陳樹旺，崔少東，梁久正，公繁浩，卞雄飛，張慶森

1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽(yáng)110034；2.中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司，河北 廊坊065000

石油是國(guó)家經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的血液，是國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略性資源［1-2］，加快石油儲(chǔ)備庫(kù)建設(shè)對(duì)于國(guó)家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要［3］.我國(guó)現(xiàn)有9個(gè)國(guó)家石油儲(chǔ)備基地，相對(duì)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，石油儲(chǔ)備及保障能力仍顯不足，石油儲(chǔ)備庫(kù)運(yùn)行管理難度和安全風(fēng)險(xiǎn)不斷增大［4］.因此，尋找安全可靠、經(jīng)濟(jì)便利的原油儲(chǔ)備方式，對(duì)建立健全國(guó)家石油儲(chǔ)備體系，提升我國(guó)石油儲(chǔ)備能力具有重要意義.

1 全球原油儲(chǔ)庫(kù)主要類型

當(dāng)前原油儲(chǔ)庫(kù)主要分為地面儲(chǔ)庫(kù)、地下鹽穴儲(chǔ)庫(kù)和地下水封洞窟三種類型.

地面儲(chǔ)存是將原油儲(chǔ)存在地面鋼罐中，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、輸油便捷.缺點(diǎn)是占地面積大，在安全、保密、環(huán)保等方面隱患頗多.我國(guó)東部沿海地區(qū)有大量千萬(wàn)噸級(jí)的油罐區(qū)，周邊石油化工企業(yè)聚集，具有較大安全隱患.

地下鹽穴儲(chǔ)庫(kù)是利用鹽巖與原油不發(fā)生反應(yīng)、不溶解的原理，將原油存儲(chǔ)在鹽巖溶解后形成的較大空腔中，是一種較為理想的儲(chǔ)油方式.但建設(shè)地下鹽穴儲(chǔ)油庫(kù)對(duì)地質(zhì)環(huán)境要求較高，我國(guó)符合條件的區(qū)域并不多.

地下水封洞窟也叫地下水封石洞油庫(kù)，是在具有穩(wěn)定地下水的巖石區(qū)域挖掘洞穴，在洞穴內(nèi)儲(chǔ)存原油.特點(diǎn)是體積大、儲(chǔ)油量多，封閉性好，安全性高，但此方法對(duì)地理、地質(zhì)和水文條件要求嚴(yán)苛，并非所有國(guó)家和地區(qū)都適合建造［5-7］.

2 我國(guó)原油儲(chǔ)備難點(diǎn)

地面罐儲(chǔ)占地面積大、效率低、防范風(fēng)險(xiǎn)能力弱，地下原油儲(chǔ)庫(kù)安全性高、占地面積小，因此目前世界上地質(zhì)條件適宜的國(guó)家均趨向于建造地下儲(chǔ)油洞庫(kù).我國(guó)后期原油儲(chǔ)庫(kù)均采用地下儲(chǔ)庫(kù)，但多在花崗巖中挖掘而成，工程浩大，施工周期長(zhǎng)，成本高，且存儲(chǔ)量有限.

3 利用廢棄礦山地下空間構(gòu)想

東北地區(qū)存在大量的廢棄礦山，礦山內(nèi)遍布礦坑礦洞.這些廢棄礦山容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，破壞生態(tài)環(huán)境、每年需投入大量資金進(jìn)行礦山治理.若利用廢棄礦山建設(shè)原油儲(chǔ)備基地，既能經(jīng)濟(jì)高效解決我國(guó)原油儲(chǔ)備庫(kù)不足的難題，還能有效解決廢棄礦坑帶來的環(huán)境問題，對(duì)完善我國(guó)原油儲(chǔ)備體系具有重要意義.

3.1 探索性

探索性改造廢棄地下空間作為地下原油儲(chǔ)庫(kù)，具有存儲(chǔ)空間體量巨大、建設(shè)周期短、施工成本低等諸多優(yōu)勢(shì).

東北地區(qū)作為老工業(yè)基地，實(shí)施了長(zhǎng)期的金屬和非金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)利用，留下了規(guī)模巨大的廢棄地下空間.將這些地下空間變廢為寶、改造為地下油庫(kù)，不僅是對(duì)原油儲(chǔ)庫(kù)模式類型的新探索，而且是治理地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害的新嘗試.

3.2 挑戰(zhàn)性

改造廢棄礦山存在以下挑戰(zhàn)：一是采空區(qū)穩(wěn)定性差，地下礦山由于在礦山挖掘過程中，圍巖應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，原有的穩(wěn)定狀態(tài)遭受破壞，礦坑周邊圍巖區(qū)常常是地面沉降、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)；二是未經(jīng)治理的廢棄地下空間多發(fā)育各種類型的破碎帶和裂隙，其圍巖也存在一定滲透性，處置不當(dāng)有可能引起原油散逸，浪費(fèi)資源、污染環(huán)境；三是大型礦山開發(fā)過程中的不規(guī)范開采以及閉坑后的地災(zāi)治理，造成其邊界不清、物權(quán)屬性不明，急需綜合性調(diào)查研究，制定針對(duì)性的治理對(duì)策.

3.3 地域性

東北地區(qū)礦產(chǎn)資源類型多、數(shù)量大、勘探開發(fā)歷史悠久，多年的礦產(chǎn)開發(fā)遺留了體量巨大且存在地災(zāi)隱患的廢棄地下空間.另一方面，東北是不僅我國(guó)重要的原油產(chǎn)地和進(jìn)口原油集散地，同時(shí)還是我國(guó)重要石油化工基地.因此，在東北地區(qū)開展廢棄礦山地下空間調(diào)查，解決重大基礎(chǔ)地質(zhì)問題、開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，實(shí)施試驗(yàn)示范區(qū)建設(shè)，將有助于建立相關(guān)調(diào)查規(guī)劃和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為戰(zhàn)略性原油儲(chǔ)備探索一條高效便捷的道路.

3.4 階段性

第一階段，分析整理相關(guān)資料，開展廢棄地下空間狀況調(diào)查，明確區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)和圍巖力學(xué)性質(zhì)，優(yōu)選試驗(yàn)場(chǎng)地，制定施工方案；第二階段，進(jìn)行水幕平衡與滲漏模擬等組合實(shí)驗(yàn)，開展10～100 m3的小規(guī)模儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)；針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)現(xiàn)500～1000 m3中等規(guī)模儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)；第三階段，建立廢棄礦山原油儲(chǔ)庫(kù)改造的調(diào)查規(guī)范與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，提交5 000～10 000 m3可利用地下空間，嘗試建立廢棄礦山改造示范區(qū).

4 總結(jié)

緊密圍繞我國(guó)原油戰(zhàn)略儲(chǔ)備迫切需求，充分利用近百年來礦產(chǎn)資源開發(fā)形成的亟待治理的巨大地下空間，建設(shè)戰(zhàn)略性原油儲(chǔ)庫(kù)，是當(dāng)前復(fù)雜國(guó)際國(guó)內(nèi)形勢(shì)下保障我國(guó)能源資源安全的新課題.總體思路是：針對(duì)關(guān)鍵地質(zhì)問題與技術(shù)難點(diǎn)，優(yōu)選代表性區(qū)域；綜合運(yùn)用區(qū)域地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)，以及油氣儲(chǔ)運(yùn)方面理論技術(shù)，開展廢棄地下空間狀況調(diào)查；通過階段性的野外現(xiàn)場(chǎng)小試、中試，建設(shè)地下原油儲(chǔ)庫(kù)示范區(qū)；總結(jié)可用于原油戰(zhàn)略儲(chǔ)備的廢棄礦山調(diào)查規(guī)范與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；為保障國(guó)家原油戰(zhàn)略儲(chǔ)備安全，提供可利用的后備地下空間，培育相關(guān)的人才隊(duì)伍.