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大力加強(qiáng)我國(guó)海洋石油勘探開(kāi)發(fā)安全與陸上油氣儲(chǔ)運(yùn)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(lái)源： 1．中國(guó)科學(xué)院電工研究所 2．清華大學(xué) 等		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(guó)海洋石油勘探開(kāi)發(fā)安全與
陸上油氣儲(chǔ)運(yùn)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(guó)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(guó)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(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京100083；
5．中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京100029；6．中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，山東青島266071；
7．中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司咨詢中心，北京100007；8．中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院，上海201210；
9．中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心，北京100190；10．中國(guó)海洋石油總公司，北京100010；
11．中國(guó)科學(xué)院院士工作局，北京100864；12．中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司，北京100007)
摘要：保證我國(guó)石油天然氣可靠安全的供應(yīng)是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。海洋石油勘探開(kāi)發(fā)安全與
陸上油氣儲(chǔ)運(yùn)安全是我國(guó)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(kāi)
發(fā)安全與陸上油氣儲(chǔ)運(yùn)安全的現(xiàn)狀，與安全相關(guān)的科技問(wèn)題及主要工作建議。
關(guān)鍵詞：海洋石油勘探開(kāi)發(fā)安全；陸上油氣儲(chǔ)運(yùn)安全
中圖分類號(hào)：TE3；TE82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003．3076(2012)02-0001．10
2010—2011年中國(guó)科學(xué)院學(xué)部組織有關(guān)院士
與專家就我國(guó)化石能源生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中安全工作
的科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了較深入地研討，并向上級(jí)部門提
出了相關(guān)建議。
1 我國(guó)近期石油、天然氣的發(fā)展與安全的重
要性?
1．1 我國(guó)近期石油、天然氣發(fā)展的展望與特點(diǎn)
我國(guó)一次能源消耗長(zhǎng)期以來(lái)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(guó)能
源消費(fèi)總量的20％ 、天然氣約占3％ 。保證我國(guó)石
油天然氣可靠安全的供應(yīng)是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的基
礎(chǔ)。
據(jù)預(yù)計(jì)，我國(guó)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(zhǎng)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(zhǎng)，由約4％ 增至
約8％ 。
我國(guó)未來(lái)十年石油、天然氣發(fā)展的主要特點(diǎn)是：
(1)我國(guó)石油的年消耗量在2010年已達(dá)4．4
億噸，估計(jì)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(guó)石油進(jìn)口比例達(dá)55％ ，估計(jì)到2020年我國(guó)原
油產(chǎn)量將在2—2．5億噸之間，對(duì)外依存度仍將繼續(xù)
上升。因而保障石油供應(yīng)成為我國(guó)能源安全的首要
問(wèn)題。近年來(lái)，對(duì)海洋深水石油的開(kāi)發(fā)開(kāi)始引起了
各方注意。如果深海石油開(kāi)發(fā)獲得成功，則有可能
將我國(guó)石油對(duì)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(wèn)題。海洋石油開(kāi)發(fā)將是
近期應(yīng)大力加強(qiáng)的重要任務(wù)。
(2)近年來(lái)，我國(guó)天然氣得到了良好的發(fā)展，處
于快速發(fā)展時(shí)期，2010年全年耗量已達(dá)1000億
m ，占我國(guó)一次能源份額約4％ ，而且主要依靠國(guó)內(nèi)
生產(chǎn)。今后十年我國(guó)天然氣必將繼續(xù)大幅度增長(zhǎng)。
收稿日期：2011-12-23
作者簡(jiǎn)介：嚴(yán)陸光(1935-)，男，浙江籍，中國(guó)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(cè)，2020年國(guó)內(nèi)年產(chǎn)量將增至2000億m ，加
上國(guó)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(guó)管
道總里程由2001年的2．46萬(wàn)公里增至2010年的
6．8萬(wàn)公里，2010～2020年期間管道總長(zhǎng)還將成倍
增長(zhǎng)。隨著油、氣進(jìn)口的大幅度增長(zhǎng)，作為儲(chǔ)運(yùn)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(diǎn)，目前
正在建設(shè)中俄、中哈、中緬全長(zhǎng)約9千公里的三大油
氣進(jìn)口管道。
總之，我國(guó)未來(lái)十年石油、天然氣發(fā)展的特點(diǎn)
是：石油份額大體穩(wěn)定，海洋石油開(kāi)發(fā)將認(rèn)真起步；
天然氣年產(chǎn)量將迅速增長(zhǎng)，其份額顯著增大，石油天
然氣管道總長(zhǎng)還將成倍增長(zhǎng)。
1．2 加強(qiáng)我國(guó)海洋石油勘探開(kāi)發(fā)安全和陸上油氣
儲(chǔ)運(yùn)安全的重要性
保證我國(guó)石油天然氣可靠安全的供應(yīng)是我國(guó)可
持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。陸上石油生產(chǎn)是我國(guó)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(zhǎng)期積累了豐富的安全生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，鮮見(jiàn)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(diǎn)在海洋石油。我國(guó)石油天然氣的長(zhǎng)距離輸運(yùn)和
大容量存儲(chǔ)集中在陸上進(jìn)行，油氣儲(chǔ)運(yùn)安全工作的
重點(diǎn)在陸上。
1．2．1 海洋石油勘探開(kāi)發(fā)方面
海洋石油工業(yè)是安全風(fēng)險(xiǎn)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(guò)程中危險(xiǎn)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(diǎn)，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(wú)法估量的結(jié)果，同時(shí)有可能影響到
企業(yè)生存、行業(yè)發(fā)展，甚至是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的衰落以及
國(guó)際糾紛，對(duì)國(guó)家、對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)造成的后果將不
堪設(shè)想。
1．2．2 陸上油氣儲(chǔ)運(yùn)方面
管道運(yùn)輸已經(jīng)成為我國(guó)陸上石油、天然氣運(yùn)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(shí)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(guó)際國(guó)內(nèi)管道
安全事故屢屢發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)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(guò)2．0次。由于油氣的
易燃、易爆及毒性等特點(diǎn)，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(huì)影響。
2 海洋石油勘探開(kāi)發(fā)安全 -5
2．1 海洋石油勘探開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀
2．1．1 世界海洋石油勘探開(kāi)發(fā)
遼闊的海洋蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截
至2006年1月1日，全球石油探明儲(chǔ)量為1757億
噸，天然氣探明儲(chǔ)量173萬(wàn)億m 。其中海洋石油資
源量約1350億噸，探明儲(chǔ)量約380億噸，探明率約
28％ ，占全球石油探明儲(chǔ)量的21．6％ ；全球海洋天
然氣資源約140萬(wàn)億立方米，探明儲(chǔ)量約40萬(wàn)億
m ，探明率約28．6％ ，占全球天然氣探明儲(chǔ)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(shì)是走向深水。全球
已經(jīng)有100多個(gè)國(guó)家在進(jìn)行海洋石油勘探開(kāi)發(fā)，其
中對(duì)深海石油資源勘探開(kāi)發(fā)的有50多個(gè)國(guó)家。目
前，國(guó)際上的海洋工程與裝備的核心技術(shù)掌握在美
國(guó)、挪威、法國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家，為墨西哥灣、北海、
波斯灣、巴西等海上的油氣田勘探開(kāi)發(fā)提供完整的
海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)建造安裝與裝備，引領(lǐng)著海洋石油工
業(yè)的發(fā)展。
國(guó)外裝備水平較高。目前在用各類鉆井平臺(tái)近
1200座，其中深水鉆井平臺(tái)343座；深水浮式生產(chǎn)
平臺(tái)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(yùn)輸大型導(dǎo)管架和重達(dá)4萬(wàn)余噸
的半潛式平臺(tái)。水下作業(yè)機(jī)器人作業(yè)水深已經(jīng)超過(guò)
3000m；國(guó)外多功能船舶最大功率32640馬力。
2．1．2 中國(guó)海洋石油勘探開(kāi)發(fā)的基本狀況
中國(guó)海域面積達(dá)300萬(wàn)平方公里，根據(jù)2005年
石油資源評(píng)價(jià)初步結(jié)果，中國(guó)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(guó)石油
資源量的23％ ；天然氣資源量為54．54萬(wàn)億m ，其
中海洋天然氣為15．79萬(wàn)億m ，占全國(guó)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(guó)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(guó)海洋石油勘探開(kāi)發(fā)安全與陸上油氣儲(chǔ)運(yùn)安全工作的建議 3
近十年來(lái)，我國(guó)新增石油產(chǎn)量的53％來(lái)自海洋
石油，目前我國(guó)海域油氣產(chǎn)量已占全國(guó)油氣總產(chǎn)量
的1／4。同時(shí)，我國(guó)四大海域還在不斷探明新的油
氣田。海洋石油勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，目前國(guó)
內(nèi)石油公司在渤海、黃海、東海和南海已開(kāi)發(fā)建設(shè)
8O多個(gè)油氣田。2010年中海油海上突破5000萬(wàn)
噸，標(biāo)志著我國(guó)成為世界海洋石油生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)也
意味著中國(guó)海域已成為我國(guó)石油、天然氣最重要、最
現(xiàn)實(shí)的接替區(qū)。
在海洋勘探開(kāi)發(fā)能力方面，我國(guó)掌握300m水
深內(nèi)勘探開(kāi)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(chǔ)卸油裝置、3000m水深動(dòng)力定位
鉆井平臺(tái)“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(guó)在設(shè)計(jì)、裝備、工藝、技術(shù)以及專業(yè)隊(duì)伍高
科技專利等各個(gè)方面，與世界海洋石油先進(jìn)國(guó)家有
一定差距。多數(shù)裝置仍是從國(guó)外引進(jìn)的。目前，我
國(guó)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(tái)5座，采油平臺(tái)157座，各類工作船
134艘。我國(guó)從事海洋油氣勘探開(kāi)發(fā)的單位主要有
中國(guó)海洋石油總公司、中國(guó)石油化工集團(tuán)公司、中國(guó)
石油天然氣集團(tuán)公司三大集團(tuán)公司；勘探開(kāi)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(guó)的瘋狂掠奪，越
南、菲律賓等國(guó)家已形成“開(kāi)發(fā)熱潮”，年產(chǎn)量5000
萬(wàn)噸以上。中國(guó)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(wú)
石油基地。在南海島嶼中，越南占領(lǐng)23個(gè)，菲律賓
占領(lǐng)7個(gè)，馬來(lái)西亞占領(lǐng)3個(gè)，印尼占領(lǐng)2個(gè)，文萊
占領(lǐng)1個(gè)，中國(guó)9個(gè)島嶼，為了維護(hù)國(guó)家資源與領(lǐng)土
安全，亟需加快深?？碧脚c開(kāi)發(fā)技術(shù)研究，盡快進(jìn)入
深水領(lǐng)域。
加快開(kāi)發(fā)南海油氣資源對(duì)保障我國(guó)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(zhēng)議區(qū)域的深水油氣資源開(kāi)發(fā)具有十分重要
的戰(zhàn)略地位，盡快在南海投入實(shí)質(zhì)性的油氣勘探開(kāi)
發(fā)已經(jīng)非常緊迫和必要。
2．2 海洋石油勘探開(kāi)發(fā)事故案例分析
2010年4月20日，美國(guó)路易斯安那州一處英
國(guó)石油公司BP租賃的“深水地平線”海上鉆探平
臺(tái)發(fā)生爆炸，造成11名工作人員死亡，大約在36小
時(shí)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(kāi)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(guò)400萬(wàn)桶，漏油污染
面積大約相當(dāng)于美國(guó)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(duì)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(bào)
告，本次事故的主要原因?yàn)椋?
(1)設(shè)計(jì)方案變更增加了安全風(fēng)險(xiǎn)
完井套管串設(shè)計(jì)計(jì)劃采用“7”尾管懸掛固井+9
7／8”套管回接固井”設(shè)計(jì)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(guò)程多個(gè)環(huán)節(jié)存在漏洞
該井屬于低地溫梯度井，使用充氮?dú)馑酀{體
系存在產(chǎn)生超緩凝現(xiàn)象的潛在風(fēng)險(xiǎn)。水泥候凝僅
l6．5小時(shí)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(shuō)引發(fā)
單流閥損壞)。固井水泥返高無(wú)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(guò)程存在違章
作業(yè)，沒(méi)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(chǎng)生產(chǎn)組織決策上出現(xiàn)一系列重大失誤
《美國(guó)BP在墨西哥灣災(zāi)難性事故及海上鉆井
未來(lái)》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(shí)的錯(cuò)誤。深海能源的勘探與開(kāi)
采，涉及到一些無(wú)論是行業(yè)還是政府必須在未來(lái)去
應(yīng)對(duì)、但尚未充分準(zhǔn)備好去應(yīng)對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)，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(guò)程都是必需的，為了保證人類的安全和環(huán)境的保
護(hù)，對(duì)于能源勘探開(kāi)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(gè)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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