石油地下水封洞庫經濟性研究?

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。受建設規模與綜合風險的影響，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濟性，即明確石油地下水封洞庫建設原理與技術要點，從建設、運營兩個方面進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濟效益，判斷石油地下水封洞庫風險與不確定性，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。

相關背景

在全球能源需求的不斷增長和能源供應的不穩定性增加的背景下，保障能源安全已經成為各國政府和企業的重要任務。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，且易受自然災害和人為破壞的影響；地下油罐儲存雖然相對安全，但建設成本高昂，且對地質條件要求較高；海上浮式儲油裝置則容易受風浪、海冰等海洋環境因素的影響，維護成本較高。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，對其進行經濟性研究，可以為政府和企業提供科學的決策依據，推動油氣勘探發展。研究表明，石油地下水封洞庫的優勢較多：其一，安全性高，深埋地下，遠離地面災害和人為破壞，且利用地下水壓力進行密封，能夠有效防止油品泄漏和揮發；其二，經濟性良好，能夠節省大量鋼材等建筑材料，且運營過程中能耗較低；其三，環保性強，能夠有效減少對耕地的占用和破壞，同時降低對環境的污染和危害；其四，存儲容量大，能夠充分利用地下空間，滿足大規模石油儲存的需求。為了深入了解地下水封洞庫的建設成本、運營成本、收益情況等信息，為政府和企業提供科學的決策依據，本文進行了石油地下水封洞庫經濟性研究。

石油地下水封洞庫建設原理與技術要點

地下水封洞庫的基本原理是利用地下水的靜壓力來實現油品的密封儲存。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條件優越的地區，如巖體完整、強度高的結晶巖體。這些地區通常具有穩定的地下水條件，有利于形成有效的水封。

因此，選址是地下水封洞庫建設的首要步驟，需考慮地質條件、水文條件、交通條件以及環境影響等眾多因素。勘察工作包括地質勘探、水文地質調查、地下水位監測等，以獲取詳細的地質和水文資料。洞室設計需根據儲存的油品種類、數量以及地質條件來確定洞室的形狀、大小、深度和位置。通過總體設計，確定施工方法。開挖過程中需采用先進的爆破技術和支護措施，以確保洞室的穩定性和安全性。

人工補給系統用于在地下水下降時維持穩定的水位，水幕系統則用于在洞室周圍形成連續的水幕以防止油品外泄。排水系統則用于排除洞室內的積水和維護水墊層的穩定。地下水封洞庫需采取嚴格的安全措施，如設置防火墻、防爆門、氣體檢測系統等，以防止火災和爆炸等事故的發生。地下水封洞庫需定期進行監測和維護工作，包括地下水位監測、洞室穩定性監測、設備維護等，及時發現和處理潛在的安全隱患，確保洞庫的安全運行。

石油地下水封洞庫成本分析

建設成本 地質勘探是地下水封洞庫建設的基礎，需要投入大量的人力、物力和時間進行詳細的地下巖性和水文地質調查。這一階段的費用通常較高，因為需要高精度的勘探設備和專業的技術人員。工程設計則涉及洞室布局、水封系統設計、安全防護措施等多個方面，同樣需要專業的設計團隊和昂貴的設計軟件。地下水封洞庫的建設需要采購大量的設備和材料，如油罐、管道、閥門、電機，這些設備和材料的質量直接影響到洞庫的安全性和運行效率，因此必須選擇高品質的產品。

運營成本 地下水封洞庫的日常維護包括洞室穩定性監測、地下水位監測、設備維護與檢修、安全防護措施的檢查與更新等，主要取決于洞庫的規模和設備的復雜程度。以某項目為對象分析的運營成本如表1所示。

由表1可知，地下水封洞庫在運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行水封系統的維護。能源消耗費用取決于洞庫的規模和運行效率，以及當地的能源價格。

石油地下水封洞庫經濟效益評估

直接經濟效益 直接經濟效益與地下水封洞庫的空間利用與存儲狀態相關，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行建設，可以節省大量土地資源，從而減少了土地購置和地面建設的費用。與傳統的地面儲油罐相比，地下水封洞庫的建設成本雖然初期較高，但考慮到其長期使用的穩定性和安全性，以及維護成本的降低，總體上更具經濟性。地下水封洞庫在運行過程中，由于采用了自然水封的原理，減少了油氣揮發和泄漏的風險，從而降低了油氣損耗和環境污染治理的費用。地下水封洞庫能夠儲存大量的石油，且儲存條件穩定，有利于保持油品的質量。

在石油需求高峰期，地下水封洞庫可以作為應急儲備，滿足市場需求，從而穩定市場價格，為石油企業帶來額外的收益。

間接經濟效益 地下水封洞庫的建設和運營對環境的破壞較小，減少了地面污染和生態破壞的風險。這種儲存方式符合可持續發展的理念，有利于提升企業形象，增強社會責任感，從而為企業贏得更多的社會認同和支持。地下水封洞庫的建設和運營可以帶動相關產業的發展，如地質勘探、工程施工、設備制造、環境監測等。地下水封洞庫作為一種戰略石油儲備方式，可以增強國家的能源安全。在國際石油市場波動或能源危機時，地下水封洞庫可以作為國家能源儲備的重要組成部分，保障國家能源供應的穩定性和安全性。

石油地下水封洞庫風險與不確定性分析

地下水封洞庫通常建在地質構造復雜的地區，如斷層、褶皺等地質構造發育的區域。這些地質構造可能導致洞室開挖過程中的巖石失穩、坍塌等風險。巖石的物理力學特性，如強度、硬度、韌性等，也會影響洞室的穩定性和安全性。

地下水位的變化可能對洞室的穩定性產生直接影響。水位上升可能導致洞室內部積水，增加水封系統的壓力，甚至引發水害事故。

地下水封洞庫的設計需要充分考慮地質、水文、安全、環保等多個方面的因素。設計缺陷可能導致洞室結構不合理、水封系統不完善、安全防護措施不足等問題。

施工過程中可能存在爆破作業不當、支護措施不到位、設備故障等問題，這些問題可能導致洞室開挖過程中的巖石失穩、坍塌等風險。

全球經濟持續增長、工業化進程不斷加快，能源需求，尤其是石油需求呈現出不斷攀升的趨勢。然而，石油資源存在有限性，分布不均，且國際政治經濟形勢的復雜多變，增加了石油供應的不確定性。隨著全球地緣戰略競爭升級，周邊動蕩與風險加劇，能源需求的戰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、經濟的石油儲存方式逐漸興起。筆者對石油地下水封洞庫經濟性進行研究，評估了地下水封洞庫作為石油儲存方式的綜合優勢，為推動國家能源發展，解決石油開采存儲難問題做出了一定的貢獻。

（作者單位：中國石油工程建設有限公司華北分公司）