油气储运技术探析

赵 宁

(盘锦职业技术学院，辽宁 盘锦 124000)

油气储运可分为油气储存和油气运输两部分。油气储存根据储存介质分为原油储存和天然气储存。储罐是常用的油气储存设施，目前浮顶罐被广泛应用于原油储存中。相较于原油，天然气的压缩性较强，储存过程中天然气状态参数关系变化复杂，使得气态形式储存天然气的难度加大。目前，天然气储存以液化气形式为主，经计量、净化处理，对达到外输质量标准的天然气进行压缩，将液化天然气储存于储罐中。与铁路、公路、水路等运输方式相比，管道输送有着不可比拟的优势，在经济发达的油气生产和消费大国得到了快速发展。油气储运条件的改变造成油气蒸发损耗，导致资源浪费和环境污染，特别是烃类碳氢化合物易燃、易爆等特性，使得油气储运安全问题尤为突出。为实现油气资源的安全生产和高效利用，需要深入研究油气储运技术。

1 管道输送技术

1.1 原油管道

我国原油多有高凝、高黏、高含蜡的特点，简称为“三高”原油，也称易凝、高黏油品。等温输送过程中，因含蜡量高，管壁结蜡情况严重，油品黏度大造成摩阻损失严重，特别是环境温度远低于原油凝点时，上述问题更为突出。为此，高凝、高黏原油常采用加热输送方式，通过提高油品温度降低油品黏度，降低摩阻损失，保证油品温度高于凝点，避免出现凝管事故。但加热输送能耗高，且存在停输再启动困难等问题，目前，为避免发生凝管事故，常采用正反输交替方式输油，能源消耗巨大。

1.2 成品油管道

长输管道输送成品油一般采用顺序输送方式。顺序输送是同一管道按一定顺序不间断输送不同油品，采用该方式输油的主要原因是成品油种类多但批量少，当运距较长时，为每一种油品单独敷设管道成本高，不具备可行性。在发达国家，成品油主要通过管道输送，我国管道顺序输送技术发展较晚，主要借鉴引进国外先进技术，累积了建设和运行管理经验，为成品油管道发展奠定基础。

1.3 天然气管道

天然气长输管道管径大、压力高，在发达国家发展迅速，我国由于天然气利用水平低，输气管道发展起步较晚。近几年，天然气管道发展迅速，1997年投产的陕京输气管道标志着我国迈出了追赶天然气管道世界先进水平的第一步，2004年建成投产的西气东输管道意味着管道建设进入快速发展期[1]。

2 特殊区域油气储运技术

2.1 海洋油气储运技术

据第三次油气资源评价结果表明，我国海洋石油和天然气资源量分别占世界总量的23%和30%[2]。我国渤海、东海、南海油气资源丰富，随陆地石油资源开发程度的不断深入，我国开始进军海洋石油领域。但与发达国家相比，海洋油气开发技术仍较落后，特别是深海领域，受海洋特殊环境影响，水流速度、水温、海底特殊地质地貌都给海洋油气储运技术发展造成了一定阻碍，如管道设计与施工技术与海底特殊区域特点的适应性等问题。目前，我国海洋油气储运水平已有所提高，基本实现了自主创新，并积累了一定的工程实践经验。

2.2 多年冻土地带长输管道敷设技术

伴随油气国际贸易的不断深入发展，长输管道的重要性愈加凸显。管道敷设环境复杂，不可避免需要穿越我国冻土地带，如我国西部高原和东北高纬度地区。据有关资料表明，冻土地带管道受冻融和融沉危害影响，管道出现冻胀、翘曲乃至拱出地面的情况，给管道的安全运行造成极大影响[3]。外国现有技术难以解决我国冻土管道敷设难题，因此，对冻土地质条件进行评价，预测管道敷设地基稳定性，完善建立土壤温度与管道位移关系等成为我国亟需解决的技术难题。

3 天然气水合物储运技术

天然气水合物即可燃冰，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为可燃冰[4]。天然气是一种对环境友好的清洁能源，但气态天然气存在运输问题。应利用水合物生成条件及自身特点，对天然气水合物有效存储，利用水合物固相特征完成天然气输送，解决管输堵塞问题。有关文献显示，1 m3天然气水合物的储气量可达150～180 m3，对比液化气管道输送，以水合物形式储运天然气，可减小储运设施体积，使生产、储存、运输费用至少降低26%。油气储运发展思路转变的同时形成了一种全新的油气储运技术——天然气水合物储运技术，它是将天然气水合物进行有效存储，既达到有效利用天然气水合物的目的，又达到提高油气储运质量的目的[5]。

4 油气混输技术

我国在长输管道混输技术和海底混输增压技术方面与国外差距明显，主要体现在以下几个方面：长期依赖国外多相流动态计算软件，因其不具有普遍适用性，无法从根本上解决我国混输问题；国产混输泵的功率与国际先进水平差距悬殊，泵型单一制约多相混输技术的发展；目前无法自主制造大型段塞流捕集器，最大段塞流捕集器的容积设计参数与国际工程实际应用容积差距颇大。

5 油气存储技术

5.1 地下盐穴库

我国盐矿蕴藏丰富，盐穴库发展前景广阔，金坛储气库一期工程建成投产于西气东输管道调峰库建设时期，为储气盐穴库的设计与建设累积了一些经验。盐穴库的造价约为地面钢制储罐库的1/3，成本低，但在技术研究和工程实际应用领域的经验和能力与国外先进技术相比差距明显。

5.2 地下水封洞

地下水封洞库与地面库相比，在安全性、经济性等方面表现出较大优势，我国广大地区具备符合建设地下水封洞的地质和水文条件，因此地下水封洞在我国有着广阔的发展前景[6]。目前，我国已建和在建地下水封洞库均采取中外联合设计方式，缺少独立设计、建设和运行地下水封洞库的经验，难以掌握关键技术。

5.3 吸附储气技术

吸附储气技术工作原理是活性炭作为吸附剂以特殊方式充填至储气容器中，吸附剂表面分子与气体分子间作用力大于气体分子间作用力，气体被吸附于活性炭表面，气体分子充满吸附剂微孔内，且微孔中气体密度大于被吸附气体主体密度，使得吸附储气技术在存储同等体积气体的情况下，储气压力降低约10倍。该技术目前面临的主要问题是：天然气在吸附、脱附过程中的热效应问题，吸附剂的再生、更换问题，进气净化处理问题。吸附储气技术在存储天然气容积方面优势明显，也可用于回收油气田生产过程中的游离天然气，发展前景良好。

6 结论

现代化发展对油气资源需求逐渐增大，应积极开展国际交流，借鉴国际经验，立足国内实际情况，不断提高科研能力，加强理论创新，与工程实践相结合，实现油气资源安全生产和高效利用。