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大力加强我国海洋石油勘探开发安全与陆上油气储运安全工作的建议

文档作者：严陆光卢强宋振骐戴金星等文档来源： 1．中国科学院电工研究所 2．清华大学等		点击数：	更新时间： 2023年01月29日
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第31卷第2期
2012年4月
电工电能新技术
Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy
Vo1．31，No．2
Apr．2012
大力加强我国海洋石油勘探开发安全与
陆上油气储运安全工作的建议
严陆光 ，卢 强 ，宋振骐。，戴金星 ，刘光鼎 ，侯保荣。，孙振纯一，
姜 标 ，黄常纲 ，沈 沉 ，谭宗颖 ，胡国艺 ，姜 伟 ，刘峰松¨，
谢光锋¨，冯 霞u，王友华 ，王 静 ，何玉发 ，刘 欣
(1．中国科学院电工研究所，北京100190；2．清华大学，北京100084；
3．山东科技大学，山东青岛266590；4．中国石油勘探开发研究院，北京100083；
5．中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029；6．中国科学院海洋研究所，山东青岛266071；
7．中国石油天然气集团公司咨询中心，北京100007；8．中国科学院上海高等研究院，上海201210；
9．中国科学院文献情报中心，北京100190；10．中国海洋石油总公司，北京100010；
11．中国科学院院士工作局，北京100864；12．中国石油天然气集团公司，北京100007)
摘要：保证我国石油天然气可靠安全的供应是我国可持续发展的基础。海洋石油勘探开发安全与
陆上油气储运安全是我国能源工作的重要方面。本文叙述了安全工作的重要性，海洋石油勘探开
发安全与陆上油气储运安全的现状，与安全相关的科技问题及主要工作建议。
关键词：海洋石油勘探开发安全；陆上油气储运安全
中图分类号：TE3；TE82 文献标识码：A 文章编号：1003．3076(2012)02-0001．10
2010—2011年中国科学院学部组织有关院士
与专家就我国化石能源生产和储运过程中安全工作
的科学问题进行了较深入地研讨，并向上级部门提
出了相关建议。
1 我国近期石油、天然气的发展与安全的重
要性⋯
1．1 我国近期石油、天然气发展的展望与特点
我国一次能源消耗长期以来一直以化石能源为
主，除煤炭居于首位以外，2010年石油约占我国能
源消费总量的20％ 、天然气约占3％ 。保证我国石
油天然气可靠安全的供应是我国可持续发展的基
础。
据预计，我国一次能源年总能耗将由2010年的
32亿吨标煤增至2020年的约45亿吨标煤，年均增
长约1．3亿吨标煤。石油的年总消耗量将由2010
年4．4亿吨最少增至约5．5亿吨，其份额将大体保
持恒定。天然气年总耗量将由约1000亿in 上升至
约3000亿m ，其份额将有明显增长，由约4％ 增至
约8％ 。
我国未来十年石油、天然气发展的主要特点是：
(1)我国石油的年消耗量在2010年已达4．4
亿吨，估计2020年的年耗量也将在5．5亿吨以上，
其在一次能源中的份额将大体保持稳定。2010年
我国石油进口比例达55％ ，估计到2020年我国原
油产量将在2—2．5亿吨之间，对外依存度仍将继续
上升。因而保障石油供应成为我国能源安全的首要
问题。近年来，对海洋深水石油的开发开始引起了
各方注意。如果深海石油开发获得成功，则有可能
将我国石油对外依存度控制在60％ 以内，有效解决
保障石油供应的能源安全问题。海洋石油开发将是
近期应大力加强的重要任务。
(2)近年来，我国天然气得到了良好的发展，处
于快速发展时期，2010年全年耗量已达1000亿
m ，占我国一次能源份额约4％ ，而且主要依靠国内
生产。今后十年我国天然气必将继续大幅度增长。
收稿日期：2011-12-23
作者简介：严陆光(1935-)，男，浙江籍，中国科学院院士，乌克兰科学院外籍院士，第三世界科学院院士，电工学家。2 电工电能新技术 第31卷
当前预测，2020年国内年产量将增至2000亿m ，加
上国外进口近1000亿m ，年消耗量将达3000亿
m ，占一次能源份额将升至8％ 。
(3)石油与天然气主要均靠管道输送，我国管
道总里程由2001年的2．46万公里增至2010年的
6．8万公里，2010～2020年期间管道总长还将成倍
增长。随着油、气进口的大幅度增长，作为储运系统
重要部分的管道建设工作成为当前建设重点，目前
正在建设中俄、中哈、中缅全长约9千公里的三大油
气进口管道。
总之，我国未来十年石油、天然气发展的特点
是：石油份额大体稳定，海洋石油开发将认真起步；
天然气年产量将迅速增长，其份额显著增大，石油天
然气管道总长还将成倍增长。
1．2 加强我国海洋石油勘探开发安全和陆上油气
储运安全的重要性
保证我国石油天然气可靠安全的供应是我国可
持续发展的基础。陆上石油生产是我国石油生产的
主体，年产量约占总年产量的3／4。陆上石油生产
技术成熟，长期积累了丰富的安全生产经验，鲜见难
以控制的重大生产安全事故。石油生产安全工作的
重点在海洋石油。我国石油天然气的长距离输运和
大容量存储集中在陆上进行，油气储运安全工作的
重点在陆上。
1．2．1 海洋石油勘探开发方面
海洋石油工业是安全风险最大的行业之一，涉
及高温高压的环境条件，易燃易爆、有毒有害的物
质，生产过程中危险因素多。海洋石油作业具有自
然条件恶劣、生产生活空间有限、生产作业设施集
中、技术难度大、装备复杂的特点，极易引发安全事
故。海上事故发生后，由于距离陆地遥远，救援难度
大，可能造成人员伤亡、设备损失、油井废弃、海水污
染、生态破坏等无法估量的结果，同时有可能影响到
企业生存、行业发展，甚至是整个产业链的衰落以及
国际纠纷，对国家、对人民生命财产造成的后果将不
堪设想。
1．2．2 陆上油气储运方面
管道运输已经成为我国陆上石油、天然气运输
的主要方式。管道失效涉及腐蚀、焊接与材料缺陷，
设备和操作，以及外部干扰等其他多方面原因。管
道大多数处于复杂的土壤环境、大气和水中，所输送
的介质也或多或少地含有腐蚀性成分，其内壁和外
壁却可能遭到腐蚀。内壁主要是水腐蚀和介质腐
蚀，输送天然气时主要是汞和H：s气体，外壁主要
是大气、土壤、细菌和杂散电流腐蚀。国际国内管道
安全事故屡屡发生，据统计我国四川输气管每千公
里年事故发生率平均4．3次，东北和华北输油管每
千公里年事故发生率平均超过2．0次。由于油气的
易燃、易爆及毒性等特点，一旦管道发生事故，容易
引起污染、中毒、火灾及爆炸等灾难性后果，往往造
成人员死亡及重大经济损失和恶劣的社会影响。
2 海洋石油勘探开发安全 -5
2．1 海洋石油勘探开发的现状
2．1．1 世界海洋石油勘探开发
辽阔的海洋蕴藏着丰富的油气资源，据统计，截
至2006年1月1日，全球石油探明储量为1757亿
吨，天然气探明储量173万亿m 。其中海洋石油资
源量约1350亿吨，探明储量约380亿吨，探明率约
28％ ，占全球石油探明储量的21．6％ ；全球海洋天
然气资源约140万亿立方米，探明储量约40万亿
m ，探明率约28．6％ ，占全球天然气探明储量的
23％ 。全球海洋油气勘探尚处在勘探早期阶段。
世界海洋石油工业总的趋势是走向深水。全球
已经有100多个国家在进行海洋石油勘探开发，其
中对深海石油资源勘探开发的有50多个国家。目
前，国际上的海洋工程与装备的核心技术掌握在美
国、挪威、法国等西方发达国家，为墨西哥湾、北海、
波斯湾、巴西等海上的油气田勘探开发提供完整的
海洋平台设计建造安装与装备，引领着海洋石油工
业的发展。
国外装备水平较高。目前在用各类钻井平台近
1200座，其中深水钻井平台343座；深水浮式生产
平台276座；全世界已有2300多套水下生产装置。
十二缆物探船；重型起重船的起吊能力达到14000
吨，大型驳船可以运输大型导管架和重达4万余吨
的半潜式平台。水下作业机器人作业水深已经超过
3000m；国外多功能船舶最大功率32640马力。
2．1．2 中国海洋石油勘探开发的基本状况
中国海域面积达300万平方公里，根据2005年
石油资源评价初步结果，中国石油资源量约为1070
亿吨，其中海洋石油资源量为246亿吨，占全国石油
资源量的23％ ；天然气资源量为54．54万亿m ，其
中海洋天然气为15．79万亿m ，占全国天然气资源
量的29％ 。海洋油气资源中，约有40％蕴藏于深水
海域中。我国海域油气资源潜力大，勘探前景良好。第2期 严陆光，等：大力加强我国海洋石油勘探开发安全与陆上油气储运安全工作的建议 3
近十年来，我国新增石油产量的53％来自海洋
石油，目前我国海域油气产量已占全国油气总产量
的1／4。同时，我国四大海域还在不断探明新的油
气田。海洋石油勘探开发经过30年的发展，目前国
内石油公司在渤海、黄海、东海和南海已开发建设
8O多个油气田。2010年中海油海上突破5000万
吨，标志着我国成为世界海洋石油生产大国，同时也
意味着中国海域已成为我国石油、天然气最重要、最
现实的接替区。
在海洋勘探开发能力方面，我国掌握300m水
深内勘探开发技术；具有lO000m 的钻井作业能力；
建成以浮式生产储卸油装置、3000m水深动力定位
钻井平台“海洋石油981”、3000m深水铺管起重船
“海洋石油201”、十二缆物探船“海洋石油720”为
代表的海洋装备体系；具备1500m水深条件下的勘
探作业能力，并着手向3000m水深迈进。
我国在设计、装备、工艺、技术以及专业队伍高
科技专利等各个方面，与世界海洋石油先进国家有
一定差距。多数装置仍是从国外引进的。目前，我
国拥有自升式钻井船45艘、半潜式钻井船7艘，底
座式钻井平台5座，采油平台157座，各类工作船
134艘。我国从事海洋油气勘探开发的单位主要有
中国海洋石油总公司、中国石油化工集团公司、中国
石油天然气集团公司三大集团公司；勘探开发区域
主要集中在渤海、黄海、东海及南海大陆架。
2．1．3 南海石油资源的重要性
南海油气资源正受到邻海各国的疯狂掠夺，越
南、菲律宾等国家已形成“开发热潮”，年产量5000
万吨以上。中国在南海探区平均水深1200～
1300m，最远离岸距离1400公里，目前在南海尚无
石油基地。在南海岛屿中，越南占领23个，菲律宾
占领7个，马来西亚占领3个，印尼占领2个，文莱
占领1个，中国9个岛屿，为了维护国家资源与领土
安全，亟需加快深海勘探与开发技术研究，尽快进入
深水领域。
加快开发南海油气资源对保障我国的能源安
全、领海主权的完整是十分重要的，在南海及东海与
周边有争议区域的深水油气资源开发具有十分重要
的战略地位，尽快在南海投入实质性的油气勘探开
发已经非常紧迫和必要。
2．2 海洋石油勘探开发事故案例分析
2010年4月20日，美国路易斯安那州一处英
国石油公司BP租赁的“深水地平线”海上钻探平
台发生爆炸，造成11名工作人员死亡，大约在36小
时后于4月21日沉入路易斯安那州海岸外海。4
月24日管道开始漏油，至9月18日BP公司宣布彻
底封死漏油油井止，共漏油超过400万桶，漏油污染
面积大约相当于美国东北部的马里兰州面积，威胁
路易斯安那、佛罗里达及墨西哥湾沿岸各州的海岸。
事故专门调查组对此次事故进行了全面细致地
分析和总结，根据BP石油公司出版的事故调查报
告，本次事故的主要原因为：
(1)设计方案变更增加了安全风险
完井套管串设计计划采用“7”尾管悬挂固井+9
7／8”套管回接固井”设计方案，可提供四道密封防护
(井底固井密封、所下尾管的悬挂器部位密封、尾管
悬挂处的固井密封、井口密封总成密封)。施工前
将完井方案调整为9 7／8 +7”复合套管一次下到井
底的管串结构，变更后的方案只能提供井底固井和
井口密封总成两道密封。
(2)施工过程多个环节存在漏洞
该井属于低地温梯度井，使用充氮气水泥浆体
系存在产生超缓凝现象的潜在风险。水泥候凝仅
l6．5小时后，用海水顶替井筒泥浆，压力失衡，油气
突破尚未胶结水泥环上窜(也可能如BP所说引发
单流阀损坏)。固井水泥返高无法到达上层技术套
管内，为油气上窜提供了通道。固井过程存在违章
作业，没有按要求充分循环泥浆，使井底含油气的钻
井液上行至海底防喷器组上部，很可能导致溢流井
喷。
(3)装备管理和维护有缺陷
井口密封总成安装完后，未按技术规程的要求
在密封总成中安装锁止滑套，使密封系统留下缺陷。
(4)现场生产组织决策上出现一系列重大失误
《美国BP在墨西哥湾灾难性事故及海上钻井
未来》结论中指出，Macondo油井爆炸的损失原本是
可以避免的。Macondo油井井喷的直接原因可以归
结为由BP、Halliburton和Transocean三家石油公司
犯下的一系列可辨识的错误。深海能源的勘探与开
采，涉及到一些无论是行业还是政府必须在未来去
应对、但尚未充分准备好去应对的风险，需要研究。
基础性的改革在常规监督的监管结构和内在的决策
过程都是必需的，为了保证人类的安全和环境的保
护，对于能源勘探开发的常规检查需要改革。
大量事故原因基本都涵盖了以下几个方面：海
洋石油作业井控技术、装备失效及应急技术不完善；

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