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大力加強(qiáng)我國海洋石油勘探開發(fā)安全與陸上油氣儲運安全工作的建議

文檔作者：嚴(yán)陸光盧強(qiáng) 宋振騏戴金星等文檔來源： 1．中國科學(xué)院電工研究所 2．清華大學(xué) 等		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年01月29日
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第31卷第2期
2012年4月
電工電能新技術(shù)
Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy
Vo1．31，No．2
Apr．2012
大力加強(qiáng)我國海洋石油勘探開發(fā)安全與
陸上油氣儲運安全工作的建議
嚴(yán)陸光 ，盧 強(qiáng) ，宋振騏。，戴金星 ，劉光鼎 ，侯保榮。，孫振純一，
姜 標(biāo) ，黃常綱 ，沈 沉 ，譚宗穎 ，胡國藝 ，姜 偉 ，劉峰松¨，
謝光鋒¨，馮 霞u，王友華 ，王 靜 ，何玉發(fā) ，劉 欣
(1．中國科學(xué)院電工研究所，北京100190；2．清華大學(xué)，北京100084；
3．山東科技大學(xué)，山東青島266590；4．中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；
5．中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京100029；6．中國科學(xué)院海洋研究所，山東青島266071；
7．中國石油天然氣集團(tuán)公司咨詢中心，北京100007；8．中國科學(xué)院上海高等研究院，上海201210；
9．中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報中心，北京100190；10．中國海洋石油總公司，北京100010；
11．中國科學(xué)院院士工作局，北京100864；12．中國石油天然氣集團(tuán)公司，北京100007)
摘要：保證我國石油天然氣可靠安全的供應(yīng)是我國可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。海洋石油勘探開發(fā)安全與
陸上油氣儲運安全是我國能源工作的重要方面。本文敘述了安全工作的重要性，海洋石油勘探開
發(fā)安全與陸上油氣儲運安全的現(xiàn)狀，與安全相關(guān)的科技問題及主要工作建議。
關(guān)鍵詞：海洋石油勘探開發(fā)安全；陸上油氣儲運安全
中圖分類號：TE3；TE82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003．3076(2012)02-0001．10
2010—2011年中國科學(xué)院學(xué)部組織有關(guān)院士
與專家就我國化石能源生產(chǎn)和儲運過程中安全工作
的科學(xué)問題進(jìn)行了較深入地研討，并向上級部門提
出了相關(guān)建議。
1 我國近期石油、天然氣的發(fā)展與安全的重
要性?
1．1 我國近期石油、天然氣發(fā)展的展望與特點
我國一次能源消耗長期以來一直以化石能源為
主，除煤炭居于首位以外，2010年石油約占我國能
源消費總量的20％ 、天然氣約占3％ 。保證我國石
油天然氣可靠安全的供應(yīng)是我國可持續(xù)發(fā)展的基
礎(chǔ)。
據(jù)預(yù)計，我國一次能源年總能耗將由2010年的
32億噸標(biāo)煤增至2020年的約45億噸標(biāo)煤，年均增
長約1．3億噸標(biāo)煤。石油的年總消耗量將由2010
年4．4億噸最少增至約5．5億噸，其份額將大體保
持恒定。天然氣年總耗量將由約1000億in 上升至
約3000億m ，其份額將有明顯增長，由約4％ 增至
約8％ 。
我國未來十年石油、天然氣發(fā)展的主要特點是：
(1)我國石油的年消耗量在2010年已達(dá)4．4
億噸，估計2020年的年耗量也將在5．5億噸以上，
其在一次能源中的份額將大體保持穩(wěn)定。2010年
我國石油進(jìn)口比例達(dá)55％ ，估計到2020年我國原
油產(chǎn)量將在2—2．5億噸之間，對外依存度仍將繼續(xù)
上升。因而保障石油供應(yīng)成為我國能源安全的首要
問題。近年來，對海洋深水石油的開發(fā)開始引起了
各方注意。如果深海石油開發(fā)獲得成功，則有可能
將我國石油對外依存度控制在60％ 以內(nèi)，有效解決
保障石油供應(yīng)的能源安全問題。海洋石油開發(fā)將是
近期應(yīng)大力加強(qiáng)的重要任務(wù)。
(2)近年來，我國天然氣得到了良好的發(fā)展，處
于快速發(fā)展時期，2010年全年耗量已達(dá)1000億
m ，占我國一次能源份額約4％ ，而且主要依靠國內(nèi)
生產(chǎn)。今后十年我國天然氣必將繼續(xù)大幅度增長。
收稿日期：2011-12-23
作者簡介：嚴(yán)陸光(1935-)，男，浙江籍，中國科學(xué)院院士，烏克蘭科學(xué)院外籍院士，第三世界科學(xué)院院士，電工學(xué)家。2 電工電能新技術(shù) 第31卷
當(dāng)前預(yù)測，2020年國內(nèi)年產(chǎn)量將增至2000億m ，加
上國外進(jìn)口近1000億m ，年消耗量將達(dá)3000億
m ，占一次能源份額將升至8％ 。
(3)石油與天然氣主要均靠管道輸送，我國管
道總里程由2001年的2．46萬公里增至2010年的
6．8萬公里，2010～2020年期間管道總長還將成倍
增長。隨著油、氣進(jìn)口的大幅度增長，作為儲運系統(tǒng)
重要部分的管道建設(shè)工作成為當(dāng)前建設(shè)重點，目前
正在建設(shè)中俄、中哈、中緬全長約9千公里的三大油
氣進(jìn)口管道。
總之，我國未來十年石油、天然氣發(fā)展的特點
是：石油份額大體穩(wěn)定，海洋石油開發(fā)將認(rèn)真起步；
天然氣年產(chǎn)量將迅速增長，其份額顯著增大，石油天
然氣管道總長還將成倍增長。
1．2 加強(qiáng)我國海洋石油勘探開發(fā)安全和陸上油氣
儲運安全的重要性
保證我國石油天然氣可靠安全的供應(yīng)是我國可
持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。陸上石油生產(chǎn)是我國石油生產(chǎn)的
主體，年產(chǎn)量約占總年產(chǎn)量的3／4。陸上石油生產(chǎn)
技術(shù)成熟，長期積累了豐富的安全生產(chǎn)經(jīng)驗，鮮見難
以控制的重大生產(chǎn)安全事故。石油生產(chǎn)安全工作的
重點在海洋石油。我國石油天然氣的長距離輸運和
大容量存儲集中在陸上進(jìn)行，油氣儲運安全工作的
重點在陸上。
1．2．1 海洋石油勘探開發(fā)方面
海洋石油工業(yè)是安全風(fēng)險最大的行業(yè)之一，涉
及高溫高壓的環(huán)境條件，易燃易爆、有毒有害的物
質(zhì)，生產(chǎn)過程中危險因素多。海洋石油作業(yè)具有自
然條件惡劣、生產(chǎn)生活空間有限、生產(chǎn)作業(yè)設(shè)施集
中、技術(shù)難度大、裝備復(fù)雜的特點，極易引發(fā)安全事
故。海上事故發(fā)生后，由于距離陸地遙遠(yuǎn)，救援難度
大，可能造成人員傷亡、設(shè)備損失、油井廢棄、海水污
染、生態(tài)破壞等無法估量的結(jié)果，同時有可能影響到
企業(yè)生存、行業(yè)發(fā)展，甚至是整個產(chǎn)業(yè)鏈的衰落以及
國際糾紛，對國家、對人民生命財產(chǎn)造成的后果將不
堪設(shè)想。
1．2．2 陸上油氣儲運方面
管道運輸已經(jīng)成為我國陸上石油、天然氣運輸
的主要方式。管道失效涉及腐蝕、焊接與材料缺陷，
設(shè)備和操作，以及外部干擾等其他多方面原因。管
道大多數(shù)處于復(fù)雜的土壤環(huán)境、大氣和水中，所輸送
的介質(zhì)也或多或少地含有腐蝕性成分，其內(nèi)壁和外
壁卻可能遭到腐蝕。內(nèi)壁主要是水腐蝕和介質(zhì)腐
蝕，輸送天然氣時主要是汞和H：s氣體，外壁主要
是大氣、土壤、細(xì)菌和雜散電流腐蝕。國際國內(nèi)管道
安全事故屢屢發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計我國四川輸氣管每千公
里年事故發(fā)生率平均4．3次，東北和華北輸油管每
千公里年事故發(fā)生率平均超過2．0次。由于油氣的
易燃、易爆及毒性等特點，一旦管道發(fā)生事故，容易
引起污染、中毒、火災(zāi)及爆炸等災(zāi)難性后果，往往造
成人員死亡及重大經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會影響。
2 海洋石油勘探開發(fā)安全 -5
2．1 海洋石油勘探開發(fā)的現(xiàn)狀
2．1．1 世界海洋石油勘探開發(fā)
遼闊的海洋蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，據(jù)統(tǒng)計，截
至2006年1月1日，全球石油探明儲量為1757億
噸，天然氣探明儲量173萬億m 。其中海洋石油資
源量約1350億噸，探明儲量約380億噸，探明率約
28％ ，占全球石油探明儲量的21．6％ ；全球海洋天
然氣資源約140萬億立方米，探明儲量約40萬億
m ，探明率約28．6％ ，占全球天然氣探明儲量的
23％ 。全球海洋油氣勘探尚處在勘探早期階段。
世界海洋石油工業(yè)總的趨勢是走向深水。全球
已經(jīng)有100多個國家在進(jìn)行海洋石油勘探開發(fā)，其
中對深海石油資源勘探開發(fā)的有50多個國家。目
前，國際上的海洋工程與裝備的核心技術(shù)掌握在美
國、挪威、法國等西方發(fā)達(dá)國家，為墨西哥灣、北海、
波斯灣、巴西等海上的油氣田勘探開發(fā)提供完整的
海洋平臺設(shè)計建造安裝與裝備，引領(lǐng)著海洋石油工
業(yè)的發(fā)展。
國外裝備水平較高。目前在用各類鉆井平臺近
1200座，其中深水鉆井平臺343座；深水浮式生產(chǎn)
平臺276座；全世界已有2300多套水下生產(chǎn)裝置。
十二纜物探船；重型起重船的起吊能力達(dá)到14000
噸，大型駁船可以運輸大型導(dǎo)管架和重達(dá)4萬余噸
的半潛式平臺。水下作業(yè)機(jī)器人作業(yè)水深已經(jīng)超過
3000m；國外多功能船舶最大功率32640馬力。
2．1．2 中國海洋石油勘探開發(fā)的基本狀況
中國海域面積達(dá)300萬平方公里，根據(jù)2005年
石油資源評價初步結(jié)果，中國石油資源量約為1070
億噸，其中海洋石油資源量為246億噸，占全國石油
資源量的23％ ；天然氣資源量為54．54萬億m ，其
中海洋天然氣為15．79萬億m ，占全國天然氣資源
量的29％ 。海洋油氣資源中，約有40％蘊(yùn)藏于深水
海域中。我國海域油氣資源潛力大，勘探前景良好。第2期 嚴(yán)陸光，等：大力加強(qiáng)我國海洋石油勘探開發(fā)安全與陸上油氣儲運安全工作的建議 3
近十年來，我國新增石油產(chǎn)量的53％來自海洋
石油，目前我國海域油氣產(chǎn)量已占全國油氣總產(chǎn)量
的1／4。同時，我國四大海域還在不斷探明新的油
氣田。海洋石油勘探開發(fā)經(jīng)過30年的發(fā)展，目前國
內(nèi)石油公司在渤海、黃海、東海和南海已開發(fā)建設(shè)
8O多個油氣田。2010年中海油海上突破5000萬
噸，標(biāo)志著我國成為世界海洋石油生產(chǎn)大國，同時也
意味著中國海域已成為我國石油、天然氣最重要、最
現(xiàn)實的接替區(qū)。
在海洋勘探開發(fā)能力方面，我國掌握300m水
深內(nèi)勘探開發(fā)技術(shù)；具有l(wèi)O000m 的鉆井作業(yè)能力；
建成以浮式生產(chǎn)儲卸油裝置、3000m水深動力定位
鉆井平臺“海洋石油981”、3000m深水鋪管起重船
“海洋石油201”、十二纜物探船“海洋石油720”為
代表的海洋裝備體系；具備1500m水深條件下的勘
探作業(yè)能力，并著手向3000m水深邁進(jìn)。
我國在設(shè)計、裝備、工藝、技術(shù)以及專業(yè)隊伍高
科技專利等各個方面，與世界海洋石油先進(jìn)國家有
一定差距。多數(shù)裝置仍是從國外引進(jìn)的。目前，我
國擁有自升式鉆井船45艘、半潛式鉆井船7艘，底
座式鉆井平臺5座，采油平臺157座，各類工作船
134艘。我國從事海洋油氣勘探開發(fā)的單位主要有
中國海洋石油總公司、中國石油化工集團(tuán)公司、中國
石油天然氣集團(tuán)公司三大集團(tuán)公司；勘探開發(fā)區(qū)域
主要集中在渤海、黃海、東海及南海大陸架。
2．1．3 南海石油資源的重要性
南海油氣資源正受到鄰海各國的瘋狂掠奪，越
南、菲律賓等國家已形成“開發(fā)熱潮”，年產(chǎn)量5000
萬噸以上。中國在南海探區(qū)平均水深1200～
1300m，最遠(yuǎn)離岸距離1400公里，目前在南海尚無
石油基地。在南海島嶼中，越南占領(lǐng)23個，菲律賓
占領(lǐng)7個，馬來西亞占領(lǐng)3個，印尼占領(lǐng)2個，文萊
占領(lǐng)1個，中國9個島嶼，為了維護(hù)國家資源與領(lǐng)土
安全，亟需加快深?？碧脚c開發(fā)技術(shù)研究，盡快進(jìn)入
深水領(lǐng)域。
加快開發(fā)南海油氣資源對保障我國的能源安
全、領(lǐng)海主權(quán)的完整是十分重要的，在南海及東海與
周邊有爭議區(qū)域的深水油氣資源開發(fā)具有十分重要
的戰(zhàn)略地位，盡快在南海投入實質(zhì)性的油氣勘探開
發(fā)已經(jīng)非常緊迫和必要。
2．2 海洋石油勘探開發(fā)事故案例分析
2010年4月20日，美國路易斯安那州一處英
國石油公司BP租賃的“深水地平線”海上鉆探平
臺發(fā)生爆炸，造成11名工作人員死亡，大約在36小
時后于4月21日沉入路易斯安那州海岸外海。4
月24日管道開始漏油，至9月18日BP公司宣布徹
底封死漏油油井止，共漏油超過400萬桶，漏油污染
面積大約相當(dāng)于美國東北部的馬里蘭州面積，威脅
路易斯安那、佛羅里達(dá)及墨西哥灣沿岸各州的海岸。
事故專門調(diào)查組對此次事故進(jìn)行了全面細(xì)致地
分析和總結(jié)，根據(jù)BP石油公司出版的事故調(diào)查報
告，本次事故的主要原因為：
(1)設(shè)計方案變更增加了安全風(fēng)險
完井套管串設(shè)計計劃采用“7”尾管懸掛固井+9
7／8”套管回接固井”設(shè)計方案，可提供四道密封防護(hù)
(井底固井密封、所下尾管的懸掛器部位密封、尾管
懸掛處的固井密封、井口密封總成密封)。施工前
將完井方案調(diào)整為9 7／8 +7”復(fù)合套管一次下到井
底的管串結(jié)構(gòu)，變更后的方案只能提供井底固井和
井口密封總成兩道密封。
(2)施工過程多個環(huán)節(jié)存在漏洞
該井屬于低地溫梯度井，使用充氮氣水泥漿體
系存在產(chǎn)生超緩凝現(xiàn)象的潛在風(fēng)險。水泥候凝僅
l6．5小時后，用海水頂替井筒泥漿，壓力失衡，油氣
突破尚未膠結(jié)水泥環(huán)上竄(也可能如BP所說引發(fā)
單流閥損壞)。固井水泥返高無法到達(dá)上層技術(shù)套
管內(nèi)，為油氣上竄提供了通道。固井過程存在違章
作業(yè)，沒有按要求充分循環(huán)泥漿，使井底含油氣的鉆
井液上行至海底防噴器組上部，很可能導(dǎo)致溢流井
噴。
(3)裝備管理和維護(hù)有缺陷
井口密封總成安裝完后，未按技術(shù)規(guī)程的要求
在密封總成中安裝鎖止滑套，使密封系統(tǒng)留下缺陷。
(4)現(xiàn)場生產(chǎn)組織決策上出現(xiàn)一系列重大失誤
《美國BP在墨西哥灣災(zāi)難性事故及海上鉆井
未來》結(jié)論中指出，Macondo油井爆炸的損失原本是
可以避免的。Macondo油井井噴的直接原因可以歸
結(jié)為由BP、Halliburton和Transocean三家石油公司
犯下的一系列可辨識的錯誤。深海能源的勘探與開
采，涉及到一些無論是行業(yè)還是政府必須在未來去
應(yīng)對、但尚未充分準(zhǔn)備好去應(yīng)對的風(fēng)險，需要研究。
基礎(chǔ)性的改革在常規(guī)監(jiān)督的監(jiān)管結(jié)構(gòu)和內(nèi)在的決策
過程都是必需的，為了保證人類的安全和環(huán)境的保
護(hù)，對于能源勘探開發(fā)的常規(guī)檢查需要改革。
大量事故原因基本都涵蓋了以下幾個方面：海
洋石油作業(yè)井控技術(shù)、裝備失效及應(yīng)急技術(shù)不完善；

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