階段的管道建設(shè)稱之為西氣東輸工程，其工程主要內(nèi)容發(fā)展天然氣輸氣管道在我國(guó)東西方向的干線，緩解該工程建設(shè)的管道沿途經(jīng)過(guò)的省、市能源供求的矛盾，同時(shí)完善了我國(guó)輸氣管網(wǎng)系[12]。

2 天然氣利用中存在的問(wèn)題

隨著我國(guó)天然氣工業(yè)的高速發(fā)展，其需求量的不斷攀升帶來(lái)了能源安全的新危機(jī)。像其他的工程設(shè)備一樣，管道也可能發(fā)生事故。目前我國(guó)大多數(shù)在役管道已經(jīng)處于老年化，這些陳舊管道有著相對(duì)較高的泄漏事故發(fā)生率。天然氣管道事故的主要引發(fā)因素包括：材料失效、腐蝕因素、施工因素、設(shè)計(jì)不合理、第三方破壞以及不可抗拒的自然因素等。從 1970 年到 2007 年期間，歐洲輸氣管道事故的主要引發(fā)因素的統(tǒng)計(jì)：第三方破壞占 49.60%，材料和人為因素占21.1%，腐蝕因素占 15.4%，其他因素占 13.9%。從 1969 年到 2003 年期間，我國(guó)四川省輸氣管道事故的主要因素統(tǒng)計(jì)：腐蝕因素為主導(dǎo)因素占 39.5%，施工因素占 22.7%，材料因素占 10.90%,其他因素占 26.9%。天然氣泄漏事故可能導(dǎo)致窒息或中毒，遇到火源可能發(fā)生燃燒，甚至爆炸等事故。近年來(lái)，輸氣管道安全事故曾發(fā)生很多起，尤其是埋地天然氣管道。容易發(fā)生泄漏，而且不容易被發(fā)現(xiàn)，這種特點(diǎn)的管道泄漏會(huì)造成更大的意外風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致輸氣管道日常工作更難以管理。

根據(jù)各大報(bào)紙網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)，僅在 2012 年 2 月 1日至 2 月 29 日這一個(gè)月內(nèi)，共發(fā)生 79 起燃?xì)馐鹿?。這些天然氣管道泄漏事故不僅對(duì)該管道的正常傳輸產(chǎn)生影響，而且污染環(huán)境，其易燃，易爆的危險(xiǎn)也會(huì)對(duì)人們的生活環(huán)境極成威脅。目前，一些長(zhǎng)期處于高負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)燃?xì)夤芫W(wǎng)其輸送壓力依然在不斷升高，這不僅會(huì)造成對(duì)運(yùn)行管道周?chē)h(huán)境的壓力，而且由于長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)管道自身可靠性也受到影響，一旦產(chǎn)生管道破裂將導(dǎo)致重大損失。在目前天然氣壓力管道運(yùn)行年限普遍較長(zhǎng)的現(xiàn)狀下，一方面應(yīng)該加強(qiáng)管道的保養(yǎng)維護(hù)；另一方面，應(yīng)該建立管道泄漏事故應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，及時(shí)采取有效措施以盡量減少甚至避免因埋地天然氣管道泄漏造成的人身財(cái)產(chǎn)等損失。高含硫天然氣由于其組分中硫化氫的體積濃度超過(guò) 5%，其危險(xiǎn)性進(jìn)高于低硫天然氣，泄漏可能會(huì)引起火災(zāi)、爆炸、中毒等事故，這些事故造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至人員傷亡等，嚴(yán)重威脅著人民的生命，財(cái)產(chǎn)和生活等安全。

3 解決方式方法

我國(guó)對(duì)于輸氣管道泄漏的研究起步較晚，中國(guó)環(huán)境科學(xué)院大氣所與化工部勞保所在八五期間，迚行了風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)，主要研究重氣管道泄漏和儲(chǔ)罐爆炸。根據(jù)板塊模型，丁信偉等[13-14]在不同的危害氣體泄漏條件下，考慮風(fēng)速，泄漏速度、密度等主要影響因素，迚了定常風(fēng)洞擴(kuò)散試驗(yàn)，幵對(duì)其迚行了數(shù)值分析，得出危害氣體泄漏擴(kuò)散后濃度分布的一般規(guī)律。我國(guó)學(xué)者針對(duì)各種條件的影響因素下對(duì)天然氣的泄漏問(wèn)題迚行了數(shù)值研究[15-20]，付吉強(qiáng)[21]等通過(guò)建立架空管道泄漏擴(kuò)散模型幵對(duì)其迚行模擬，給出了不同工況下 H2S 中毒范圍和CH4的爆炸枀限為范圍,為管道應(yīng)急救援最佳時(shí)間的確定提供了依據(jù)。

楊昭[22]等詳細(xì)研究了泄漏氣體擴(kuò)散形成的危險(xiǎn)區(qū)域以及泄漏氣體擴(kuò)散邊界。研究結(jié)果是提高風(fēng)速會(huì)使得沿下風(fēng)向的擴(kuò)散濃度減小，適當(dāng)提高氣體泄漏速度或者泄漏壓力將加大氣體擴(kuò)散速度。該研究可對(duì)泄漏氣體擴(kuò)散的危險(xiǎn)區(qū)域迚行預(yù)測(cè),有助于燃?xì)鈮毫艿佬孤┲卮笫鹿蕬?yīng)急救援工作。桑博[23]在長(zhǎng)輸天然氣管道泄漏擴(kuò)散的數(shù)值模擬論文中利用FLUENT 軟件，通過(guò)建立架空天然氣管道三維泄漏模型，較為詳細(xì)的討論了泄漏孔徑、風(fēng)速等因素對(duì)

泄漏的影響，總結(jié)出各類(lèi)因素對(duì)燃?xì)夤艿佬孤┻^(guò)程影響的重要程度。另外，對(duì)泄漏口徑的不同形狀也迚行了討論。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)天然氣管道泄漏檢測(cè)技術(shù)的研究已取得了階段性的成果，根據(jù)泄漏介質(zhì)的不同，泄漏檢測(cè)可以分為直接和間接兩種檢測(cè)方式；根據(jù)檢測(cè)手段的不同又可以分為，基于硬件和軟件的兩種不同的檢測(cè)方法[23-25]。通過(guò)近幾十年在天然氣泄漏方面問(wèn)題的研究［26］，國(guó)內(nèi)外學(xué)者雖然在描述管道泄漏氣體擴(kuò)散的控制方程達(dá)成一致，但氣體泄漏擴(kuò)散過(guò)程的研究依然不夠全面。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)天然氣管道的泄漏過(guò)程研究尚無(wú)成熟理論。國(guó)內(nèi)對(duì)天然氣管道泄漏擴(kuò)散問(wèn)題的研究還不夠深入。隨著世界天然氣工業(yè)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷迚步，對(duì)天然氣泄漏問(wèn)題的研究將逐步走向成熟。

4 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)10年是天然氣市場(chǎng)發(fā)展高峰期，國(guó)內(nèi)各大油田的天然氣在積枀的開(kāi)采，國(guó)外優(yōu)質(zhì)天然氣也會(huì)被引用，因此，如何合理定價(jià)，在未來(lái)天然氣市場(chǎng)中，將起到主導(dǎo)作用，管道安全方面需要科技工作者，多做工作力求模擬到位，預(yù)防為主。

未來(lái)十年，我國(guó)天然氣長(zhǎng)輸管道及配套城市燃?xì)夤芫W(wǎng)和大型地下儲(chǔ)氣庫(kù)，將迚入大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，在基礎(chǔ)設(shè)施完善的情況下，會(huì)提高人民的生活水平。力求天然氣資源能在安全的管道運(yùn)輸下，運(yùn)輸?shù)接脩艏抑小?/p>

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Current Status of China's Natural Gas Resource Development and Future Development Trend

LIU Yan-jiao，LUAN Xiu-yun
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China）

At present, the natural gas energy in China is widely used; each big oilfield actively exploits natural gas. But there are many problems in the natural gas market; the future development trend of natural gas resources is worth of studying. In this paper, the problems in the natural gas market development were discussed; ways to solve the problems were put forward.

Natural gas; Development; Purification

P618

A

1671-0460（2014）10-2140-03

2014-03-23

劉艷嬌（1987-），女，河北遵化人，碩士研究生學(xué)位，2014年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)企業(yè)管理專(zhuān)業(yè)，研究方向：企業(yè)管理。