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皖北煤电集团利用石膏矿采空区储存石油

    石油被喻为“工业血液”,在其成为重要战略资源的大背景下,如何更加安全、经济地储备,成为世界各国竞相探索的热点。皖北煤电集团充分利用废弃的石膏矿采空区,在国际上首推石膏矿采空区储存石油,为我国石油储备多样化探索出一条新路子——

  易燃、易爆的石油,一般储存在特制罐体中,然而,最近皖北煤电集团曝出的一则消息颠覆了人们的思维,该集团旗下的含山石膏矿通过大胆创新、精密试验,在国际上首推石膏矿采空区储存石油。北京专家鉴定会上,中国工程院5位院士组成的专家组确认:含山石膏矿采空区围岩密闭性、结构稳定性满足储存原油的要求,具备储存原油条件。利用废弃的石膏矿采空区储存原油,在世界上尚属首例。消息一出,立即引起各方关注。这种尝试不仅为我国石油储备多样化探索了新路子,也将为更多的矿井废弃采空区寻得好去处。


 “工业血液”掌命脉


  石油被喻为“工业血液”,是一国经济的命脉。 1973年10月第四次中东战争爆发,阿拉伯主要产油国对支持以色列的美国实行石油禁运,美国因“缺血”引发经济动荡,并陷入长期衰退。作为世界经济、技术、军事最强大的国家,没有石油储备都不堪一击,石油这种“血液”的作用可见一斑。

  为了不让“血液”受制于人,以美国为首的西方国家成立国际能源署,协调成员国的石油储备行动,并启用战略石油储备。根据美国2005年颁布的新《能源政策法》,美国最终将把战略石油储备增加到10亿桶,相当于1.6亿吨。

  我国是一个石油资源相对缺乏的国家,随着经济飞速发展,1993年起就成为一个石油净进口国。作为一个崛起中的大国,如果没有充足的石油储备,将会直接危及国家安全。 2001年在国家能源十年规划中,我国正式提出建设石油战略储备计划,初步规划用15年时间,分三期完成油库等硬件设施建设。石油储量大致是:第一期为1000万吨至1200万吨,约等于我国30天的石油净进口量;第二期和第三期分别为2800万吨。远期规划目标是形成相当于90天的战略石油储备能力,即国际能源署规定的战略石油储备能力的“达标线”。

去年,国务院印发的《能源发展“十二五”规划》更是明确,我国将加快能源储运设施建设,其中在石油领域,加快西北(中哈)、东北(中俄)和西南(中缅)三大陆路原油进口通道建设,加强配套干线管道建设;完善华北、华东、华南、华中和西南等主要消费地区的区域管网。“十二五”时期,新增原油管道8400公里,新增成品油管道2.1万公里,成品油年输送能力新增1.9亿吨。


地下储油成趋势


  石油储备可以采取陆上储罐、海上储罐、地下储罐、地下洞库等多种方式,不同方式储备所需的投资成本及运行费用各有不同。但是,安全性好、成本低、方便进出,是一致的要求。

  美国战略石油储备全部是以地下盐岩洞穴方式储存,其储备高达7.5亿桶即1亿多吨,石油储备建设费用100亿美元,每年运行经费为2亿美元。我国石油储备库主要是地上油库,少量为地下油库。天津国家原油战略储备基地是地上库,首期建设库容320万立方米,总投资35亿元。地上油库每立方米库容投资成本在1100元到2000元之间,是美国地下盐穴储油投资的2倍至4倍。 “地上油库虽然选址灵活,但消防投资较大,安全性相对较差,特别是在战争状态下易成为首要攻击目标;同时,金属油罐的造价高昂,而使用寿命相对较短,储油成本高。 ”中国工程院院士王梦恕说。

  与地上油库相比,地下油库具有更多优势。据中石油集团华东设计院专家夏喜林、刘烨分析,地下油库体现五大优势:造价低,一般地下油库投资要比地上油库节约25%的费用;经营管理费低,一般可减少50%;安全性高,由于深埋地下,大大降低火灾和爆炸的危险性,特别是抗轰炸,有利于战时防备,据测算,深30米以上的油库可承受各种炸弹的轰炸;占地少,地下油库地面设施仅有1/10,如果以500万立方米库容计,地下库可节约土地13000亩左右;有利于生态保护,由于事故率低,占地少,对保护生态环境极好。

    早在10多年前,王梦恕等多位中国工程院院士就呼吁将石油战略储备库建在地下,频发的地上储油事故也促使相关部门将地下储油提上议事日程。“地下水封岩洞储油是目前世界上成熟的地下洞库储油方式,我国现已成功掌握这项技术。 ”中国工程院院士卢跃如说,我国二期原油战略储备中,就将江苏金坛现有存储天然气的盐穴溶腔改造成250万立方米的原油储存基地。


变废为宝探新路


  “目前国内地下储油库基本都是水封洞库,运营中最头痛的事即是排水难题,因为要保持库内水位恒定,就必须不断抽出裂隙渗透到库内多余的水,产生持续的高额成本费用。 ”中石化科技部副主任刘跃指出,这种水与油混在一起,产生大量污水,抽到地面必须进行处理才能符合环保要求。令人欣喜的是,石膏矿采空区可以避免这样的麻烦。

  皖北煤电集团含山石膏矿拥有58亿吨储量,是亚洲单体储量最大的石膏矿。 “设计之时从保护环境和节约土地考虑,选择了房式开采,井下采空区形成一个个相对独立又互相连通的空采房,可确保采空区不塌陷。 ”皖北煤电恒泰石膏矿总经理黄河说,矿井从2004年投产至今已形成200万立方米的采空区,形成一个巨大的天然储藏室。然而,在最初几年里,它一直处于废弃闲置状态。循着变废为宝的思路,集团多次与大宗物资储运单位洽谈利用采空区建储存库的可能性,但粮食、蔬菜、水果等行业均证明不可行或经济效益不佳。

  2010年,皖北煤电在央企对接会上与中石化接触,探讨采空区储油的可能性,双方一拍即合。 2011年,皖北煤电启动利用含山石膏矿建设国家石油储备库项目。在前期试验方案论证及实验推进过程中,中国工程院院士王梦恕等专家发现,利用石膏矿采空区储油具有许多得天独厚的优势。与现有的水封洞库储油不同,石膏矿矿体内无水,采空区也就没有水。这样建成的洞库不用水封,也基本不用钢材、水泥等材料,能节约大量建设成本。在运营上,一方面可以去掉排水等费用,另一方面更加环保节能。

  安全性高、稳定性强,也是一大优势。 “含山石膏矿采空区在地下400米,即便在战时状态也能有效保证石油物资完好性。 ”中国工程院院士王景田深入含山石膏矿考察时说。井下采空区无可燃可爆气体,不产生有害气体。采空区岩壁节理裂隙充填致密,区域地质条件稳定,可抗6级地震,具备利用采空区建设大型石油储备库的最佳地质条件。此外,石膏矿与石油具有不相容性,可确保石油品质。含山石膏矿储量大,经过开采,初步预测可腾出约2000万立方米的储备空间,大于国家一期战略石油储备总库容(1640万立方米)。

    盘活石膏矿采空区,相当于抱住一个 “聚宝盆”。中海油海工英派尔公司总工程师杨森算了这样一笔细账:“以建设500万立方米库容投资为例,地面钢罐库50亿元,水封洞库35亿元,石膏矿采空区约20亿元。利用石膏矿采空区,可节约投资15亿元至30亿元,综合运营成本同比降低50%以上。 ”(安徽日报)



皖北煤电集团含山石膏矿采空区一角。 顾登贤 摄