油氣儲運(yùn)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展方向

文/王剛

目前為止，我國油氣儲運(yùn)技術(shù)面臨著較多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，比如能夠深入我國海洋的新型油氣輸送儲運(yùn)技術(shù)、多年凍土冰雪侵蝕潮濕地帶下的管道工程敷設(shè)等。雖然目前為止，我國已經(jīng)成功研發(fā)、設(shè)計生產(chǎn)出多種新型貨物油氣運(yùn)輸產(chǎn)品貨物儲運(yùn)輸送運(yùn)輸相關(guān)技術(shù)，但是依然存在著很多目前無法解決的問題，因此仍然需要通過更多技術(shù)專家、學(xué)者，進(jìn)一步努力，攻破這些技術(shù)難關(guān)，解決這些相關(guān)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展過程核心技術(shù)問題?；诖耍疚木陀蜌鈨\(yùn)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展方向進(jìn)行探究。目前我國雖然現(xiàn)有的油氣儲量非常豐富，但是由于缺乏先進(jìn)的開發(fā)技術(shù)等諸多原因，無法將現(xiàn)有油氣儲運(yùn)資源完全地整合利用，這對我國整體經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展來說，有著十分不利的影響。但是油氣儲運(yùn)問題仍然是我國油氣儲運(yùn)開發(fā)事業(yè)需要解決的一個重點(diǎn)技術(shù)問題，儲運(yùn)問題關(guān)系著油氣變?yōu)橐环N商品正常的運(yùn)輸使用，實(shí)際上，油氣儲運(yùn)開發(fā)過程中仍然面臨著較多的問題，只是油氣儲運(yùn)質(zhì)量問題仍然是重中之重，需要格外引起重視。

一、油氣儲運(yùn)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與困境。

我國的目前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平的速度十分迅猛，取得了舉世矚目的巨大成就，但是由于目前我國的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)比較落后，以前，對于我國的油氣天然資源管理儲運(yùn)的相關(guān)技術(shù)重視度和應(yīng)用程度明顯的不足，導(dǎo)致在這方面的資金投入上已經(jīng)出現(xiàn)了不足，最終這也造成了我國目前對于油氣天然資源管理儲運(yùn)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的落后，但是，隨著目前我國對于這兩個項目在技術(shù)上的國際重視度和應(yīng)用程度的不斷提升，對于我國目前油氣天然資源管理儲運(yùn)技術(shù)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用的實(shí)踐研究越來越重視，加大了技術(shù)資金和相關(guān)技術(shù)設(shè)備投入的開發(fā)支持應(yīng)用力度，但是許多先進(jìn)的油氣儲運(yùn)相關(guān)技術(shù)都不是在我國實(shí)地進(jìn)行的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)活動，主要是在國外實(shí)地進(jìn)行的相關(guān)技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，我國與發(fā)達(dá)國家在技術(shù)方面的差距還是比較明顯的。但是面對我國和國外技術(shù)之間的差距以及技術(shù)設(shè)備上的落后，如何在我國目前油氣天然資源管理儲運(yùn)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用過程中，將可能會影響我國油氣儲運(yùn)技術(shù)發(fā)展的問題進(jìn)行全面地分析和解決，成為目前十分重要的問題。[1]

二、油氣儲運(yùn)技術(shù)的發(fā)展方向

1.海洋油氣的儲運(yùn)技術(shù)。根據(jù)第三次的海洋油氣資源的質(zhì)量評價結(jié)果分析可知，我國的所有海洋剩余油氣以及沿海天然氣的資源量分別占據(jù)目前我國資源總量的23%、30%左右。隨著近幾年來，我國海洋、陸地的剩余油氣資源量在逐漸得到減少，海洋剩余石油代替陸地石油是未來石油開采的發(fā)展趨勢。我國的大型海洋和中石油氣的開發(fā)到現(xiàn)在迄今為止已經(jīng)被持有了三十多年，對于我國海洋中石油的開采儲運(yùn)運(yùn)輸技術(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)計以及建能力這兩個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。

2.凍土地帶的長輸管道的敷設(shè)技術(shù)。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問題很關(guān)鍵。若凍土問題解決不好，會引起管道出現(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，這些問題都會給管道運(yùn)輸?shù)陌踩珟順O大的隱患。對于有效解決熱油凍土這個不良問題，美國的新型熱油凍土輸送機(jī)在管道內(nèi)部采用的技術(shù)是基于架空道路敷設(shè)的熱管輸送技術(shù)，進(jìn)而有效解決輸送管道內(nèi)部出現(xiàn)泥土融沉的不良問題；加拿大則由于選用的材料是優(yōu)質(zhì)常溫材料輸送，對其主要材料選用的是木屑作為護(hù)坡的輸送手段，進(jìn)而有效防止輸送管道內(nèi)部出現(xiàn)泥土凍融而造成滑坡的不良現(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。該下水管道的沿線在歐亞的整個大陸表層凍土形成區(qū)的東南方向邊緣，特點(diǎn)也就是大陸凍土的表層總體上從厚度來說是比較薄弱，穩(wěn)定性也較差。再另外加上大陸地表的自然環(huán)境條件遭到嚴(yán)重的凍土破壞和全球氣候的快速變暖，都容易引起大陸凍土表層發(fā)生脆性退化，最終影響了上到下水管道工程敷設(shè)的長期性和實(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。而由于我國現(xiàn)在還比較缺少一些相關(guān)的能夠解決這些凍土山帶地區(qū)的輸油管道的施工勘察設(shè)計、運(yùn)行的安全管理以及管道施工工程建設(shè)的完整相關(guān)技術(shù)。對于輸油管道的敷設(shè)凍土山區(qū)地帶的具體地質(zhì)氣候條件以及氣象預(yù)報的相關(guān)技術(shù)等這些方面的科學(xué)研究還比較少，因此，還需要不斷加強(qiáng)這些相關(guān)技術(shù)的科學(xué)研究，進(jìn)而解決目前我國在這些凍土山區(qū)地帶的輸油管道施工敷設(shè)的難題。

3.天然氣水合物(NGH)的儲運(yùn)技術(shù)。所謂的碳和天然氣水合物其實(shí)就是一種氣體，依據(jù)這些水合物分子相互連接而可以形成碳酸氫鍵，在碳和氫酸兩鍵的相互作用下可以形成一個空穴進(jìn)行吸附，進(jìn)而可以吸附一些小的比如烴類的水合氣體和水分子，最終就會產(chǎn)生一個類似一種冰狀的籠形水合晶體。由于油氣的水合晶體在運(yùn)輸時，是在一定的運(yùn)輸壓力和一定的運(yùn)輸溫度下再與天然氣在運(yùn)輸管道內(nèi)連接形成水合物，而不會導(dǎo)致運(yùn)輸管道的內(nèi)部堵塞。所以，必須及時采取有效的處理方法，避免水合物的產(chǎn)生。但是，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)NGH也并不只是一個有負(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。雖然目前由于我國對該項重要關(guān)鍵技術(shù)的室外實(shí)際應(yīng)用研究仍然落后于發(fā)達(dá)國家，但就總的實(shí)際研究進(jìn)展情況以及分析結(jié)果來看，我國現(xiàn)在對該項重要關(guān)鍵技術(shù)的室外實(shí)際應(yīng)用研究在現(xiàn)階段仍然是處在室內(nèi)試驗(yàn)應(yīng)用技術(shù)試驗(yàn)以及小型應(yīng)用試驗(yàn)裝置的室外實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用研究階段，而國外則已經(jīng)逐漸開始進(jìn)入中小企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤最大化和產(chǎn)品工業(yè)化的實(shí)際試驗(yàn)使用技術(shù)試驗(yàn)研究階段。當(dāng)前由于存在我國主要科學(xué)研究機(jī)構(gòu)面臨的兩項關(guān)鍵技術(shù)研究難點(diǎn)，其中之一水合物如何快速高效的引入進(jìn)行生物合成，如何低能耗成本的生物能量快速儲存和處理實(shí)現(xiàn)低能高成本的生物能量快速釋放。[2]

4.凍土地輸管道敷設(shè)技術(shù)利用。由于目前我國幅員遼闊，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，對當(dāng)時我國復(fù)雜油氣綜合運(yùn)輸及其管道的儲運(yùn)工程長期敷設(shè)也因此開展帶來了很大的地質(zhì)環(huán)境影響。當(dāng)時我國北部凍土土壤表層變質(zhì)地帶長期作為主要是復(fù)雜大型油氣運(yùn)輸?shù)刭|(zhì)之一，在一定程度上為當(dāng)時我國復(fù)雜油氣運(yùn)輸管道及其儲運(yùn)該地區(qū)的運(yùn)輸管道工程長期敷設(shè)開展帶來了一種相對較壞的地質(zhì)環(huán)境影響。顧名思義，凍土土壤表層變質(zhì)地帶主要區(qū)域指的是當(dāng)時我國北部凍土地層中表層較厚的大型凍土表層地區(qū)，并且此階段凍土表層地帶的土壤表層和土壤常年都處于高度凍土斷裂的極端天氣變化狀態(tài)。不可否認(rèn)的一點(diǎn)是，發(fā)達(dá)國家的架空油氣技術(shù)儲運(yùn)敷設(shè)技術(shù)比較成熟，由于技術(shù)開發(fā)應(yīng)用時間比較早，數(shù)據(jù)采集信息也相對健全。在目前我國，架空油氣敷設(shè)和熱管方式敷設(shè)可能是兩種最常見的油氣技術(shù)敷設(shè)形式。但在技術(shù)實(shí)施上，這兩種敷設(shè)方法都可能有著極大的技術(shù)難度。首先來說架空熱管敷設(shè)，工作人員需要將整塊凍土堆積地帶被劃分為幾個大部分，取中間的地點(diǎn)上方架設(shè)一塊木板，通過上方木板平鋪的一種方式將整條油氣儲運(yùn)管道全部輸送油氣出去。而熱管高溫敷設(shè)工程技術(shù)主要指的是應(yīng)用在地下油氣化工地下管道內(nèi)部通過加設(shè)大量高壓地下電流，通過利用地下電力資源進(jìn)行熱管發(fā)熱的一種技術(shù)方法就是用來有效解決地下的冰凍土等地的油氣污染問題，實(shí)現(xiàn)地下運(yùn)輸油氣的管道施工熱管敷設(shè)。但在這一類的敷設(shè)技術(shù)過程中，也很有可能會遭遇到一些工程技術(shù)上的挑戰(zhàn)。相關(guān)問題分析例如：長距和中短距離熱管敷設(shè)是目前地下油氣化工地下管道敷設(shè)施工油氣敷設(shè)的最主要工程技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)之一。目前的地下油氣管道施工熱管敷設(shè)技術(shù)雖然不斷地在逐步發(fā)展中完善，但仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法完全能夠滿足當(dāng)前的地下油氣管道敷設(shè)工程技術(shù)發(fā)展要求。一方面，人們的自然生活生態(tài)環(huán)境逐漸受到當(dāng)前全球氣候變暖的嚴(yán)重影響，凍土覆蓋面積也逐漸擴(kuò)大縮小。而形成凍土面積環(huán)境等一系列自然生態(tài)環(huán)境問題也嚴(yán)重阻礙了運(yùn)輸管道管的敷設(shè)技術(shù)工程的健康發(fā)展。另一方面，油氣運(yùn)輸管道管的敷設(shè)技術(shù)工程應(yīng)該不是單一的，它應(yīng)該具有整體性。過程工作人員在計劃實(shí)施之前也就應(yīng)該定期進(jìn)行現(xiàn)場勘測分析設(shè)計，其中主要包括采用整合管道施工技術(shù)方法、轉(zhuǎn)變管道運(yùn)行安全管理制度等等。在我國凍土管道挖掘和地下油氣管道儲運(yùn)技術(shù)方面現(xiàn)在我國主要凍土挖掘地區(qū)地下油氣儲運(yùn)管道施工鋪設(shè)勘測技術(shù)工作存在著一定的困難，技術(shù)部門應(yīng)用性功能不強(qiáng)、實(shí)踐應(yīng)用人才稀缺、勘測技術(shù)適用范圍狹小都可能是目前我國相關(guān)技術(shù)部門建設(shè)面臨的重大挑戰(zhàn)之一。根據(jù)以上實(shí)際情況，工作者認(rèn)為應(yīng)該以我國凍土發(fā)生地區(qū)的實(shí)際發(fā)展情況來作為發(fā)展主導(dǎo)，轉(zhuǎn)變新的發(fā)展戰(zhàn)略思路，提出不同的問題解決對策方案，選擇一種實(shí)際適用性最強(qiáng)的方法作為發(fā)展參考，將最大挑戰(zhàn)機(jī)遇轉(zhuǎn)化成最為發(fā)展機(jī)遇。[3]

結(jié)語

總之，我國和國外的一些先進(jìn)油氣儲運(yùn)技術(shù)比較，我國的油氣儲運(yùn)技術(shù)在各個方面都還是存在著比較大的技術(shù)差距。為了能夠有效提高我國先進(jìn)油氣產(chǎn)品儲運(yùn)相關(guān)技術(shù)，就應(yīng)該在原有的技術(shù)基礎(chǔ)之上，不斷地引進(jìn)國外的先進(jìn)儲運(yùn)技術(shù)，然后再進(jìn)行新的科研和技術(shù)創(chuàng)新，而相關(guān)技術(shù)機(jī)構(gòu)之間的知識交流和技術(shù)合作也應(yīng)該需要進(jìn)一步的加強(qiáng)，從而能夠提高利用我國的先進(jìn)油氣產(chǎn)品儲運(yùn)相關(guān)技術(shù)。

引用出處

[1]王妮.油氣儲運(yùn)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展方向的探討[J].2021(2014-24):77-78.

[2]楊學(xué)佳,梁瑞.油氣管道和油氣儲運(yùn)設(shè)施安全保障技術(shù)現(xiàn)狀及其提升方法分析[J].中國化工貿(mào)易,2020,012(002):8-9.

[3]孫德舟.油氣儲運(yùn)技術(shù)的發(fā)展[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)(理論版),2019,000(006):1-1.