石油对外依存度连续三年超过70%，地下盐洞战略储油有望解决我国石油危机

石油对外依存度连续三年超过70%，地下盐洞战略储油有望解决我国石油危机

原文发表于《中国科学院院刊》2023年第1期《战略与决策研究》，原题为《我国盐穴战略石油储备建设中的问题与对策》。本文是一个浓缩版和改编版

施希林 1,2 魏新兴 1,2 杨春和 1,2 马红玲 1,2 李银萍 1,2,3*

1 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室

2 中国科学院大学工程科学学院

3 中国科学院武汉岩土力学研究所环境岩土工程湖北省重点实验室

石油是重要的战略能源，建立充足的石油储备是保障国家政治、经济和国防安全的重大要求。 我国石油对外依存度连续三年超过70%，石油储量也极低。 地下盐穴是国际公认的大规模储油的绝佳场所。 20世纪欧美发达国家已建成多个盐穴储油库。 建设盐穴储油库有望成为解决我国石油危机的有效途径。 本文调查了国外盐穴储油现状中国石油天然气集团公司安全经验分享知识读本，揭示了我国战略石油储备存在的问题，分析了我国盐穴储油技术、资源和运输优势，并提出了建设建议。我国盐穴战略石油储备。 研究表明，我国输油管道发达，盐穴储油技术储备充足，工程经验丰富，建库所需盐矿地质资源充足，大型盐穴可以在短时间内建立战略石油储备。

2022年俄乌冲突爆发后，石油设施成为交战国的重要目标。 受战争影响，国际油价一度突破每桶138美元，创14年来新高，进一步导致欧美国家通胀加剧。 西方国家已经建立了比较完善的石油储备体系。 在关键时期或市场动荡时期，石油储备可用于稳定市场价格，缓解石油供需紧张局面。 目前，我国石油对外依存度与日俱增，连续三年超过70%（图1）。 因此，建立大规模战略石油储备刻不容缓。

图1 中国石油对外依存度

此外，国际油价大幅波动（图2）。 油价大幅波动严重危害经济安全，影响社会稳定。 因此，建立国家战略石油储备对于改善能源结构、稳定国民经济、维护国家安全具有重大战略意义。

图2 国际油价波动

盐穴是国际公认的地下石油储量极佳场所，在石油储存中占有重要地位。 国外发达国家已建立了大规模的石油盐穴储量（图3）。 例如，美国已建立了60多个储油库，库容为7.2×108桶，储油量为1.1×108立方米。

图3 世界盐穴储油库分布国家和地区

本文结合国外盐穴战略储油库的发展历史，分析地下盐穴储油的优势，探讨我国盐穴战略储油库的“卡脖子”问题，并根据我国盐矿赋存特征我国与盐穴储气库根据建设经验，探讨我国盐穴储油库的总体可行性，为我国盐穴战略石油储备提出相关建议。

1、地下盐穴石油储量优势

技术优势

地下盐穴储油技术采用卤水置换原理。 运行时，注油管注油，排卤管排出卤水，实现储油； 排卤管注入卤水，采油管抽取油，实现油的利用（图4）。 与其他储存方式相比，盐穴储油具有成本低、密封性好、无损、不渗漏、风险小等优点，是一种较好的地下储存方式（表1）。

图4 盐穴储油技术示意图

表1 不同储油方式比较

规模优势

一个盐穴储油库群通常由几十个盐穴组成。 单个盐洞的储油量一般在几十万到百万立方米以上，整个储油库群可达几百万到几千万立方米。 因此，与地面储罐等储存形式相比，盐穴储量巨大，非常适合作为国家石油战略储备。

成本优势

盐穴储油库建设的经济成本和时间成本低。 主要体现在4个方面：

1、盐穴储油库位于地下数百米至一千米以上，温度、压力条件接近原储油环境；

2、自然地温梯度有利于促进油藏内部流动，油不易变质；

3、地下盐穴库的围岩和井口密封性极强，可以防止油气挥发和泄漏，在储存过程中几乎没有损失；

4、盐穴储油库建设速度快，特别是利用盐矿现有采空区建库，可节省大量的库建设经济成本和时间成本。

防守优势

盐穴储油库抗击能力极强。 目前最先进的钻地弹打击深度在200米左右，而盐穴储油库一般建在地下盐矿中，深度在数百米至1000多米。 油库不具备爆炸条件。 因此，盐穴储油库被恐怖袭击和战争武器破坏的可能性极低，而其他形式的储油库，如地面储油库和半地面储油库，极易受到战争和武器的威胁。因为主体项目暴露在表面。

2 国外石油储备现状及我国存在的问题

石油战略储备体系起源于1973年中东战争时期。当时欧佩克（OPEC）产油国对发达国家实施石油禁运，促使发达国家成立国际能源署（IEA）并提出设立的战略石油储备。 战略石油储备可以控制国家石油进口量和进口价格，对保障国家能源供应安全具有重要作用（图5）。

图 5 战略石油储备的作用

国外战略石油储备现状

地下盐穴储油具有安全性高、性价比高、注采方便等突出优点，是世界石油战略储备的首选。 美国、法国、德国、俄罗斯、加拿大等许多发达国家相继建造了巨大的盐洞储油库。

1个

我们

美国战略石油储备的大部分位于地下盐洞中，主要位于德克萨斯州和路易斯安那州的墨西哥湾沿岸（图 6）（表 2）。

图 6 美国战略石油储备分布

表2 美国战略石油储备名称及储存量

2个

德国

德国的原油主要储存在下萨克森州 1000-1500 米深处的盐矿中（表 3）。 德国四大盐穴储油基地共有溶蚀腔58个，总库容1.0×107立方米。

表3 德国盐穴储油基本情况

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法国

法国是世界上最早建立企业石油储备制度的国家。 （表 4）。

表 4 法国盐穴储油

我国石油战略储备现状

2003年，我国批准建立石油储备计划，储备能力达6.8×107吨，分三期完成，储备能力分别为1.2×107吨、2.8×107吨和2.8×107吨. 目前，我国已建成舟山、舟山扩建、镇海、大连、黄岛、独山子、兰州、天津、黄岛国家石油储备洞窟等9个国家级石油储备基地（图7）。

图 7 中国石油战略储备分布

我国战略石油储备存在的问题

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储备严重不足

随着我国石油需求的增长，对石油进口的依存度越来越大。 国际能源署要求成员国储备至少相当于90天净进口量的石油，而实际上发达国家的石油储备远大于这一要求（图8）。

图8：一些国家的石油供应天数

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建设和运营成本高

我国原油地面储罐采用高强度钢板制造中国石油天然气集团公司安全经验分享知识读本，建造储罐成本约为1000元/立方米。 在操作过程中，需要通过加热来维持储存温度。 我国地下水封洞室采用人工开挖施工，每立方米造价约760元。 在运行过程中，需要人为制造水幕密封。 而美国盐洞型战略石油储备的建设成本仅为1.5美元/桶，折合人民币仅约63元/立方米。 从对比中可以看出，我国储油设施的建设和运营成本偏高。

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抗冲击能力弱

国家石油储备基地一期工程全部采用地面储罐，主要分布在经济发达的东部沿海地区。 此类储油库是恐怖袭击或战争袭击的主要目标。 国家石油储备基地二期工程部分采用地下水封洞室，油库位于地下数十米，但此类地下油库仍是潜在目标。 因此，在国际环境的不确定因素下，我国一、二期石油储备可能面临诸多外部环境的挑战和扰动。

3 我国盐穴储油条件

发达的石油管道

我国建成了密集完备的输油管道。 据研究，在我国中东部地区，盐矿周围100公里范围内，可以找到很多输油管道。

充足的数据库建设技术储备

国家能源局原局长张国宝论证，在开展国家石油储备示范工作时，由于地下盐矿远离海岸，盐层厚度不好，而且卤水处理困难，未采用盐穴储油库。 计划。 目前，经过近20年的努力，随着国家基础设施的完善，盐穴战略储油库的相关问题已经得到解决。

近年来，我国科研人员论证了盐穴储油技术的可行性：

1、盐穴储油库设计方面。 储油库选址、储油库区域构造、盖层封闭等地质条件是盐穴储油库设计的重点。

2、盐穴储油库建设。 盐洞顶板防护技术是盐洞实际施工中的难题。

3、盐穴储油库运行评价。 设计良好的注采开工率和注采方案可以保证盐穴储油库的顺利运行。

丰富的仓库建设经验

盐穴储气库的工程实践为储油库的建设奠定了坚实的基础。 使用盐穴储存石油和天然气有许多相似之处。 西气东输金坛盐穴储气库项目于2007年投产，至今安全稳定运行； 川气东输的金坛盐穴储气库和江汉盐穴储气库也相继投产。 目前已投产盐穴储气库40余座，总库容近1.5×107立方米。 此外，江苏淮安盐矿、湖北云营盐矿、河南平顶山盐矿、山东泰安盐矿、河北宁津盐矿盐穴储气库项目也进入可行性论证和中试阶段. 盐穴储气库建设迎来高潮（图9）。 这些工程实践证明了我国盐穴油气储备的可行性，也为我国实施深层盐岩战略石油储备积累了工程经验。

图9 中国正在建设或拟建的盐穴储气库

利用现有盐穴改建储油库，可充分借鉴盐矿采空区改建储气库的技术。 中国石油天然气集团公司（以下简称“中国石油”）与中国科学院武汉岩土力学研究所（以下简称“中国科学院岩土研究所”）联合开展科技攻关，提出利用现有溶洞改造盐穴储气库，建立了盐矿采空区可用性筛选标准和评价方法，形成了盐井老井封堵改造技术方法地雷； 该方法成功应用于金坛盐矿采空区改造项目储气库工程，已建成5座储气库，已安全稳定运行15年，为既有盐穴改建储油库建设提供技术优势.

针对盐穴地下储气库开发中的若干关键科技问题，中科院岩土所等科研单位会同中石油、中石化等工程建设单位（以下简称“中国石化”），针对层状盐岩构造的特殊赋存条件，在储层盐矿精细勘探、储层稳定与封闭、储层水溶施工等方面开展了基础研究技术、密集水库群灾害演化及风险评估等，为保护区选址、设计、建设和运行提供关键技术支撑。

盐矿地质资源充足

盐矿采空区可用于快速重建盐穴储油库，对盐穴储油库的建设十分有利。 我国盐矿分布广泛，盐矿地下采空区较多，矿山采盐规模居世界首位（图10）。 2014年全国井矿盐产量达到4.8×107吨。 据此数据估算，每年可生产采空区约2.0×107立方米。 进一步估计，近10年来，盐矿开采已形成3.0×108立方米以上的采空区，将为盐穴储油库改造创造巨大潜力。

图10 中国盐矿分布图

4 关于加快盐穴战略石油储备建设的建议

全国盐矿采空区普查，筛选水库建设有利区块

我国尚无地下盐穴储油库先例，建议进一步筛选适合建设地下储油库的候选盐矿。 具体主要研究方向分为以下三点：

一、政策引导。 建立筛选标准，指导盐穴储油库科学、有序、合理筛选。

2、技术研发。 开发低成本、简单的空腔检测和施工方法。

3、政府扶持。 动员当地国土资源部门积极作为。

研发盐穴储油成套储油技术，促进盐矿采空区资源化利用

盐穴储油库水溶造腔技术是储油库建设的核心环节

1、盐矿采空区储油库改造技术研发。 我国有大量盐矿采空区，因此着力研究开发盐矿采空区储油库改造技术。

2、研究开发盐矿卤水开采与储库建设一体化技术。 根据不同地区盐矿地质特点，建议尽快总结形成“盐矿采卤为辅，库造腔为主”的水溶法采卤技术体系。

3、制定盐矿水溶液开采国家或行业标准。 建议政府牵头制定采盐技术规范。

4.制定盐矿开采和综合利用的远景规划。 建议政府提前规划好盐矿地下溶洞的施工方式和用途。

出台国家石油储备法规政策调动储油主体积极性

西方国家通过法律对战略石油储备建设等一系列事项进行规范，进而依法进行石油储备建设。

1、明确盐矿采空区权属。 加强监控监测手段，全面保障地上地下空间安全。

2.鼓励私人储备，为民储油。 鼓励民间资本投资储能。

3.简化审批流程，抢占低价储备窗口。 决策层和有关部门要与中石油、中石化等相关单位合作，建立长期有效的对话机制。

4.改革油气管网运行机制，搭建交易平台。 组建国有资本控股、多元化投资主体的油气管网公司，推动形成多主体、多渠道供应上游油气资源、高效集输的油气市场体系中游统一管网，下游销售市场充分竞争。

5 结论

与其他储油方式相比，盐穴储油具有成本低、安全、效率高、规模大等明显优势。 在地下储油方面具有得天独厚的优势。 与国外盐穴战略石油储备相比，我国战略石油储备严重不足。 在百年未有之大变局下，通过盐穴建立大规模地下石油储备，是改善国家能源储备现状的必由之路。 保障国民经济和社会发展的“压舱石”。 盐穴储油库及相关配套配套技术成熟，具备建设国内首个盐穴储油库的理论和实践条件。 可大大提高油库建设速度。 同时，盐穴储油立法、行政审批、国家或行业标准、储备基地选址等相关流程需要相关部门的政策和法律支持，以便相关工作尽快落地，从而为我国盐穴石油战略储备建设奠定了基础。

史希林，中国科学院武汉岩土力学研究所研究员。 主要研究方向为深层盐岩能源的地下储存。

李银平，中国科学院武汉岩土力学研究所环境岩土工程湖北省重点实验室主任、研究员。 主要研究领域为深层地下储能。

文章来源：史锡林、魏新兴、杨春和等。 我国盐穴型石油战略储备建设存在的问题与对策中国科学院院刊, 2023, 38(1): 99-111.

DOI：10.16418/j.issn.1000-3045..