石油地下水封洞庫是一種高整體性地下水位開挖油庫，利用地下水壓力原理防止油氣滲漏。受建設(shè)規(guī)模與綜合風(fēng)險(xiǎn)的影響，石油地下水封洞庫成本損耗較高，不滿足目前的油氣開采要求，因此，文章研究了石油地下水封洞庫經(jīng)濟(jì)性，即明確石油地下水封洞庫建設(shè)原理與技術(shù)要點(diǎn)，從建設(shè)、運(yùn)營兩個(gè)方面進(jìn)行石油地下水封洞庫成本分析，評估石油地下水封洞庫的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益，判斷石油地下水封洞庫風(fēng)險(xiǎn)與不確定性，為提高石油存儲安全性，滿足國家能源儲備要求做出一定的貢獻(xiàn)。

相關(guān)背景

在全球能源需求的不斷增長和能源供應(yīng)的不穩(wěn)定性增加的背景下，保障能源安全已經(jīng)成為各國政府和企業(yè)的重要任務(wù)。研究表明，目前的石油儲存方式包括地面油罐儲存、地下油罐儲存、海上浮式儲油裝置等，這些儲存方式都存在各自的局限性。地面油罐儲存占地面積大，且易受自然災(zāi)害和人為破壞的影響；地下油罐儲存雖然相對安全，但建設(shè)成本高昂，且對地質(zhì)條件要求較高；海上浮式儲油裝置則容易受風(fēng)浪、海冰等海洋環(huán)境因素的影響，維護(hù)成本較高。地下水封洞庫作為一種安全、可靠的石油儲存方式，對于保障能源安全具有重要意義，對其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性研究，可以為政府和企業(yè)提供科學(xué)的決策依據(jù)，推動油氣勘探發(fā)展。研究表明，石油地下水封洞庫的優(yōu)勢較多：其一，安全性高，深埋地下，遠(yuǎn)離地面災(zāi)害和人為破壞，且利用地下水壓力進(jìn)行密封，能夠有效防止油品泄漏和揮發(fā)；其二，經(jīng)濟(jì)性良好，能夠節(jié)省大量鋼材等建筑材料，且運(yùn)營過程中能耗較低；其三，環(huán)保性強(qiáng)，能夠有效減少對耕地的占用和破壞，同時(shí)降低對環(huán)境的污染和危害；其四，存儲容量大，能夠充分利用地下空間，滿足大規(guī)模石油儲存的需求。為了深入了解地下水封洞庫的建設(shè)成本、運(yùn)營成本、收益情況等信息，為政府和企業(yè)提供科學(xué)的決策依據(jù)，本文進(jìn)行了石油地下水封洞庫經(jīng)濟(jì)性研究。

石油地下水封洞庫建設(shè)原理與技術(shù)要點(diǎn)

地下水封洞庫的基本原理是利用地下水的靜壓力來實(shí)現(xiàn)油品的密封儲存。注入油品后，由于水比油重且不能混合，水會在油品下方形成水墊層，從而利用水壓力防止油品外溢。地下水封洞庫通常建在地質(zhì)條件優(yōu)越的地區(qū)，如巖體完整、強(qiáng)度高的結(jié)晶巖體。這些地區(qū)通常具有穩(wěn)定的地下水條件，有利于形成有效的水封。

因此，選址是地下水封洞庫建設(shè)的首要步驟，需考慮地質(zhì)條件、水文條件、交通條件以及環(huán)境影響等眾多因素?？辈旃ぷ靼ǖ刭|(zhì)勘探、水文地質(zhì)調(diào)查、地下水位監(jiān)測等，以獲取詳細(xì)的地質(zhì)和水文資料。洞室設(shè)計(jì)需根據(jù)儲存的油品種類、數(shù)量以及地質(zhì)條件來確定洞室的形狀、大小、深度和位置。通過總體設(shè)計(jì)，確定施工方法。開挖過程中需采用先進(jìn)的爆破技術(shù)和支護(hù)措施，以確保洞室的穩(wěn)定性和安全性。

人工補(bǔ)給系統(tǒng)用于在地下水下降時(shí)維持穩(wěn)定的水位，水幕系統(tǒng)則用于在洞室周圍形成連續(xù)的水幕以防止油品外泄。排水系統(tǒng)則用于排除洞室內(nèi)的積水和維護(hù)水墊層的穩(wěn)定。地下水封洞庫需采取嚴(yán)格的安全措施，如設(shè)置防火墻、防爆門、氣體檢測系統(tǒng)等，以防止火災(zāi)和爆炸等事故的發(fā)生。地下水封洞庫需定期進(jìn)行監(jiān)測和維護(hù)工作，包括地下水位監(jiān)測、洞室穩(wěn)定性監(jiān)測、設(shè)備維護(hù)等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理潛在的安全隱患，確保洞庫的安全運(yùn)行。

石油地下水封洞庫成本分析

建設(shè)成本 地質(zhì)勘探是地下水封洞庫建設(shè)的基礎(chǔ)，需要投入大量的人力、物力和時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)的地下巖性和水文地質(zhì)調(diào)查。這一階段的費(fèi)用通常較高，因?yàn)樾枰呔鹊目碧皆O(shè)備和專業(yè)的技術(shù)人員。工程設(shè)計(jì)則涉及洞室布局、水封系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全防護(hù)措施等多個(gè)方面，同樣需要專業(yè)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和昂貴的設(shè)計(jì)軟件。地下水封洞庫的建設(shè)需要采購大量的設(shè)備和材料，如油罐、管道、閥門、電機(jī)，這些設(shè)備和材料的質(zhì)量直接影響到洞庫的安全性和運(yùn)行效率，因此必須選擇高品質(zhì)的產(chǎn)品。

運(yùn)營成本 地下水封洞庫的日常維護(hù)包括洞室穩(wěn)定性監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、設(shè)備維護(hù)與檢修、安全防護(hù)措施的檢查與更新等，主要取決于洞庫的規(guī)模和設(shè)備的復(fù)雜程度。以某項(xiàng)目為對象分析的運(yùn)營成本如表1所示。

由表1可知，地下水封洞庫在運(yùn)行過程中需要消耗一定的能源，而水資源則用于維持地下水位和進(jìn)行水封系統(tǒng)的維護(hù)。能源消耗費(fèi)用取決于洞庫的規(guī)模和運(yùn)行效率，以及當(dāng)?shù)氐哪茉磧r(jià)格。

石油地下水封洞庫經(jīng)濟(jì)效益評估

直接經(jīng)濟(jì)效益 直接經(jīng)濟(jì)效益與地下水封洞庫的空間利用與存儲狀態(tài)相關(guān)，其簡化評估表格如表2所示。

由表2可知，地下水封洞庫利用地下空間進(jìn)行建設(shè)，可以節(jié)省大量土地資源，從而減少了土地購置和地面建設(shè)的費(fèi)用。與傳統(tǒng)的地面儲油罐相比，地下水封洞庫的建設(shè)成本雖然初期較高，但考慮到其長期使用的穩(wěn)定性和安全性，以及維護(hù)成本的降低，總體上更具經(jīng)濟(jì)性。地下水封洞庫在運(yùn)行過程中，由于采用了自然水封的原理，減少了油氣揮發(fā)和泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，從而降低了油氣損耗和環(huán)境污染治理的費(fèi)用。地下水封洞庫能夠儲存大量的石油，且儲存條件穩(wěn)定，有利于保持油品的質(zhì)量。

在石油需求高峰期，地下水封洞庫可以作為應(yīng)急儲備，滿足市場需求，從而穩(wěn)定市場價(jià)格，為石油企業(yè)帶來額外的收益。

間接經(jīng)濟(jì)效益 地下水封洞庫的建設(shè)和運(yùn)營對環(huán)境的破壞較小，減少了地面污染和生態(tài)破壞的風(fēng)險(xiǎn)。這種儲存方式符合可持續(xù)發(fā)展的理念，有利于提升企業(yè)形象，增強(qiáng)社會責(zé)任感，從而為企業(yè)贏得更多的社會認(rèn)同和支持。地下水封洞庫的建設(shè)和運(yùn)營可以帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如地質(zhì)勘探、工程施工、設(shè)備制造、環(huán)境監(jiān)測等。地下水封洞庫作為一種戰(zhàn)略石油儲備方式，可以增強(qiáng)國家的能源安全。在國際石油市場波動或能源危機(jī)時(shí)，地下水封洞庫可以作為國家能源儲備的重要組成部分，保障國家能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。

石油地下水封洞庫風(fēng)險(xiǎn)與不確定性分析

地下水封洞庫通常建在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)，如斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育的區(qū)域。這些地質(zhì)構(gòu)造可能導(dǎo)致洞室開挖過程中的巖石失穩(wěn)、坍塌等風(fēng)險(xiǎn)。巖石的物理力學(xué)特性，如強(qiáng)度、硬度、韌性等，也會影響洞室的穩(wěn)定性和安全性。

地下水位的變化可能對洞室的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。水位上升可能導(dǎo)致洞室內(nèi)部積水，增加水封系統(tǒng)的壓力，甚至引發(fā)水害事故。

地下水封洞庫的設(shè)計(jì)需要充分考慮地質(zhì)、水文、安全、環(huán)保等多個(gè)方面的因素。設(shè)計(jì)缺陷可能導(dǎo)致洞室結(jié)構(gòu)不合理、水封系統(tǒng)不完善、安全防護(hù)措施不足等問題。

施工過程中可能存在爆破作業(yè)不當(dāng)、支護(hù)措施不到位、設(shè)備故障等問題，這些問題可能導(dǎo)致洞室開挖過程中的巖石失穩(wěn)、坍塌等風(fēng)險(xiǎn)。

全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長、工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，能源需求，尤其是石油需求呈現(xiàn)出不斷攀升的趨勢。然而，石油資源存在有限性，分布不均，且國際政治經(jīng)濟(jì)形勢的復(fù)雜多變，增加了石油供應(yīng)的不確定性。隨著全球地緣戰(zhàn)略競爭升級，周邊動蕩與風(fēng)險(xiǎn)加劇，能源需求的戰(zhàn)略地位對儲備方式提出更加緊迫的需求。在這一背景下，地下水封洞庫作為一種新型、安全、經(jīng)濟(jì)的石油儲存方式逐漸興起。筆者對石油地下水封洞庫經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究，評估了地下水封洞庫作為石油儲存方式的綜合優(yōu)勢，為推動國家能源發(fā)展，解決石油開采存儲難問題做出了一定的貢獻(xiàn)。

（作者單位：中國石油工程建設(shè)有限公司華北分公司）