王妮(西南石油大學(xué) 四川成都 610500)
眾所周知,自我國改革開放以來,油氣的儲運(yùn)事業(yè)有了很快的發(fā)展。特別是近幾年,建成的西部管道,形成西氣東輸。表明我國在成品油和原油以及天然氣的管道輸送技術(shù)上取得了不錯(cuò)的成績。鎮(zhèn)海、大連以及青島屬于國家一期的石油戰(zhàn)略儲備庫。與此同時(shí),很多國際的前沿技術(shù)以及先進(jìn)的理念,比如數(shù)字化的管道、油氣混合運(yùn)輸?shù)墓艿酪约癏SE的管理這些在我國的油氣運(yùn)輸方面提供了很好的應(yīng)用以及發(fā)展,也促使我國的油氣儲運(yùn)技術(shù)邁入一個(gè)新的臺階。
近幾年,隨著我國綜合國力的不斷提高,經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展,同時(shí)我國的油氣能源也出現(xiàn)了緊缺的狀況。特別是在2009年時(shí),我國的進(jìn)口石油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了石油的總消耗量的51%。因此,為了更好的保證我國的油氣資源不出現(xiàn)缺口,能夠長期的滿足油氣的供應(yīng)以及安全儲備,我國已經(jīng)在海內(nèi)外的很多陸地以及海洋的油氣田進(jìn)行勘探和開發(fā)、石油的煉化等等,現(xiàn)已達(dá)到了建設(shè)發(fā)展的高峰期。這就使得我國的油氣儲運(yùn)的技術(shù)要緊追國際的先進(jìn)水平,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新。另外,我國也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。本篇文章作者主要是針對我國油氣儲運(yùn)面臨的技術(shù)難度大,我國和其他國家的水平差距仍然比較大以及未來的發(fā)展前景作了詳細(xì)的探討。
根據(jù)第三次的油氣資源的評價(jià)結(jié)果可知,我國的海洋油氣以及天然氣兩者的資源量分別占據(jù)我國總量的23%、30%左右。隨著近幾年我國著陸地的剩余石油的資源量在逐漸的減少,海洋石油代替陸地石油是未來石油開采的發(fā)展趨勢。我國的海洋石油開發(fā)到現(xiàn)在為止已經(jīng)有了30多年,對于海洋油氣的儲運(yùn)技術(shù)也由過去的引進(jìn)外國技術(shù)到現(xiàn)在的自主創(chuàng)新發(fā)展的過程。特別是在海底管道等的油氣儲運(yùn)技術(shù),我國已經(jīng)掌握了一套完整的技術(shù),同時(shí)積累了大量的工程方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。自2004年,我國獲得南海的海洋石油的勘探開發(fā)權(quán)之后,我國便開始轉(zhuǎn)向海洋的石油開發(fā)。但是到目前為止,我國在海洋油氣工程的設(shè)計(jì)以及建設(shè)能力這兩個(gè)方面的還處于不成熟的階段。除了現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的部分淺海的油田之外,以后若干年我國的石油將會(huì)在近海以及深海的地方進(jìn)行新的探索。所以,加快形成我國特色石油儲運(yùn)的實(shí)施能力勢在必行。
在我國的一些地區(qū),比如東北的高緯度地帶、西部的高原等,其主要的地理環(huán)境即為凍土。因此,和建設(shè)青藏鐵路一樣,在建設(shè)天然氣以及石油的管道中怎樣解決凍土這個(gè)問題很關(guān)鍵。若凍土問題解決不好,會(huì)引起管道出現(xiàn)弓狀而拱出地面,或者是管道因?yàn)檫^凍而出現(xiàn)脹翹的現(xiàn)象,這些問題都會(huì)給管道運(yùn)輸?shù)陌踩珟順O大的隱患。
對于解決凍土這個(gè)問題,美國的熱油輸送管道采用的是架空敷設(shè)的熱管技術(shù),進(jìn)而解決管道出現(xiàn)融沉的問題;加拿大則選用的是常溫輸送,對其主要選用木屑護(hù)坡的手段,進(jìn)而防止管道出現(xiàn)凍融而滑坡的現(xiàn)象。當(dāng)前我國在高緯度地帶的油氣運(yùn)輸選用的是常溫的輸送。該管道的沿線在歐亞的大陸凍土區(qū)的東南邊緣,特點(diǎn)是凍土的總體厚度是比較薄弱,穩(wěn)定性也較差。再加上地表的環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞和氣候的變暖,都容易引起凍土發(fā)生退化,最終影響到管道敷設(shè)的長期實(shí)用性。
研究結(jié)果表明,當(dāng)前國外的現(xiàn)有技術(shù)不適合我國的現(xiàn)況。而我國現(xiàn)在還缺少相關(guān)的解決凍土地區(qū)的管道的勘察設(shè)計(jì)、運(yùn)行的管理以及施工建設(shè)的完整技術(shù)。對于輸油管道的凍土地帶的地質(zhì)條件以及預(yù)報(bào)的技術(shù)等方面的研究還比較少,因此,我們要加強(qiáng)這些技術(shù)的研究,進(jìn)而解決我國在凍土地帶的管道敷設(shè)的難題。
所謂的天然氣水合物就是一種依據(jù)水分子連接而形成氫鍵,在氫鍵的作用下形成空穴吸附,進(jìn)而吸附一些小的烴類的氣體分子,最終產(chǎn)生類似冰狀的籠形晶體。油氣的田集運(yùn)輸時(shí),是在一定的壓力和一定的溫度下天然氣在管道內(nèi)形成水合物,而導(dǎo)致管道的堵塞。所以,我們必須采取有效的方法,避免水合物的產(chǎn)生。但是,我們經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)NGH也并不只是一個(gè)有負(fù)面影響的化合物,該種形式的輸運(yùn)可以減小天然氣運(yùn)輸和儲存的總體積。
當(dāng)前我國的天然氣水合物的儲運(yùn)技術(shù)主要是通過灌裝運(yùn)輸來實(shí)現(xiàn)的,適合邊遠(yuǎn)地區(qū)以及零散的氣源搜集。雖然我國對該項(xiàng)技術(shù)的研究仍然落后于發(fā)達(dá)國家,但是就總的情況來看,我國現(xiàn)在對該項(xiàng)技術(shù)的研究是處在室內(nèi)試驗(yàn)以及小型裝置的試驗(yàn)階段,而國外則已經(jīng)進(jìn)入利潤工業(yè)化的使用階段。當(dāng)前我國主要面臨的兩項(xiàng)難點(diǎn)其一水合物如何快速高效的合成,其二如何低成本的儲存和低成本的釋放。
當(dāng)前長距離的油氣混輸技術(shù)的研究仍然是一項(xiàng)很熱門的技術(shù)。在一些發(fā)達(dá)國家比如美國,研究該項(xiàng)技術(shù)的最終目標(biāo)是完成深水以及超深水的油氣田開發(fā),最終實(shí)施全海的無底化,進(jìn)而大幅度的降低惡劣環(huán)境下邊際油田的開采成本。自從二十世紀(jì)八十年代,國際上對該項(xiàng)研究的步伐已經(jīng)在不斷的加快。從過去的試驗(yàn)階段上升為現(xiàn)在的工業(yè)化階段。
我國在該項(xiàng)領(lǐng)域已經(jīng)在追趕國際的步伐,九五期間,我國的石油天然氣的集團(tuán)公司開展了該項(xiàng)研究。以外國的先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ),已經(jīng)取得了一系列的研究成果。從2004年,我國的該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在某些海內(nèi)外地區(qū)得到了應(yīng)用。這些標(biāo)志著我國的長距離的油氣混合運(yùn)輸技術(shù)已經(jīng)邁進(jìn)了一個(gè)新的臺階。
據(jù)現(xiàn)在我國的石油、液化氣以及天然氣的消耗量情況而言,可以預(yù)測今后在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi),此三項(xiàng)的消耗將處于持續(xù)上升的狀態(tài)。而對于我國這樣的一個(gè)依賴進(jìn)口的石油國家,在建成1600*104m3的總庫容基礎(chǔ)上,將繼續(xù)實(shí)施二期、三期的石油儲備的戰(zhàn)略。其中地下水的封洞庫以及鹽穴的儲油洞庫已經(jīng)列入其中了。這也標(biāo)志著未來油氣儲備庫的發(fā)展方向。與此同時(shí),這也給我國的油氣儲運(yùn)帶來了好的發(fā)展機(jī)遇以及技術(shù)挑戰(zhàn)。
改革開放以來,通過30年左右的發(fā)展建設(shè),我國的石油行業(yè)中的油氣儲運(yùn)等相關(guān)技術(shù)逐步發(fā)展壯大起來。已經(jīng)初步建立起了較為完善的油氣儲運(yùn)體系,同時(shí)可以對國際的先進(jìn)技術(shù)以及配套的儲運(yùn)技術(shù)進(jìn)行消化吸收。但是,不得不承認(rèn)和發(fā)達(dá)國家相比,我國的石油在海洋油氣的儲運(yùn)方面以及地下的儲油庫、液化的儲油庫這幾項(xiàng)的核心技術(shù),仍然存在著一定的差距,處于相對薄弱的階段。在可以預(yù)期的未來幾十年,我國的現(xiàn)在化技術(shù)也必將能向著高新技術(shù)的方向發(fā)展,最終實(shí)現(xiàn)低成本、高效、安全以及環(huán)保的方向快速發(fā)展。只要我們充分利用現(xiàn)有的資源,不斷提高科技的研發(fā),積極參加國家的技術(shù)交流,那么實(shí)現(xiàn)我國成為油氣儲運(yùn)技術(shù)的領(lǐng)先者便為期不遠(yuǎn)。
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