我国油气管道建设历程及发展趋势
2011-12-09田瑛甄建超孙春良庄涛
田瑛* 甄建超 孙春良 庄涛
(1.中国石油天然气股份有限公司规划总院;2. 中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司)
我国油气管道建设历程及发展趋势
田瑛*1甄建超1孙春良1庄涛2
(1.中国石油天然气股份有限公司规划总院;2. 中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司)
总结了我国原油管道、成品油管道、天然气管道的建设历程及布局。我国原油管道在东北、华北、华东及华中、西部地区形成了区域性原油管道系统;成品油管道在西北、西南和珠三角地区形成了骨干输油管道;天然气管道在川渝、华北及长三角地区已形成了比较完善的区域性管网,基本形成了涩-宁-兰系统、陕-京系统、西气东输一线、西气东输二线、川气东送管道等骨干输气管道框架。展望了我国油气管道建设的发展趋势:未来几年,我国管道建设将进入高峰期,朝着大口径、大流量、网络化方向发展,并进一步加快关键设备和自控系统的国产化进程。
原油管道;成品油管道;天然气管道;建设历程;管道格局;发展趋势
我国自1959年建成新疆克拉玛依—独山子输油管道以来,油气管道建设已经经历了50多年的发展历程。截至2010年年底,我国已建油气管道约7.5×104km,其中原油管道2×104km,成品油管道1.7×104km,天然气管道3.8×104km。已初步形成了“北油南运”、“西油东进”、“西气东输”、“海气登陆”的油气输送格局。
1 中国油气管道建设历程及布局
中国油气管道建设经历了两个时期,20世纪90年代以前为初创期,20世纪90年代以后为发展期。在管道建设初创时期,主要围绕大庆、辽河、胜利大型油田和西南气田开发,建成了连接东北、华北和华东地区的东部输油管网和川渝输气管网。这一时期,主要建设原油长输管道;天然气管道建设为距离短、管径小、压力低、输量少;成品油管道建设几乎为空白。20世纪90年代以后,随着塔里木、长庆油气田的开发和国民经济的快速发展,特别是天然气工业的快速发展,建设了涩-宁-兰(青海格尔木涩北—西宁—兰州)、陕-京一线(陕西靖边—北京机衙门口)、陕-京二线 (陕西靖边—北京采育)、西气东输一线、川气东送等天然气管道、甬-沪-宁(宁波—上海—南京)原油管道、西部原油管道、茂-昆(茂名—昆明)成品油管道、兰-成-渝(兰州—成都—重庆)成品油管道等大型管道工程,逐渐形成了跨区域的油气管网供应格局。在十一五期间,中-哈原油管道、西部原油管道、中-亚天然气管道、西气东输二线东段、漠-大(漠河—林源)管道建成以及中-缅管道开工建设,标志着中国陆上油气战略通道的建设拉开了序幕。
1.1 原油管道
1959年新疆克拉玛依—独山子原油管道的建成,标志着我国无长输管道历史的结束,原油管道经历了多年的建设,目前已在东北、西北、华北、华东、华中地区形成了区域性的原油输送管网。
1.1.1 东北原油管道系统
东北原油管道系统主要包括:漠-大管道、庆-铁(林源—铁岭)双线、铁-大(铁岭—小松岚)管道、新-大(新港—大连石油七厂)管道、铁-秦(铁岭—秦皇岛)管道、铁-抚(铁岭—抚顺)管道、中-朝(丹东—新义州)管道。东北输油管网全长约3 005km,连接了东北地区8家炼油厂,该输油管网除了可以将俄罗斯和大庆油田、吉林油田的原油输送到沿线各大炼油厂外,还可通过大连港和秦皇岛港向南方各炼油厂供油以及向国外出口。除漠-大管道以外的东北管网干线建设始自1970年,至1975年基本结束,它奠定了中国原油管道从勘察设计、工程建设到运行管理的基础,东北管道的建设标志着我国输油管道建设进入规模化阶段。漠-大管道为中-俄原油管道的境内段,中-俄原油管道是在2009年中国与俄罗斯签署“贷款换石油”协议,俄罗斯将在未来20年向中国输出1 500×104t/a石油背景下建设的。中-俄原油管道始于俄罗斯斯科沃罗季诺,终点为中国大庆。该管道从我国漠河入境,经漠河县、塔河县、嫩江县、呼伦贝尔市、齐齐哈尔市,最终到达大庆市的林源,管道全长约1 000km,中国境内段925km,设计年输油量1 500×104t/a,最大年输量3 000×104t/a。该工程于2009年5月18日开工,于2010年12月19日实现一次试投运成功。漠-大管道是目前国内第一条穿越原始森林的原油长输管道,也是我国从陆路进口俄罗斯原油的重要战略通道。
1.1.2 华北原油管网系统
华北原油管网系统:秦-京(秦皇岛—北京)管道、任-京(任丘—北京)管道、津-京(天津—北京燕山)管道,分别在1974年和1976年建成,该管道系统是东北原油管道系统的延伸。在20世纪90年代,建设了沧-河(沧州—河北河间)管道、河-石(河间—石家庄)管道等。在十五末和十一五初,为了配合北京燕山石化、天津石化千万吨级炼油厂改扩建,建成了塘-燕(天津南疆油库—北京燕山)管道及塘-燕复线。
1.1.3 华东、华中管网系统
在20世纪70年代,建设了以山东临邑为枢纽,连接胜利油田与华东地区大型炼油厂的东-临 (山东东营—临邑) 管道、鲁-宁(山东临邑—江苏仪征)管道、临-濮(山东临邑—河南濮阳)管道,以及连接黄岛油库到胜利油田的东-黄(东营—黄岛)管道。鲁-宁管道全长655km,输油能力1 800× 104t/a,是华东管网的主干线。在20世纪80年代,建设了东-黄复线、胶-青(胶州—青岛石化)管道、东-辛(东营—齐鲁石化)管道。在20世纪90年代初期,建设了中-洛(河南濮阳—洛阳)管道、临-济(临邑—济南)管道,连接胜利油田与中部的中原石化、洛阳石化。2003年、2004年先后建成了仪-金(仪征—上海金山)、甬-沪-宁原油管道,使华东管网首次实现了向长江以南的延伸。其中,甬-沪-宁管道全长665km,输油能力4 300×104t/a。2007年又投产了全长973km,设计输油量2 700×104t/a沿江原油管道,该管道与甬-沪-宁管道、鲁-宁管道连接,形成了一个有机的、能够充分接纳国内外资源,连通了华东、华北和中南地区的原油管道网络系统,实现了北油南下、南油北上、东油西进,上、中、下游资源的综合配置。
1.1.4 西部原油管道系统
西部原油管道系统是由阿-独(新疆阿拉山口—独山子)管道、轮-库-鄯(新疆轮南—库尔勒—鄯善)原油管道、鄯-兰(鄯善—兰州)原油管道、乌-鄯
(乌鲁木齐王家沟油库—鄯善)原油管道等组成。轮-库-鄯原油管道是在20世纪90年代国家实施西部大开发,塔里木油田大发展时期建设的。后续在十一五初期,根据国家能源战略,建成投产了阿-独原油管道、鄯-兰原油管道,与中-哈原油管道构建中国“西油东送”的西北战略通道,实现了西部资源与东部市场的对接。西部原油管道系统总长达2 792km,是目前国内运输距离最长、设计压力最高、设计输量最大、自动化程度最高的输油管道之一。
1.2 成品油管道
我国成品油管道起步较晚,但近年来发展较快,成品油管输比例逐年增加。中国第一条长距离成品油管道是1973年开工建设、1977年建成的格-拉(青海格尔木—西藏拉萨)管道,全长1 080km,年输送能力25×104t/a。格-拉管道是我国海拔最高的输油管道,也是我国首条采用顺序输送工艺的管道,可顺序输送汽油、柴油、航空煤油和照明煤油等不同品种的油品,供军地两用。目前,成品油管道在西北地区、西南地区和珠三角地区建成骨干输油管道,形成了“西油东运、北油南下”的格局。
1.2.1 西北地区成品油管道系统
西北地区成品油管道系统是由西部成品油管道(乌鲁木齐王家沟油库—兰州)、兰-成-渝、兰-郑-长(兰州—郑州—长沙)以及北疆成品油管道、乌石化进油支线、分输支线组成。干线管道起点为乌鲁木齐王家沟油库,经兰州,分别到达重庆和湖南长沙,总长5 419.4km,是我国最长的成品油输油管道系统。
兰-成-渝管道于1998年开工,2002年建成投产,全长1 251.9km,是国家实施西部大开发十大重点工程之一,也是我国第一条长距离、大口径、高压力、大落差、全线自动化管理、多介质顺序密闭输送的商用成品油管道。
西部成品油管道于2006年9月建成投产,实现了新疆境内的乌鲁木齐石化、克拉玛依石化、独山子石化的成品油通过兰-成-渝管道输往西南地区,该管道在2008年“5.18”特大地震抢险中,发挥了生命线作用。兰-郑-长管道,干线全长2 134km,于2009年建成。
1.2.2 西南成品油管道系统
西南成品油管道系统是为了落实国家西部大开发战略,在十五期间建设的一项重大工程。管道东起广东茂名,西至云南昆明,途经广东、广西、贵州、云南四省,全长1 740km,设计输量1 000× 104t/a。近年来,依托茂-昆管道,建设了昆明—大理成品油管道、柳州—桂林成品油管道。西南成品油管道对实施“东油西送”具有重要的意义。
1.2.3 珠三角成品油管道系统
珠三角成品油管道一期于2006年11月建成投产,以湛江为起点,向东延伸经茂名、阳江、江门、佛山、广州、东莞、惠州到达深圳,并设有佛山支线、中山珠海支线、深圳泽华支线,全长1 150km,是国内已建成长距离成品油管道中输送工艺最复杂的管道。该管道覆盖了广东省成品油消费热点市场,建立了茂名石化、湛江、广州炼油资源和珠三角密集城市群间的消费管道网络,加快了油品流通速度,降低了运输成本。2009年,伴随着惠州炼油厂的投产,建成了惠州—东莞—立沙油库成品油管道,管道长165km,设计年输量500×104t/a。2010年,依托珠三角成品油管道一期工程,开始动工建设珠三角二期成品油管道,管道将贯穿惠州、汕尾、揭阳、汕头、梅州五市,总长498km,设计年输量375× 104t/a,进一步扩大了管道市场的覆盖范围。
此外,我国在中部建有鲁-皖(齐鲁—宿州)管道,安-合(安庆—合肥)管道、荆-荆(荆门—荆州)管道,长-株(长岭—长沙—湘潭—株洲)管道,洛-驻(洛阳—郑州—驻马店)管道;在长三角地区建有镇-杭(镇海—萧山—杭州)管道、金-闵(上海金山—闵行)管道、金-嘉-湖(金山—嘉兴—湖州)管道;石-太(石家庄—太原)管道、环北京管道、港-枣(大港—济南—枣庄)管道,但这些成品油管道尚未形成区域性管道系统。
1.3 天然气管道
我国天然气管道起步晚,但发展速度最快,特别是近几年来发展势头极其迅猛。我国第一条跨区输气管道为中-沧(河南濮阳柳屯—沧州化肥厂)管道,于1986年建成投产。1997年陕-京一线建成投产,拉开了我国长距离输气管道建设的序幕。随着西气东输一线、西气东输二线东段、川气东送、陕-京二线、忠-武(重庆忠县—武汉)管道、陕-京三线(陕西榆林—北京昌平区西沙屯末站)、冀-宁(河北安平—江苏青山)管道、永-唐-秦(河北永清—唐山—秦皇岛) 管道等大型管道系统的建设,“西气东输、海气登陆、就近外供”的供气格局已经形成,天然气管道在川渝、华北及长三角地区已形成了比较完善的区域性管网,基本形成了涩-宁-兰管道系统、陕-京管道系统、西气东输一线、西气东输二线、川气东送管道等骨干输气管道主体框架。
1.3.1 川渝地区输气管网系统
川渝地区输气管网系统是中国天然气运输业发展较早的地区,也是目前输气管网系统较为发达的地区。在20世纪70年代,建成了威-成(川威远越溪—川双流县华阳)管道、泸-威(川自贡市兴隆—川付家庙)管道、卧-渝(川垫江县大雷—川渝北区两路)管道、佛-渝(川重庆两路口—川合江县)管道等。1989年建成了从渠县至成都的半环输气干线(北干线),这些管道的建成首次在中国形成了区域性环形供气管网,实现了川渝天然气的灵活调度,增大了川渝地区供气的安全可靠性。2004年建成了忠-武管道,实现了“川气出川”。2005年完成了罗家寨、渡口和净化气外输管道的建设。近几年,由于川渝地区管道不断老化,在十一五和十二五期间对区域环网进行改造,形成320×108m3/a输气规划,川渝地区管网系统将得到更大的发展。
3.1 以供给侧改革为导向,优化资源配置 随着越来越多的社会企业积极参与特色小镇的建设,从顶层设计、金融支持、开发建设和运营管理等多个方面暴露出了当前我国特色小镇建设地产化、文化流失、布局不合理等诸多问题[10]。针对这些问题,在以供给侧结构性改革为导向下优化资源配置就显得尤为重要。
1.3.2 涩-宁-兰管道系统
涩-宁-兰管道系统由涩-宁-兰和涩-宁-兰复线组成。2000年开工、2001年建成的涩-宁-兰管道是我国在青藏高原上建设的第一条长距离、大口径输气管道,干线长931km,管径660mm。为了解决涩-宁-兰管道管输能力有限、调峰能力差等问题,2010年建成涩-宁-兰复线,涩-宁-兰复线路由基本与原管道并行或伴行敷设,线路截断阀室与涩-宁-兰老线截断阀室并行设置,涩-宁-兰复线全长931km,管径660mm。涩-宁-兰管道系统通过兰-银(兰州—银川)管道与西气东输和长-宁(陕西靖边县—宁夏银川)管道相连接,实现西部三大主力气田(青海气田、长庆气田和塔里木气田)的联网,使得三大气田可以相互调剂、补充,增加青、甘、宁3个省供气的可靠性和安全性。
1.3.3 陕-京管道系统
陕-京管道系统由陕-京一线、陕-京二线、陕-京三线、永-唐-秦管道、港-清(天津大港分输站—河北永清)管道(复线)、大港和华北储气库群,以及配套管道等组成。
1997年陕-京一线建成投产,标志着中国天然气管道建设已向长距离、大口径、高压力和高度自动化管理的方向发展,是我国天然气管道追赶世界先进水平的起点。
2005年建成了陕-京二线。陕-京一线和陕-京二线均起自陕西省靖边县,终点分至北京市石景山区衙门口和大兴区采育镇,年输气能力为200× 108m3/a。
永-唐-秦管道起自河北省永清县,终于河北省秦皇岛,全长308km,管径1 016mm,设计压力10MPa。2009年10月建成投产。
陕-京三线是继陕-京一线、陕-京二线后向华北供应天然气的又一重要通道,并通过永-唐-秦管道,向东北地区供气。陕-京三线起自陕西省榆林市榆林首站,止于北京市昌平区西沙屯末站,设计输量150 ×108m3/a,干线长1 026km,管径1 016mm,设计压力10MPa。2010年12月31日建成投产榆林—良乡段。
1.3.4 西气东输一线管道工程
西气东输一线管道工程包括西气东输一线干线、支干线、支线配套的金坛、刘庄地下储气库、冀-宁联络线、淮-武(淮阳—武汉)联络线和兰-银管道。
西气东输管道是连接塔里木气区与华中、华东用气市场的重要通道。西气东输一线起于新疆轮南,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海以及浙江10省(区、市)66个县,干线全长3 839km。2002年7月4日,西气东输一线工程试验段正式开工建设。2003年10月1日,靖边至上海段试运投产成功,2004年1月1日正式向上海供气,2004年10月1日全线建成投产,2004年12月30日实现全线商业运营。西气东输一线穿越戈壁、荒漠、高原、山区、平原、水网等各种地形地貌和多种气候环境,施工难度高,其开创了国内建设长距离、大口径、高压力输气管道的新纪元,使1 016mm管径、X70钢材、10MPa设计压力得到成功运用,标志着中国管道工业的发展速度和技术水平已跨入了世界先进行列。
冀-宁联络线是我国第一条天然气联络管道,起自陕-京二线的安平分输站,终于西气东输青山分输站,全长887km,安平—泰安段管径1 016mm,泰安—青山段管径711mm,设计压力10MPa,2004年12月开工建设,2005年10月建成投产。在冀-宁联络线上成功铺设了长约7.7km、管径为1 016mm的X80级钢管试验段,该试验段标志着我国钢铁冶炼、轧制和制管技术已初步具备制造X80级管线钢管的能力。
淮-武联络线起自西气东输淮阳分输站,终于忠-武管道的武汉分输站,全长444km,管径610mm,设计压力6.3MPa,设计输量15×108m3/a,2005年10月开工建设,2006年12月建成投产。
兰-银管道起自涩-宁-兰管道的兰州分输站,终于长-宁管道的银川站,全长470km,管径610mm,设计压力10MPa,设计输量35×108m3/a,于2007年7月建成投产。
1.3.5 川气东送管道工程
川气东送管道工程西起川东北普光首站,东至上海末站,川气东送管道是连接超深高酸性普光气田和东部用气市场的管道大动脉。该工程总长2 170km,其中干线全长1 635km,跨越四川、重庆、湖北、江西、安徽、江苏、浙江、上海8个省市。设计规模120×108m3/a。2007年8月31日开工建设,2010年10月正式投入商业运营。川气东送管道的建设,带动了我国超深高酸性气田开发技术、钻井综合配套技术、测试及生产完井技术和高酸性天然气集输工程技术系列的发展,创建了国内51项超深高酸性气田开发建设工程技术与安全环保标准,创造了规模开发超深高酸性大气田62项新纪录和高指标,形成了一条集勘探、开发、集输、净化处理、长距离管道输送、天然气利用、市场销售于一体的天然气产业链。
1.3.6 西气东输二线管道工程
西气东输二线管道工程是我国第一条引进境外天然气的大型管道工程。西气东输二线向西与中国—中亚天然气管道衔接,主供气源为中-亚一期的天然气。该管道工程包括1条干线8条支干线。管道总体走向为由西北向东南,西起新疆的霍尔果斯,东至浙江、上海,南至广东、广西和香港,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、江西、广东、广西、浙江、上海、湖南、江苏、安徽和香港共15个省(市、区)。干线全长4 978km,设计规模300 ×108m3/a。支干线8条,分别是轮南—吐鲁番管道、中卫—靖边管道、枣阳—十堰管道、樟树—湘潭管道、平顶山—泰安管道、南昌—上海管道、广州—南宁管道、广州—深圳—香港管道,总长约3 760km,管径610~1016mm。西气东输二线干线以宁夏中卫为界分为东、西两段,霍尔果斯—中卫段干线和中卫—靖边联络线为西段,中卫—广州段干线为东段。工程于2008年2月22日开工,2009年12月建成投运了西气东输二线(西段),开始接收中亚天然气。2010年11月18日,西气东输二线东段中卫—黄陂干线投产,预计2011年年底全线将建成投产。西气东输二线管径最大达到1 219mm,压力达到12MPa,钢级达到X80,单管年输送能力达到300×108m3/a,标志着我国管道技术水平已达到国际领先水平。
2 我国油气管道建设发展趋势
2.1 未来管道建设进入高峰期
未来几年将是我国油气管道建设的高峰期。随着国外资源的大量引进和国内油田的增储上产以及各地区市场的蓬勃发展,管道建设仍将蓬勃发展。围绕着中-哈原油二期、中-亚天然气、中-俄天然气、中-缅油气的引进,建成西北、东北、西南、海上“四大油气资源战略通道”。
一是,西北油气通道。将西部国产油气和进口中亚及俄罗斯油气输送到中部、西南和南方地区;二是,东北油气通道。将进口俄罗斯油气和东北国产油气输送到东北和华北地区;三是,西南油气通道。将缅甸天然气和缅甸方向进口的原油输送到西南和中南地区,建设中-缅油气管道;四是,海上油气通道。将海上进口原油和LNG输送到沿海及内陆目标市场。
十二五期间,我国将重点围绕“四大油气资源战略通道”、联络线及配套支线建设。2011年至2015年,预计全国将新建油气管道约5×104km,到2015年,全国油气管道的总里程将达到约12×104km。连接引进资源和国内主要油气产区,资源多样化、调度灵活、供应稳定的全国性管网和油气供应体系将基本形成。
2.2 管道向着大口径、大流量、网络化方向发展
随着我国经济的快速发展,带动油气需求的增加。由于未来新增天然气资源,远离东部主要的消费市场,“西气东输”的特征依然明显。西气东输一线和陕-京二线等管道设计压力为10MPa、管径为1 016mm,全部采用X70管材。正在建设的西气东输二线输送压力已达到12MPa,管径达1 219mm,设计输量为300×108m3/a,X80级管线钢也将得到大规模应用。西气东输二线管道建成之后,将成为世界上X80高钢级在高压力、大口径长输管道上应用的典范。规划建设的西气东输三线、西气东输四线等干线仍将采用大口径、高压力、大流量设计理念。十二五期间,在油气干线建设的同时,新的区域内管网、区域间互连、互通的管网系统以及配套支线管道也将加快建设。我国成品油的管输比例、天然气网络化的程度与发达国家相比,仍有较大的差距。管道网络化仍是未来油气管道建设发展的趋势。
2.3 关键设备和自控系统的国产化进程加快
目前,我国天然气干线管道所用的压缩机组、大型球阀等关键设备基本依赖进口。但我国正在以西气东输二线工程为契机,努力逐步实现天然气管道关键设备的国产化。中国石油与几家国内装备制造企业和科研院所,开展了压缩机组、阀门等设备的国产化研制,努力实现关键设备自主知识产权。
随着油气管道网络化的发展,如何整合资源、合理调度、保障管网系统安全平稳运行显得越来越重要。国外长输管道广泛应用计算机技术,对管道输送进行自动化控制和管理。中国石油油气长输管道已实现集中调控,所使用的仿真软件和SCADA系统的软件均是国外公司开发的。随着管道输送规模的不断扩大,对输送过程控制和管理的复杂程度成倍增大,对安全性、可靠性和经济性的要求越来越高。计算机、SCADA系统和现代通信技术的应用,使管道系统的自动控制和管理进入了新阶段,自动化和通信技术已成为管道系统必要的组成部分。中国石油将在十二五期间,开展SCADA软件国产化研发。我国将加快推动国产化技术在管道工程中的应用,提高关键设备和自控系统国产化水平。
[1] 李影,李国义,马文鑫.我国油气管道建设现状及发展趋势[J].中国西部科技,2009,8(14): 6-8.
[2] 余洋.2007年中国油气管道发展综述[J].国际石油经济,2008,16(3): 45-51.
[3] 蒲明.2009年我国油气管道新进展[J].国际石油经济,2010,18(3): 14-20.
[4] 李世荣,宋艾玲,张树军.我国油气管道现状与发展趋势[J].油气田地面工程,2006,25(6): 7-8.
TE832
A
1004-2970(2011)04-0004-05
田瑛等. 我国油气管道建设历程及发展趋势. 石油规划设计,2011,22(4):4~8
* 田瑛,女,高级工程师。1989年毕业于西南石油学院石油储运专业,获学士学位。现在中国石油天然气股份有限公司规划总院从事长输管道规划工作。地址:北京市海淀区志新西路3号,100083。E-mail:tian_ying@petrochina.com.cn
2011-01-18
郜婕