油氣儲運技術面臨的挑戰與發展方向

O 肖博元 陸學同

（1.中國石油天然氣勘探開發公司 北京 100085 2.中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司 北京 100085）

油氣儲運技術面臨的挑戰與發展方向

O 肖博元1陸學同2

（1.中國石油天然氣勘探開發公司 北京 100085 2.中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司 北京 100085）

改革開放以后我國的經濟飛速發展，對油氣等資源的需求量不斷攀升，這對海洋儲運技術、油氣混輸技術、天然氣水合物儲運技術、多年凍土地帶輸管道敷設等油氣儲運技術的發展提出了巨大的挑戰。雖然經過多年的發展，我國各種油氣儲運技術以及逐漸成熟，但仍與許多國家存在著較大的差距，仍有許多不足之處。因此本文對海洋儲運技術、油氣混輸技術、天然氣水合物儲運技術、多年凍土地帶輸管道敷設等多種油氣儲運技術發展現狀、方向以及面臨的難題挑戰進行分析，對今后進一步發展和完善我國的油氣儲運技術具有十分重要的借鑒作用。

油氣；儲運；發展；挑戰

油氣儲運技術等開發技術的相對落后，通常會導致我國豐富油氣儲量的利用率低，這十分不利于我國油氣資源的開發利用，也會對經濟發展產生消極影響。因此我們應該更加重視油氣儲運問題。近幾十年來，我國油氣儲運的主要成就為西氣東輸項目管道的建成投產，這大大提高了我國油氣的儲備運輸量。我國的石油消耗總量超過一半是依賴進口，因此加快我國油氣開發的腳步以保證油氣長期儲備及供應顯得尤為關鍵。與此同時，我國的各種油氣儲運技術，包括海洋儲運技術、油氣混輸技術、天然氣水合物儲運技術、多年凍土地帶輸管道敷設，在借鑒國外先進的理論和技術的基礎上不斷地進行改革創新，取得了新的發展。在經濟高速發展的今天以及油氣資源日益緊缺的背景下，我國的油氣儲運技術的發展同時面臨著機遇與挑戰。

一、海洋油氣儲運技術

我國在南海、渤海、東海等遼闊的海域存在豐富的石油資源和天然氣資源，分別占全國總資源的23%和30%，再加上陸地油氣資源的不斷開發，今后必然要轉向海洋油氣資源的開發。海洋石油資源的開發需要利用海洋油氣儲運技術，因此發展海洋油氣儲運技術具有非常重要的作用。早前我國油氣儲運技術主要是引進并借鑒國外的先進技術，因此我國的海洋油氣的開發較晚，海洋油氣儲運技術仍處于研發階段，存在許多需要攻克的難題，且與發達國家有較大差距，特別是核心技術比較薄弱。我國在南海的石油開發為我國淺海的油氣儲運技術積累了一定的經驗，但是我國現有的石油開發技術最大適應水深僅為330m，相比國外的3000m水深的石油開發技術仍存在非常大的差距。因此我國海洋油氣儲運技術面臨的最大挑戰是深海油氣開發，目前存在的難題主要有：1.海域地質地貌等條件復雜，技術要求非常高，當前我國的技術水平仍無法克服這些難題，海底長距離輸送管道的施工修建的難度更高，是我國海洋油氣開發面臨的最大挑戰。2.儲存設施的建造存在難度，現在我國還無法自主建造這些設施。3.海洋油氣儲運工程涉及多項技術，且對技術要求專業性非常高，還需要水下增壓、輸變電、自動化技術、處理設備等多種配套輔助技術。這些配套技術對海洋油氣儲運工程都非常關鍵，因此這些技術問題同樣亟待解決。我國東海、南海和渤海豐富的油氣儲量喻示著我國海洋油氣開發的廣闊前景。我國在30年的海洋石油開發歷程，積累了一定的經驗，但技術仍不夠完備，且開采的范圍主要集中在近海或淺海，今后應該致力于深海石油開發技術的發展，逐一攻破深海長距離輸氣管道建設等技術難關。

二、油氣混輸技術

油氣混輸技術可以實現無平臺的深水油氣田開發，可以避免環境的不良影響并減少邊際油氣田的開發成本，是當前各國石油工業的研究熱點。油氣混輸的關鍵技術包括海底混輸增壓技術和長距離管道混輸技術。海底混輸增壓技術利用海底多相混輸泵實現深水長距離增壓輸送油井產物，而長距離管道混輸技術用于構建水下多相流開采系統，包括水下井口基臺模塊、水合物抑制系統、自壓混輸海底管道、水下變配電系統和水下自動化系統。我國在學習借鑒其他國家先進技術的基礎上，抓緊開展相關的研究，不斷追趕國外先進油氣混輸技術發展的步伐。2004年至今，我國在哈薩克斯坦、塔里木和大慶油氣田先后建成5條長距離的油氣混輸管道，且單條油氣混輸管道的最大輸油輸氣量以及管道長度等指標已經處于世界領先水平，這意味著我國的油氣混輸技術的研究已經取得很大進展。現在，我國油氣混輸技術存在的不足主要體現在：1.我國不具備擁有自主知識產權的多相流動態計算軟件，且國外的多相流動態計算軟件適用不具有普遍性，長期通過引進國外軟件會使我國該方面喪失競爭力和創新力。2.大型多相混輸泵技術水平較低，泵型單一且單泵最大功率遠小于國際領先水平。目前我國單泵的功率僅為300kW，遠小于6000kW的國際水平。3.段塞流捕集器的容積遠小于國際領先水平。國內的段塞流捕集器的容積僅為300立方米，而目前國際上最大的段塞流捕集器技的容積可達5600立方米。今后油氣混輸技術的發展應致力于完善上述三點不足，提高我國相關軟件的自主設計能力以及設備建造能力，以提高該技術的經濟效益。

三、天然氣水合物儲運技術

天然氣水合物（NGH）是烴類氣體分子吸附于由水分子的氫鍵作用形成的空穴產生的籠形類冰狀晶體，天然氣水合物可能會造成油氣田集輸過程中的管道堵塞，但也可以作為一種儲運形式。天然氣水合物的儲運成本小于液化天然氣（LNG）的儲運成本，且具有存儲體積小、安全、氣化速度易調控等優點，因此天然氣儲運技術發展前景廣闊。之前使用的罐裝運輸的天然氣水合物適用于分散用戶的供給。而天然氣水合物儲運僅需在平衡溫度以上及水的冰點以下的發現實現了天然氣水合物的大規模運輸。但是在管道運輸過程中，濕天然氣收到壓力和溫度的影響會形成水合物，導致管道堵塞。因而，防止合成水合物是天然氣水合物儲運的關鍵。目前國內對天然氣水合物儲運技術的研究仍處于室內小型裝置實驗的階段，還未進行工業化應用。該技術的難點主要在于快速連續制成天然氣水合物的技術以及低成本存儲并釋放天然氣的技術。我國應該加快攻克這兩項技術難點的步伐，爭取早日進行天然氣水合物儲運的工業化應用。

四、多年凍土地輸管道敷設技術

世界部分油氣資源位于多年凍土地，對凍土地帶的油氣資源開發時進行輸管道敷設具有較高的難度，國外利用熱管技術、架空敷設或木屑護坡法已經基本解決這一難題。熱管技術、架空敷設能夠有效解決管道融沉，而木屑護坡則能夠預防管道凍融滑塌。盡管凍融問題的難度更大，但是在凍土地輸管道敷設的過程中，通常需要同時解決凍融問題以及融沉問題。凍土對輸管道的安全運行具有嚴重的危害，我國格拉輸油管道就曾因冰丘作用導致管道嚴重變形。現在我國主要采用的是常溫輸送管道，中俄原油管道工程的大慶至漠河段采取的就是常溫輸送的方式，然而全球變暖以及環境破壞使管道安全存在隱患。國外凍土地輸管道敷設技術不適用于我國情況，然而我國現有技術雖逐漸成熟，但解決長距離輸送管道凍融問題的施工難度依舊非常大，且缺乏一套完整從勘察設計到施工建設再到管理維護的體系，且地溫監測技術也不夠完善。因此，我國凍土地輸管道敷設技術的研究應致力于解決上述問題。

五、結束語

油氣資源的緊缺以及油氣資源需求量的日益增長，使得對油氣資源的深度開發利用勢在必行，而油氣儲運技術是油氣資源開發利用的重要環節。我國的油氣儲運技術在長期的發展過程中取得了一定的成就。本文講述了海洋儲運技術、油氣混輸技術、天然氣水合物儲運技術、多年凍土地帶輸管道敷設等油氣儲運技術的發展現狀以及存在的不足之處，只有借鑒國外的先進技術，不斷發展與完善我國油氣儲運技術，才能夠提高我國油氣資源的利用率，實現油氣資源的低成本、安全高效的開發利用。

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The Challenge and Development Direction for Oil Gas Storage and Transportation Technology

Xiao Boyuan1,Lu Xuetong2
（1.China's Oil And Gas Exploration And Development Company,Beijing,100085 2.Beijing Branch Office of China Petroleum Group Engineering Design co., LTD,Beijing,100085）

After the reform and open policy China's economy gets a rapid development and the demand for oil and gas resources constantly increases,which brings great challenge to the marine storage and transportation technology, blended transportation technology of oil and gas, natural gas hydrate storage and transportation technology and transportation pipe laying in long-year tundra etc. such storage and transportation technologies of oil and gas.Although after years of development, all kinds of oil and gas storage and transportation technology in China has been gradually mature,they still have a large gap with many countries and still have many deficiencies.So in this paper, it takes analysis of the current development situation, direction and the faced challenge to marine storage and transportation technology, blended transportation technology of oil and gas, natural gas hydrate storage and transportation technology and transportation pipe laying in long-year tundra etc. such storage and transportation technologies of oil and gas,which provides important reference for futher further development and perfection of our country's oil and gas storage and transportation technology.

oil gas；storage and transportation；development；challenge

T

A

肖博元（1983～），男，中國石油天然氣勘探開發公司，研究方向：油田地面工程建設管理及技術。