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1、我国的石油资源不足,原油产量不能满足经济发展的需求。对进口石油依赖度不断增大,2007年已超过1159×10(8)t,国际石油市场价格波动对我国经济的影响越来越大。根据国际能源组织机构(IEA)规定,各成员国的应急石油储备量应相当于上年90天的消费量,以此为据,2015年我国应保有5000×10(4)t以上的石油储备量,需建设约七千多万立方米的储备油库。然而,我国一期在建的4个石油储备基地的地表及地下储油库至2008年全部竣工后,储油能力仍然不能满足需求,还需要修建更多的战略石油储备基地。 由于地下储油库具有安全性能高,不占或少
2、占耕地,投资省、损耗少,运营管理费用低,使用寿命长,污染小,装卸速度快等优点[1]越来越多地被广泛应用。早在20世纪30年代末,瑞典就将石油产品储存在地下混凝土的储油罐内,用地下水来密封。20世纪60～70年代,地下油库建设进入发展时期,每年建设几百万立方米地下油库,储存原油、石油产品、LPG及重质燃料油。我国20世纪70年代在山东青岛和浙江象山自行设计和建造了小型的地下水封岩洞油库,分别储存了原油和柴油,其附近还建有地表储油罐(库)。后来青岛地表储油罐发生火灾,造成重大损失,而附近的地下油库却安然无恙,进一步证实了地下油库的安全
3、性。近年来,国外公司先后在汕头和宁波建造了2个地下LPG水封洞库,积累了一些经验。 本文根据大型战略石油储备基地的选择原则,以及地下水封油库的工程特点和发展要求,探讨其选址和设计过程中应注意的水文地质工程地质问题。[b]1 地下水封洞库储油原理[/b] 地下水封洞库处于稳定的地下水位线以下一定的深度(5m为宜),通过人工在地下岩石中开挖出一定容积的洞室,利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。洞室开挖前,地下水通过节理裂隙等渗透到岩层的深部并完全充满岩层空隙。如图1所示,当储油洞库开挖形成后,周围岩石中的裂隙水就向被挖
4、空的洞室流动,并充满洞室。在洞室中注入油品后,油品周围会存在一定的压力差,因而在任一油面上,水压力都大于油压力,使油品不能从裂隙中漏走。同时利用油比水轻,以及油水不能混合的性质,流入洞内的水则沿洞壁汇集到洞底部形成水垫层,可由水泵抽出。[align=center][attachment=15643][/align] 地下储油库的水封形式有3种:(1)自然水封;(2)人工水封;(3)上述两种方法的结合。水封系统受到岩层的水理特性或有无相邻洞室及地下水含水量等的影响。地下水封储油洞库直径规模一般比地下发电站小,而比通常的公路交通隧道
5、断面要大,地下洞室不衬砌或仅做少量结构处理。所以,地下水封储油库对库址区的水文地质和工程地质条件要求较高。[b]2 地下储油库选址基本原则[/b] 地下储油库选址首先必须要满足两个基本的地质条件:一是岩体的完整性,即应选出无深性断层和断裂、裂隙不甚发育的结晶岩体,以保证有足够的可用岩体范围;二是密封,即满足必要的水封条件。 其次,还要结合我国国情,因地制宜,根据我国规划建设地下储油库的需求和特点,考虑以下外部依托条件(图2):[align=center][attachment=15644][/align] (1)根据拟建储油
6、库的建库地带及周围可供应地区对今后石油的战略储备量需求,确定适宜的地理位置和储油库的规模。 (2)优良的海港和相应规模的码头设备。储备油品品种主要是进口原油,库址选择应考虑现有良好海港,可接纳大吨位(20×10(4)～30×10(4)t以上)的油轮,并有良好的原油码头设备。 (3)靠近国家大型进口原油加工基地。 (4)建库费用经济合理。起步阶段在沿海地区选择若干地点建设储备基地;中远期规划除沿海外,应结合俄罗斯原油和哈萨克斯坦原油的进口情况,在东北和西北内陆地区管道运输枢纽站附近选择地点。 (5)储油库的安全性。建库地带要
7、有一个庞大的腹地,能够建立起完善的配套设施,以保障地下水封储油洞库的建设和运行使用期间的安全性。 (6)有良好的输油交通条件。[b]3 库址选择中应注意的问题[/b][b] 3.1 区域稳定性[b][/b][/b] 对于地下水封储油库这类大型工程,需要慎重考虑库址稳定性问题,包括断裂活动、地震及地应力问题,如若不慎就会造成严重的后果,遭受重大的损失。因此,在选址阶段应注意: (1)需查明现今构造活动及地应力场,在工程现场测量地应力的方位、大小和状态,包括各应力分量之间的关系及活动特性[9]。应选择地应力变化不大或地应力量值低
8、的地段。 (2)确定该地区的地震基本烈度及地震小区(划分)特征,尽可能地避开地震烈度IX度及以上地区[10],特别要注意低频率高强度地震对洞库周边的影响。建库前要掌握自然地震情况,建库储油后必须考虑可能诱发的地震情况,还要进行相应的钻探、取样,进
