浅谈油气储运技术面临的挑战与发展方向.doc

1、浅谈油气储运技术面临的挑战与发展方向摘要：随时我国经济的快速发展，油气储运技术的应用越来越广泛。简要介绍了天然气水合物储运技术、油气混输技术和油气存储技术的应用。针对油气储运技术领域亟需解决的技术难题和今后应开展的研究工作和发展方向做一下浅析。 关键词：油气储运技术 发展方向 一、天然气水合物储运技术 天然气水合物（NGH）是一种由水分子氢键作用形成的空穴吸附小的烃类气体分子而形成的类冰状笼形晶体。1m3 天然气水合物的储气量可达150180m3，如果以水合物的形式储运天然气，将有助于减小其运输和存储设施的体积。同时，天然气水合物还具有制备温度和压力条件不苛刻、再次气化释放速度较慢且易于控制、

2、安全性较好等优点，是一种具有广阔发展前景的天然气储运新技术。 天然气水合物储运技术是以罐装运输为主要特征的技术，适用于边远、零散气源的收集以及提供给下游的分散用户。我国从 20 世纪 90 年代开始从事相关的研究工作。中国科学院、青岛海洋地质研究所、中国石油大学、西安交通大学、上海理工大学、中国石油管道研究院和大庆油田工程有限公司等单位先后开展了这方面的研究，但其技术进展落后于国际先进水平。总的来看，目前国内外对这项技术的研究普遍处于室内实验和小型装置先导性中试阶段，但也有国外研究机构宣称即将进入工业化应用阶段。这项技术的难点主要有两个：一是水合物高效快速连续制成技术；二是低成本存储及释放技术

3、。我国有关科研机构加快研究步伐，加强对这项技术的攻关，使之早日达到工业化应用程度。 二、油气混输技术 长距离油气混输技术目前仍是国际石油工业领域里的一项热门技术。自 2004 年以来，该项技术陆续在海内外陆上油气田工程中实际应用，先后在哈萨克斯坦、我国的塔里木油气田和大庆油田自行设计、建成了 5条长度为 2375km、输送压力为 1.511MPa 的长距离油气混输管道。其中，单条混输管道的最大输油量达到了 220104t/a、输气量达到了8108m3/a，其输量和长度的综合指标进入了世界前列，这标志着我国长距离油气混输技术的发展进入了一个新的阶段。但是，目前我国的油气多相混输技术与国外先进水平

4、相比仍有明显的差距，主要表现在以下3 个方面： 1.多相流动态计算软件 我国至今没有自主知识产权并被业界普遍认可的多相流动态计算软件，与石油大国的地位不相称。同时，由于多相流的复杂性，国外现行的所有多相流动态计算软件都不具有普遍适用性。如果长期依赖引进软件，缺乏自主创新能力，会使我们逐渐丧失国际竞争力。 2.大型多相混输泵技术 国际上已用于工程实际的油气混输泵的单泵最大功率为 6000kW，而有制造业绩的国产混输泵的单泵最大功率仅为 300kW，与国际先进水平差距悬殊。同时，泵型单一的问题也很突出。 3.大型段塞流捕集器技术 美国、加拿大等国均拥有大型段塞流捕集器的专业制造商，用于工程实际的单

5、台段塞流捕集器的容积已经达到了 5600m3，而我国至今没有段塞流捕集器的专业制造商，自行设计的最大段塞流捕集器的容积仅为300m3。 今后一个时期，如果能够攻克以上 3 项技术难题，不仅会使我国的多相流计算和关键设备制造水平得到大幅度提升，还可取得降低软件与设备采购价格 50%以上的经济效益。 三、油气存储技术 1.地下水封洞库 我国有广大地区的地质与水文条件符合建造地下水封洞库。由于与地面库相比在安全性、经济性和环保等方面的优势，地下水封洞库在我国具有广阔的发展前景。近几年，我国油气储运工作者在地下水封洞库设计技术的研究方面取得了一些成果，但其不足是没有自行设计、建造和运行大型地下油库和地

6、下液化气库的经验，对一些关键技术的掌握还不够。为使我国的地下储库技术得到长足发展，需要结合工程实际，在复杂地质条件下大型地下洞库洞室合理布局技术、水幕设计与建造技术、水涌控制与注浆防渗技术等方面深入开展研究，力求全面掌握这一领域的先进技术。 2.地下盐穴库 我国江苏、安徽、山东、河南、陕西、湖北、四川、云南等省均有大型盐矿蕴藏，资源较丰富，盐穴油气储库发展前景广阔。西气东输管道调峰库金坛储气库一期工程是我国唯一建成投产的盐穴库。尽管在储气盐穴库的设计和建造方面取得了一定的技术进步，积累了一些经验，但是，与国外先进水平相比，我国在盐穴库技术研究和工程实际应用领域的经验和能力仍存在差距，需要在溶腔

7、设计与稳定性分析技术、溶腔运行预测与卤水平衡技术等方面继续开展相关的研究工作，形成一整套自主研发和运用的技术体系。 3.吸附储气技术 吸附储气的主要原理是在储气容器中以特殊方法装填超级活性炭作为吸附剂，由于吸附剂表面分子与气体分子之间的作用力大大高于气体分子之间的作用力，使得吸附剂表面附近的气体分子浓度远高于气相主体浓度。根据体积填充机理，吸附剂的孔径越小这种分子之间的作用力就越强，微孔会全部被气体分子所充满。由于吸附剂纳米级微孔中的气体密度大大高于相同压力下的气相主体密度，可使存储同样气量时的压力比常规存储方式降低约 10 倍。普通活性炭的密度为 0.20.3g/cm3，为了增加体积吸附量需

8、要增大活性炭的密度，高密度活性炭的制备是该领域的一项关键技术。目前，我国已经掌握了高密度活性炭吸附剂的制备技术，能够提供的超级活性炭密度为 0.50.7g/cm3，其比表面积为3000m2/g，是普通活性炭的 23 倍。实验表明，在 3.5MPa 压力下，1m3装有吸附剂的储罐可容纳 120170Nm3 天然气。按在 1.6MPa 压力下，1m3 装有吸附剂的储罐容积可装载 70Nm3 天然气计，一个1500m3、1.6MPa 压力填满超级活性炭储罐的储气能力相当于 10104m3常压干式气柜，采用活性炭压力储罐可节省投资约 40%。 目前，影响 ANG 技术工业化应用的主要难题有 3 个：一

9、是天然气吸附剂吸附与脱附的热效应问题；二是活性炭再生与更换的问题；三是进气净化处理的问题。只有通过深入研究，很好地解决其经济适用性的核心问题，才能使该技术呈现出应有的工业应用价值。ANG 技术可用于储存大宗天然气，为工业与民用供气系统调峰，也可用于油气田零散天然气的吸附回收，或替代 CNG、LPG 作为燃气用户和车用燃料的气源，具有诱人的发展前景，应当成为我国油气储运领域的一个研发方向。 四、结束语 目前，中国石油已经具备了全方位发展具有国际先进水平的油气储运技术的条件，充分利用和不断提高已有的技术研发能力，积极开展国际交流，加强与国内大学、科研机构的合作，继续走消化吸收、自主创新与工程实践相结合的技术发展之路。 参考文献 1王卫强等.天然气水合物制备和存储J.油气储运，2007，26（1）. 2李宁.我国海洋石油油气储运回顾与展望J.油气储运，2003，22（9）. 3 罗佐县，张礼貌.海洋石油产业越走越深N.中国石化报，2009-6-9. 4潘建.我国原油对外依存度超警戒并创新高N.北京商报，2010-1-8.