陳樹旺，崔少東，梁久正，公繁浩，卞雄飛，張慶森

1.中國地質(zhì)調(diào)查局 沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽110034；2.中國石油天然氣管道工程有限公司，河北 廊坊065000

石油是國家經(jīng)濟運行的血液，是國家發(fā)展的戰(zhàn)略性資源［1-2］，加快石油儲備庫建設(shè)對于國家能源安全和經(jīng)濟發(fā)展至關(guān)重要［3］.我國現(xiàn)有9個國家石油儲備基地，相對歐美發(fā)達國家，石油儲備及保障能力仍顯不足，石油儲備庫運行管理難度和安全風(fēng)險不斷增大［4］.因此，尋找安全可靠、經(jīng)濟便利的原油儲備方式，對建立健全國家石油儲備體系，提升我國石油儲備能力具有重要意義.

1 全球原油儲庫主要類型

當前原油儲庫主要分為地面儲庫、地下鹽穴儲庫和地下水封洞窟三種類型.

地面儲存是將原油儲存在地面鋼罐中，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、輸油便捷.缺點是占地面積大，在安全、保密、環(huán)保等方面隱患頗多.我國東部沿海地區(qū)有大量千萬噸級的油罐區(qū)，周邊石油化工企業(yè)聚集，具有較大安全隱患.

地下鹽穴儲庫是利用鹽巖與原油不發(fā)生反應(yīng)、不溶解的原理，將原油存儲在鹽巖溶解后形成的較大空腔中，是一種較為理想的儲油方式.但建設(shè)地下鹽穴儲油庫對地質(zhì)環(huán)境要求較高，我國符合條件的區(qū)域并不多.

地下水封洞窟也叫地下水封石洞油庫，是在具有穩(wěn)定地下水的巖石區(qū)域挖掘洞穴，在洞穴內(nèi)儲存原油.特點是體積大、儲油量多，封閉性好，安全性高，但此方法對地理、地質(zhì)和水文條件要求嚴苛，并非所有國家和地區(qū)都適合建造［5-7］.

2 我國原油儲備難點

地面罐儲占地面積大、效率低、防范風(fēng)險能力弱，地下原油儲庫安全性高、占地面積小，因此目前世界上地質(zhì)條件適宜的國家均趨向于建造地下儲油洞庫.我國后期原油儲庫均采用地下儲庫，但多在花崗巖中挖掘而成，工程浩大，施工周期長，成本高，且存儲量有限.

3 利用廢棄礦山地下空間構(gòu)想

東北地區(qū)存在大量的廢棄礦山，礦山內(nèi)遍布礦坑礦洞.這些廢棄礦山容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，破壞生態(tài)環(huán)境、每年需投入大量資金進行礦山治理.若利用廢棄礦山建設(shè)原油儲備基地，既能經(jīng)濟高效解決我國原油儲備庫不足的難題，還能有效解決廢棄礦坑帶來的環(huán)境問題，對完善我國原油儲備體系具有重要意義.

3.1 探索性

探索性改造廢棄地下空間作為地下原油儲庫，具有存儲空間體量巨大、建設(shè)周期短、施工成本低等諸多優(yōu)勢.

東北地區(qū)作為老工業(yè)基地，實施了長期的金屬和非金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)利用，留下了規(guī)模巨大的廢棄地下空間.將這些地下空間變廢為寶、改造為地下油庫，不僅是對原油儲庫模式類型的新探索，而且是治理地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害的新嘗試.

3.2 挑戰(zhàn)性

改造廢棄礦山存在以下挑戰(zhàn)：一是采空區(qū)穩(wěn)定性差，地下礦山由于在礦山挖掘過程中，圍巖應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，原有的穩(wěn)定狀態(tài)遭受破壞，礦坑周邊圍巖區(qū)常常是地面沉降、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)；二是未經(jīng)治理的廢棄地下空間多發(fā)育各種類型的破碎帶和裂隙，其圍巖也存在一定滲透性，處置不當有可能引起原油散逸，浪費資源、污染環(huán)境；三是大型礦山開發(fā)過程中的不規(guī)范開采以及閉坑后的地災(zāi)治理，造成其邊界不清、物權(quán)屬性不明，急需綜合性調(diào)查研究，制定針對性的治理對策.

3.3 地域性

東北地區(qū)礦產(chǎn)資源類型多、數(shù)量大、勘探開發(fā)歷史悠久，多年的礦產(chǎn)開發(fā)遺留了體量巨大且存在地災(zāi)隱患的廢棄地下空間.另一方面，東北是不僅我國重要的原油產(chǎn)地和進口原油集散地，同時還是我國重要石油化工基地.因此，在東北地區(qū)開展廢棄礦山地下空間調(diào)查，解決重大基礎(chǔ)地質(zhì)問題、開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，實施試驗示范區(qū)建設(shè)，將有助于建立相關(guān)調(diào)查規(guī)劃和評價標準，為戰(zhàn)略性原油儲備探索一條高效便捷的道路.

3.4 階段性

第一階段，分析整理相關(guān)資料，開展廢棄地下空間狀況調(diào)查，明確區(qū)域應(yīng)力場和圍巖力學(xué)性質(zhì)，優(yōu)選試驗場地，制定施工方案；第二階段，進行水幕平衡與滲漏模擬等組合實驗，開展10～100 m3的小規(guī)模儲存實驗；針對實驗結(jié)果優(yōu)化實驗方案，實現(xiàn)500～1000 m3中等規(guī)模儲存實驗；第三階段，建立廢棄礦山原油儲庫改造的調(diào)查規(guī)范與評價標準，提交5 000～10 000 m3可利用地下空間，嘗試建立廢棄礦山改造示范區(qū).

4 總結(jié)

緊密圍繞我國原油戰(zhàn)略儲備迫切需求，充分利用近百年來礦產(chǎn)資源開發(fā)形成的亟待治理的巨大地下空間，建設(shè)戰(zhàn)略性原油儲庫，是當前復(fù)雜國際國內(nèi)形勢下保障我國能源資源安全的新課題.總體思路是：針對關(guān)鍵地質(zhì)問題與技術(shù)難點，優(yōu)選代表性區(qū)域；綜合運用區(qū)域地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)，以及油氣儲運方面理論技術(shù)，開展廢棄地下空間狀況調(diào)查；通過階段性的野外現(xiàn)場小試、中試，建設(shè)地下原油儲庫示范區(qū)；總結(jié)可用于原油戰(zhàn)略儲備的廢棄礦山調(diào)查規(guī)范與評價標準；為保障國家原油戰(zhàn)略儲備安全，提供可利用的后備地下空間，培育相關(guān)的人才隊伍.