天然气管道地质灾害问题浅析——以西气东输管道为例
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西气东输二线西段环境地质与工程地质问题分析
沈茂丁;周劲松;刘翔宇
【期刊名称】《石油工程建设》
【年(卷),期】2010()S1
【摘要】西气东输二线管道工程作为我国天然气四大进口战略通道中的西北通道,在全国天然气管网布局中最具战略性意义。
该工程西段始于新疆维吾尔自治区霍尔果斯口岸,东至宁夏中卫,全长约2 745.9 km,管道沿途穿越盐渍戈壁、沙漠、剥蚀准平原、风蚀雅丹地貌、黄土高原、基岩山地及山前冲洪积扇等多种地貌单元,环境工程地质条件极其复杂,地质灾害种类繁多。
文章简述了西气东输二线西段管道工程复杂的环境地质条件对工程的影响以及工程建设对区域工程地质条件的影响,重点讨论了管道沿线的特殊性岩土、工程地质条件和环境地质条件,并分析了其对管道建设及运营存在的危害,提出了相应的防护措施,可为管道建设工程提供借鉴。
【总页数】7页(P6-11)
【关键词】西气东输二线;环境地质;工程地质;特殊性岩土
【作者】沈茂丁;周劲松;刘翔宇
【作者单位】中国石油天然气管道局设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TE973
【相关文献】
1.为西气东输二线工程提供基础保障——长庆建设工程总公司西气东输二线工程项目部加强基层建设的实践 [J], 章海华;叶红旗
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西气东输管道的管理措施分析西气东输管道是中国境内最大的天然气管道之一,起点位于新疆维吾尔自治区的塔里木盆地和天然气资源富集区域,终点位于上海的崇明岛。
西气东输管道是中国国家重点工程,其管理措施的合理性和有效性对保障管道的安全运行和国家能源安全具有重要意义。
就此,本文将对西气东输管道的管理措施进行分析,探讨其在管道运营中的作用和影响。
一、技术管理措施1. 定期检修维护西气东输管道长途输送天然气,管道设施一旦发生故障可能对环境和人民的安全造成严重威胁。
定期检修维护是保障管道安全运行的基础。
管道管理部门应定期对管道进行全面检测,并及时处理管道设施的技术问题,确保管道设施处于良好状态。
2. 安全监控系统西气东输管道建有完善的安全监控系统,通过远程监控和实时数据采集,保障对管道运行状态的24小时监控。
一旦发现异常情况,系统会自动报警,并及时通知相关人员进行处理。
安全监控系统的建立与完善,为管道的安全运行提供了有力保障。
3. 紧急应对预案在管道运行中,难免会发生各种紧急情况,如泄漏、火灾等。
西气东输管道必须建立完善的紧急应对预案,明确各种紧急情况的处置程序和责任人,及时有效地进行紧急处置,降低事故对环境和人员的危害。
1. 安全生产宣传教育安全生产宣传教育是保障管道安全运行的重要环节。
西气东输管道的管理部门应加强安全生产宣传教育工作,提高从业人员的安全意识和责任意识,严格执行各项操作规程,确保安全生产。
2. 安全培训和考核西气东输管道的从业人员必须具备一定的技术水平和安全意识,管理部门应加强安全培训和考核工作,提高从业人员的安全操作技能,确保他们能够熟练掌握相关操作规程,并在紧急情况下能够正确、迅速地处置,降低事故发生的可能性。
3. 管理规范制度西气东输管道的管理部门应建立健全的管理规范制度,严格按照相关规定开展管道运营管理工作。
明确各项管理制度和流程,规范员工的操作行为,确保管道运营的有序进行,降低运营风险。
天然气管道地质灾害及其风险控制分析摘要:天然气输气管道地质灾害不仅对管道造成巨大的破坏,还会引起火灾、爆炸等事故,造成巨大的经济损失和严重的人员伤亡。
为此,有必要明确天然气管道运行中常见地质灾害的危害形式和机理,为地质灾害风险防范提供依据。
本文首先介绍了地质灾害对天然气管道的不利影响,然后对天然气管道地质灾害的对策和预防要点进行了详细的调查。
关键词:天然气管道;地质灾害1 天然气管道地质灾害概述1.1 岩土类灾害岩土灾害是由于侵蚀、人为活动、地震、冻融等原因引起的岩土运动,包括滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷(包括采空区塌陷、岩溶塌陷)以及黄土湿陷等特殊类型的岩石。
膨胀土的沉降、胀缩、冻融、盐渍土的盐胀、风蚀、沙埋等灾害频繁发生,危害极大,尤其是滑坡、崩塌、采空区塌陷等。
管道长距离破坏是管道地质灾害的主要类型。
1.2 水力类灾害水力灾害是由水力因素引起的,包括坡面水害、河道水害、台田水害等河道水害,可将河道水害细分为部分河床侵蚀、河床倒挖、路堤塌陷、路堤侵蚀、引水。
水工灾害发生频率高,但规模小,与岩土灾害和结构灾害相比,水工灾害的破坏相对较小。
这往往会导致管道埋深不足和管道外露,不利于管道的保护。
它是山区管道地质灾害中最常见的一类。
1.3 地质构造类灾害地质构造灾害主要由地壳构造运动等内力引起,主要指断层位移、地震(地震引起的砂土液化、地面运动、海啸等)、火山爆发等。
这类灾害发生的频率很小,但其影响范围较大,可以直接破坏多条管道或多段管道,并引起地质或地质灾害或水力灾害,对管道造成间接破坏。
地质构造灾害对管道的破坏不可低估。
目前,最常见的管道上的岩石和土壤类型的灾害灾害和液压灾害,包括滑坡、崩塌、泥石流、采空区坍塌,黄土湿陷、风蚀,埋葬,冻土,盐渍土和水三种类型的损伤(斜率水破坏,河道水损害和台田水损害)。
地质结构灾害由于其特殊性,在管道运行过程中很少涉及到地质灾害的防治,一般认为管道在初期勘探、设计和后期施工中都是为了避开受灾地区。
天然气长输管线安全隐患及对策随着我国经济与城市化的不断发展,天然气作为清洁能源的地位也在逐渐提升。
然而,与此同时,天然气长输管线安全隐患也时有发生,给人民生命财产带来了严重威胁。
本文将从天然气长输管线安全隐患入手,探讨其对策措施。
1. 地质灾害天然气长输管线通常跨越地质灾害区,如地震带、滑坡区、岩溶地区等,这些地区因为地形和岩石结构的特殊性,很容易发生自然灾害,例如地震、山体滑坡、地陷、泥石流等,这些灾害很容易给天然气长输管线带来威胁,严重影响运行安全。
2. 机械损伤天然气管线敷设一般在地下或近地面,国内城市化迅猛,建筑物、设施设备、工程建设等增多,对于管线的机械损伤也日益增加。
在施工、维修和建设过程中,由于对地下管道结构的不够了解和不合理的施工方式,往往会造成管道受损,引发泄漏。
3. 人为破坏人为破坏导致的天然气长输管线事故虽然较少,但是危害极大。
例如在2004年我国发生的“东京大火”事件,就是因为天然气管道遭到故意破坏,才导致了惨烈的火灾。
1. 安全监测对于天然气长输管线安全监测是十分必要的。
运营企业应该使用高灵敏度的探测仪器,对周边环境、沿线设施、安保情况、管道运行状况等进行定期监测,及时发现问题,及时控制。
2. 管线覆盖保护在管线开挖、维修和建设过程中,应该使用高精度GPS、GIS等技术,对管线进行覆盖保护,保证其不会因被施工或建设过程中的挖掘活动而损坏,或者使得管线处于危险状态。
3. 地质治理在天然气长输管线穿越地质灾害区域时,要充分了解这一地区的地质情况,采取加强防护或转变管线路径等技术措施,降低地质灾害所带来的管线运行威胁。
4. 技术研发天然气长输管线输送的压力很高,对于管道材料和防腐蚀技术的要求也十分高。
因此,针对现有技术的不足,需要不断进行技术研发和改进。
通过技术创新,生产出在任何环境下都能够安全运行的管道材料,提高管道的防腐蚀性和抗腐蚀性,保证天然气长输管线的安全运行。
总结天然气长输管线运输安全是保障人民生命财产安全的重要保障,为此,需要各方不断加强对其进行监测、保护、治理等科学管理,提高其安全保障水平,让天然气长输管线更好地为社会和人民服务。
天然气长输管道安全管理存在问题及对策探究天然气长输管道是连接天然气生产地和消费地的重要设施,它承载着大量的天然气,直接关系到国家能源安全和经济发展。
天然气长输管道安全管理存在一些问题,例如管道老化、腐蚀、外部破坏等,这些问题对天然气长输管道的安全运行构成了一定的威胁。
怎样加强天然气长输管道的安全管理成为了一个亟待解决的问题。
一、天然气长输管道安全管理存在的问题1. 管道老化天然气长输管道建设时间长,部分管道已经使用了数十年,管道材料和结构在长期使用过程中会受到自然环境、介质腐蚀等因素的影响,使得管道老化,从而导致管道的安全风险增加。
2. 腐蚀天然气长输管道运行在不同的地域环境中,部分地区的土壤、水质、气候等因素会对管道材料产生腐蚀作用,从而加剧了管道的老化速度,增加了管道的安全隐患。
3. 外部破坏天然气长输管道敷设在地表以下,管道易受到外部破坏的影响,例如挖掘施工、建筑施工、地质灾害等造成的外部破坏,会直接导致管道的泄漏和事故发生。
4. 安全管理不足一些天然气长输管道企业在安全管理方面存在着不足,例如对管道设备的实时监测不足、安全培训不足、应急预案不完善等问题,导致了天然气长输管道安全管理水平不高。
二、天然气长输管道安全管理对策探究针对以上存在的问题,需要从以下几个方面加强天然气长输管道的安全管理。
1. 管道设备更新改造针对老化的管道设备,需要进行更新改造,采用新的材料和技术对老化的管道设备进行维修和加固,确保管道设备的安全运行。
2. 腐蚀监测和防护加强对天然气长输管道周边环境的监测,及时发现土壤、水质、气候等因素对管道材料腐蚀的影响,采取防腐措施,延长管道使用寿命。
3. 完善管道安全管理制度建立完善的管道安全管理制度,对管道设备进行定期检查和维护,确保安全管理制度的全面执行,从源头上减少管道的安全隐患。
4. 安全监测和预警加强对天然气长输管道设备的实时监测,利用先进的监测技术和设备,实时掌握管道设备的运行情况,及时发现安全隐患和预警,采取有效措施保障管道安全运行。
西气东输四线天然气管道工程可行性研究工作难点问题解析姜善宝国家管网集团西部管道有限责任公司新疆乌鲁木齐 830013摘要:西气东输四线天然气管道工程,是国家管网集团公司组建后审批的第一条西部干线天然气管道项目。
阐述了西四线天然气管道工程的背景与意义,介绍了西气东输四线天然气管道工程可行性研究面临的路由方案、工艺方案研究重点难点问题,以及研究过程及方法,为同一管廊带内的管网系统完善项目研究提供了重要的参考借鉴价值。
同时,通过总结项目亮点,凝练出值得推广的成功经验,对于高质量构建“全国一张网”和打造“N-1坚强管网”,西气东输四线的建设将发挥重要示范效应。
关键词:西气东输四线;天然气管道;可行性研究;难点;西气东输四线天然气管道工程(以下简称西四线),起自吐鲁番,止于中卫,途径新疆、甘肃及宁夏,全长1745公里,管径1219毫米,设计压力12兆帕,设计输量150亿方/年。
西四线,与西气东输一线、二线、三线构成西部管网系统,共同承担我国西部地区国产天然气以及中亚进口天然气的输送任务,保障新疆、甘肃2省(区)管道沿线地区天然气供应。
结合西部管网在役管道,开展西四线路由方案和工艺方案研究,是该项目研究的重点和难点,同时该项目研究思路和方法也对其他基于在役管道开展新建管道项目的研究提供了参考价值。
1 项目意义在国家发展愿景和能源革命等新形势下,天然气是实现我国能源发展绿色转型最为重要和现实的选择。
按照国家要求,中石油、中石化等油气田企业正在加快国内天然气勘探开发,同时适度引进中亚天然气,以满足国内对于天然气资源的迫切需求。
按照提升国内油气勘探开发力度的“七年行动计划”的部署,中石油塔里木气区通过推进勘探新区的评价建产,规划提前实现上产目标;中石化顺北气区也在加大天然气勘探开发,努力实现增储上产;呼图壁储气库也在进行扩容建设。
国内外资源在吐鲁番站汇集后通过西二线、三线向我国东部输送。
西部天然气通道中吐鲁番-中卫段的管输负荷率一直维持在较高水平,给西部天然气干线管网的安全平稳运行带来很大压力,该段管道将成为西部天然气通道的输送瓶颈,为满足中亚进口气和疆内国产气的外输需求,采取措施提高该段管道的输送能力是十分必要和紧迫的。
天然气长输管线安全隐患及对策天然气长输管线是连接天然气生产地和使用地的重要设施,但其安全风险也是不可忽视的。
本文将主要探讨天然气长输管线的安全隐患及相应的对策。
一、安全隐患1. 地质灾害:包括地震、地面塌陷、山体滑坡等地质灾害。
地震是最常见的地质灾害,可能导致管线破裂、漏气等意外情况。
2. 外部破坏:包括人为破坏、工地施工、挖掘机械等外部因素对管线的损害。
人为破坏可能是恶意的破坏行为,也可能是无意的施工误伤。
3. 内部腐蚀:管道内部长期运输天然气会导致内部腐蚀,管道壁厚度减小,降低了管道的承载能力,容易发生泄漏事故。
4. 泄漏和爆炸:管道泄漏风险较大,特别是当管道受到外部撞击或腐蚀加剧时,可能会发生爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。
二、对策1. 地质灾害防范:在天然气长输管线的规划和建设中,需要充分考虑地质灾害的可能性,选择较为稳定和安全的地质环境。
建设过程中,应进行地质勘探和地震安全评估,采取加固措施提高管线的抗震能力。
2. 保护管道安全:加强管道所在地的管控,设置专门的管道保护区域,严禁非法挖掘、破坏等行为。
对于工地施工等活动,需要事先进行管线勘测,确保不会损坏管道。
3. 定期维护和检测:定期对管道进行维护保养,包括清理管道内的杂物和腐蚀物,修复管道的损坏和破裂。
采用无损检测技术对管道进行定期检测,提前发现潜在问题并进行修复。
4. 安全监控系统:建立完善的天然气长输管线安全监控系统,通过实时监测和数据传输,及时掌握管道运行的各项指标,发现异常情况及时报警并采取措施。
通过物联网技术,实现对管道的远程监控,提高安全性。
5. 应急预案和培训:建立完善的应急预案,包括泄漏和爆炸事故的应急处理方案以及人员疏散计划等。
针对不同岗位的人员进行培训,提高应急响应的能力和技能。
天然气长输管线的安全隐患主要包括地质灾害、外部破坏、内部腐蚀、泄漏和爆炸等。
为保障管线的安全,需要在规划建设过程中充分考虑地质环境、加强管控和维护、建立安全监控系统,同时制定完善的应急预案,并进行相关人员的培训,以降低安全事故的发生率。
天然气长输管道安全管理存在问题及对策天然气长输管道是指输送天然气的管道,通常被用于将天然气从生产地输送至终端用户。
这些管道由于跨越地域广阔、波折较多、遭受外界不确定因素的影响,存在着一系列的安全隐患。
在当前的天然气长输管道安全管理中,存在着一些问题,需要引起重视并采取相应的对策来解决。
1. 设备老化天然气长输管道通常经过漫长的使用期,不可避免地会出现设备老化的问题。
管道设备老化可能导致设备强度减少、管道开裂、泄漏等安全问题,威胁着管道的安全性。
2. 天然气泄漏天然气长输管道一旦发生泄漏,不仅损失巨大,还可能造成爆炸、污染环境、危及人民生命财产安全等严重后果。
天然气泄漏是天然气长输管道安全管理中最为棘手的问题之一。
3. 管道地质灾害天然气长输管道的建设往往需要经过一些地质条件较为恶劣的地带,如地震、滑坡、泥石流等地质灾害环境。
这些地质灾害可能导致管道受损、泄漏等安全风险。
4. 管道破坏管道破坏主要包括第三方损坏和自然灾害损坏两类。
第三方损坏指由于施工作业、交通事故等活动导致的管道损坏;自然灾害损坏则是指地震、洪水、山体滑坡等自然灾害导致的管道损坏。
5. 安全管理体系不完善部分天然气长输管道运营单位在安全管理体系上存在瑕疵,可能造成管理层层不到位、安全意识不强等问题,影响管道的安全性。
二、天然气长输管道安全管理对策1. 加强设备维护设备老化是天然气长输管道安全管理中的重要问题,加强设备维护是解决这一问题的关键。
建立健全的设备检测和维护机制,及时发现并处理设备问题,可以有效降低设备老化带来的安全隐患。
2. 完善泄漏监测和应急预案对于天然气泄漏问题,需要加强泄漏监测技术和建立完善的应急预案。
在发生泄漏事故时,能够快速、准确地发现并采取有效应对措施,降低泄漏事故的损失。
3. 采取防护措施应对地质灾害针对管道遭受地质灾害的情况,需要采取针对性的防护措施,如对易发生滑坡的地带进行加固处理、对地震带的管道进行抗震设计等措施。
天然气管道地质灾害及其风险控制分析罗勇摘要:在天然气管道输送过程中,必须仔细分析输气管道的危险有害因素,采取针对性预防措施,方可防止输气过程中发生安全事故。
根据多年的天然气企业从业经验,主要分析长输天然气管道地质危险有害因素,探讨一些针对性的应对措施。
关键词:天然气管道;危险;有害因素;应对1、天然气管道地质灾害的分析1.1、滑坡地质灾害滑坡是一种重要的地质灾害。
通过管道的滑坡体发生变形时,滑坡的滑动推力直接作用在管道上。
首先,当力增加时,管道将发生弯曲、拉伸、剪切和弹性变形。
当接近或达到屈服强度时,会发生断裂、剪切断裂等破坏,导致泄漏失效甚至爆炸。
大多数滑坡是由坡带的岩土体引起的。
在其自身重力作用下,沿某一特定界面,整体滑降现象,土滑坡滑面一般呈圆弧状,岩质滑坡滑面受结构面控制。
滑坡主要地表一般呈折线状。
对于管道的滑坡,在管道设计阶段可以根据地形选择与力平行的管道,因为力垂直于管道时对管道的危害最大。
1.2、崩塌地质灾害(1)天然气管道包层:将天然气管道修筑在悬崖山上的倒塌桩之下。
当危险性的岩石坍塌时,岩体从高空掉落,堕入管道。
如果岩体的撞击力大于管道的抗压强度,则会在天然气管道之上方卷起并沉积。
随着过模效应的增大,管道会爆发形变甚至损毁。
(2)碎片管道:将天然气管道修筑在悬崖山上的倒塌桩之下。
当危岩坍塌时,当岩体的冲击力大于天然气管道的抗压强度时,岩体会从高空掉落到管道之中。
会造成管道形变甚至断裂。
1.3、水毁对管道地质灾害根据地形地貌特征,水害可分为斜坡水害和河道水害两种类型。
(2)坡面水害:当坡面坡度大于15°时,坡面容易发生水害,对水力防护、重力挡土墙、回填土等产生侵蚀作用,导致天然气管道外露、悬空。
绝缘损坏甚至断裂。
(2)河道水害:天然气管道穿越河谷时,容易受到河道水害的影响。
2、天然气管道地质灾害防治与风险控制面临的挑战2.1、管道沿线地质复杂多变长输天然气管道通常穿越地形地貌起伏变化大,地质构造复杂区域,特别是西南地区,沿线自然环境、地质条件复杂多样,又由于社会经济的蓬勃发展,大规模的人类活动对地质体造成的影响加剧,管道风险进一步增加。
西气东输二线甘肃段地质灾害及防护措施
胡涛;曾继磊;牛振宇;张璞;吴俊锋
【期刊名称】《石油工程建设》
【年(卷),期】2010(036)001
【摘要】文章以西气东输二线河西走廊段输气管道建设为例,对管道途经的多种地貌单元和复杂地质灾害地区的沙漠、山区地震和活动断裂区的分布及特点进行了介绍:分析、评价了这些地质灾害对管道的危害.针对不同地质灾害区各自的特点,提出了相应的定线原则、敷设方案、管沟开挖方法及其他注意事项.
【总页数】4页(P112-115)
【作者】胡涛;曾继磊;牛振宇;张璞;吴俊锋
【作者单位】西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安,710018;西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安,710018;西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西
安,710018;西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安,710018;西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安,710018
【正文语种】中文
【中图分类】TE973
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浅谈山区段天然气长输管道工程建设存在的问题及对策随着我国经济的快速发展,天然气的需求量也在逐年增加。
为了满足能源需求,促进资源优势地区的经济发展,我国大力实施了天然气长输管道工程建设。
在山区段天然气长输管道工程建设过程中,也面临着一系列的问题,需要我们去深入分析,并提出对策,以推动工程建设的顺利进行。
山区段天然气长输管道工程建设所面临的问题主要包括地质条件复杂、施工难度大、环境保护压力大等方面。
一是地质条件复杂。
山区地势起伏、河流纵横、地质构造复杂,地质灾害频发,这些都给天然气长输管道的建设带来了极大的挑战。
地质条件复杂,容易引发地质灾害,导致管道施工难度增加,工期延长,工程成本增加。
二是施工难度大。
山区地形复杂,交通不便,气候恶劣,施工条件恶劣。
管道的敷设需要经过大量的工程调查勘测、地质勘查、地质灾害风险评估等工作,而这些工作在山区段又面临着较大的困难。
山区天然气长输管道建设需要大量的人力、物力、财力投入,这也给工程建设带来了更大的压力。
三是环境保护压力大。
山区是我国的生态脆弱区域,管道建设会对当地的生态环境造成一定的影响。
在管道建设过程中,需要加强环境影响评价,采取有效的环保措施,加强对施工过程中的环境保护工作,保障山区生态环境的可持续发展。
针对上述问题,我们可以提出一些对策,以解决山区段天然气长输管道工程建设存在的问题。
一是加强前期工程调查勘测和地质勘查工作。
在山区天然气长输管道工程建设之前,需要对工程所在地区的地质条件、地质构造等进行深入调查和勘测,全面了解工程建设所面临的地质情况,准确评估地质灾害风险,为工程的顺利进行提供重要的参考。
二是科学规划工程建设方案。
针对山区天然气长输管道工程建设的实际情况,制定科学合理的工程建设方案,合理布局管道线路,有效避免地质灾害和环境污染,减小对生态环境的影响。
四是采用先进的施工技术和设备。
在天然气长输管道工程建设中,要积极引进和采用先进的施工技术和设备,提高施工效率,减少工程建设时间,降低工程建设成本。
浅谈山区段天然气长输管道工程建设存在的问题及对策山区天然气长输管道工程建设是一项极具挑战性的工程,由于地形复杂、气候恶劣等因素的影响,山区天然气长输管道建设面临着诸多问题和困难。
本文将就山区天然气长输管道工程建设存在的问题及对策进行探讨。
一、存在的问题1. 地形复杂山区地形复杂,地势起伏大,存在很多险要的地段,如山脉、河流、悬崖等。
这些地形特点给管道线路的选址和施工带来了很大的困难。
2. 地质条件恶劣山区地质条件复杂,地震、滑坡、泥石流等自然灾害频发,给管道建设带来了很大的安全隐患。
3. 气候恶劣山区气候多变,冬季严寒,夏季多雨,气温差异大,对管道材料和设施的耐候性提出了更高的要求。
4. 社会环境复杂山区居民生活方式和生活习惯不同于平原地区,管道建设对当地民生的影响和压力也更大。
5. 施工条件苛刻山区管道施工条件苛刻,交通不便,基础设施落后,给物资和人员的调运、生活保障等带来很大挑战。
二、对策建议1. 加强勘察和设计针对山区地形、地质、气候等特点,加强勘察和设计工作,充分考虑地形地质条件,科学选址,合理规划管道线路,保证工程的安全可靠。
2. 选用适宜材料在管道工程建设中,要根据山区气候特点和地质条件,选用适宜的管材和附件,提高管材的耐候性和抗腐蚀性,确保管道的使用寿命。
3. 强化技术管理在管道工程的施工过程中,要加强技术管理工作,保证施工安全和有效进行。
建立完善的安全管理制度,加强监督检查,提高工程建设的安全性和可靠性。
4. 保障人员和物资的调运加强对施工人员和物资的调运管理工作,提前做好沿线山区的基础设施建设,保证人员和物资的安全顺利运达,保障施工的正常进行。
5. 关注社会影响在管道建设过程中,要加强对当地社会影响的调查和评估工作,妥善解决与当地居民的矛盾和冲突,积极引导当地居民参与管道建设,促进社会和谐稳定。
6. 加强灾害防护针对山区多发的地质灾害,加强灾害防护和预警工作,做好灾害风险评估,采取有效的措施加强管道工程的防护和抗灾能力。
1 天然气管道地质灾害问题浅析——以西气东输管道为例 摘要:天然气管道运输仍是输送天然气最主要的方式。中国天然气仍以进口管道气为主,天然气管道建设面临的问题不止。本文以西气东输为例,分析了建设天然气输气管道时可能遇到的降雨、地表水、冰川及积雪消融、人类活动等地质环境灾害问题,并提出了相关的建议。 关键词:天然气管道运输地质灾害
1 天然气的地质学分布 1.1 天然气的性质 天然气,是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物,大多数天然气的主要成分是烃类,此外还含有少量非烃类。天然气的主要成分为烷烃,其中甲烷占绝大多数,还有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及少量的己烷以上烃类;天然气中的非烃类气体,一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气及微量的惰性气体,如氦和氩等。在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。天然气的组成并非固定不变,不仅不同地区油、气藏中采出的天然气组成差别很大,甚至同一油、气藏的不同生产井采出的天然气组成也会有区别。 天然气具有以下性质: (1)天然气是一种易燃易爆气体,和空气混合后,温度只要达到550℃就燃烧。在空气中,天然气的浓度只要达到5-15%就会爆炸。 (2)天然气无色,比空气轻,不溶于水。一立方米气田天然气的重量只有同体积空气的55%左右,一立方米油田伴生气的重量,只有同体积空气的75%左右。 (3)天然气的主要成分是甲烷,本身无毒,但如果含较多硫化氢,则对人有毒害作用。如果天然气燃烧不完全,也会产生一氧化碳等有毒气体。 (4)天然气的热值较高,一立方米天然气燃烧后发出的热量是同体积的人工煤气(如焦炉煤气)的两倍多,即35.6-41.9兆焦/立方米(约合8500-10000千卡/立方米)。 (5)天然气可液化,液化后其体积将缩小为气态的六百分之一。每立方米天然气完全燃烧需要大约十立方米空气助燃。 (6)一般油田伴生气略带汽油味,含有硫化氢的天然气略带臭鸡蛋味。 总之,天然气是一种洁净环保的优质能源,具有绿色环保、安全可靠、热值高的特点。
1.2 天然气的分类 天然气可分为常规天然气和非常规天然气。常规天然气一般是以浮力作为迁移动力,以构造和地层形式单个分布,在目前技术经济条件下可以进行工业开采的天然气,主要指伴生气(也称油田气、油藏气)和气藏气(也称气田气、气层气)。非常规天然气一般不是以浮力作为迁移动力而是以扩散方式运移、聚集的,这种气藏具有区域性广泛分布且一般不依赖于构造和地层圈闭;一般包括煤层气(Coalbedmethane)、页岩气(Shalegas)、致密砂岩气(Tightsandgas)、天然气水合物(Gashydrates)及浅层生物气等。 (1)煤层气,是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,一般吸附气站80-92%,是煤的伴生矿产资源,俗称“瓦斯”;其热值是通用煤的2-5倍,主要成分为甲烷,1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与常规天然气相当。 (2)页岩气,是从页岩层中开采出来的天然气,主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气,它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态(大约50%)存在于裂缝、 2
孔隙及其它储集空间,以吸附状态(大约50%)存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面,极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中,也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后,在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式,与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同,页岩既是天然气生成的源岩,也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此,有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。 较常规天然气相比,页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点,大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
图1天然气储存状态(数据来源:EIA) 1.3 管道天然气 现有的天然气储运形式包括管道天然气、压缩天然气和液化天然气。 (1)管道天然气(PNG),指通过天然气管道运输气态天然气资源。 (2)压缩天然气(CNG),把天然气加压(超过3,500磅/平方英寸)并以气态储存在容器中,与管道天然气组分相同,广泛作为车辆燃料使用;LNG也可用来制作CNG。CNG一般通过运输车、运输船运输。 (3)液化天然气(LNG),天然气经过预处理,脱除重烃、硫化物、二氧化碳和水等杂质后,常压下深冷至-162℃,可使其由气态转变为液态,即液化天然气(LNG);其具有无色、无味、无毒且无腐蚀性等特点,并且体积约为同量气态天然气的1/600,重量仅为同体积水45%左右。LNG一般通过铁路、槽运和船运运输。 虽然天然气贸易中一部分采用LNG(液化天然气)方式,但是,目前天然气管道仍是输送天然气最主要的方式。近年来,由于全球对低碳经济的强烈呼吁,以及页岩气不断开发将带来巨大的天然气资源等因素,进一步刺激了未来天然气管道建设的持续快速增长。 美国天然气干线管道总长度约55×104km,其中,洲际管道约占70%,州内管道约占30%。美国管道网络化、供应多元化,基础设施完善。欧洲天然气管道干线里程为23.47×104km,连通北非、中亚和俄罗斯。俄罗斯天然气管道干、支线长约16.83×104km,连接气田、地下储气库和城市终端用户。土库曼斯坦、乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦是中亚地区的主要天然气生产国和输出国。其中,乌兹别克斯坦天然气管道较发达,约为13,000km,其次是哈萨克斯坦和土库曼斯坦,管道总里程分别为11,000km 和8,000km。 3
天然气作为清洁能源,在这些国家都得到了长足的应用。但是在中国,天然气仍旧不是主要的能源消费方式,但这种情况正在得到改善。2015年6月,中俄天然气管道正式开工,自2018年起,俄罗斯将每年通过天然气管线向中国供应天然气380亿立方米,并有可能将提升至600亿立方米。随着西气东输的开展,天然气将逐渐取代一部分能源消费。 中国目前天然气消费很大一部分是依靠进口天然气,剩余开采天然气也多是通过管道运输送至居民和企业的。我国现出口天然气均为管道气,进口天然气包括管道气和LNG。天然气进出口总量与管道天然气总量如图表1所示,总体来看,2010年以来,我国天然气成净进口状态,并且管道气进口数量呈现明显的增加态势。除此以外,如图表2所示,2010年以来我国管道气进口比例占总比例持稳定状态,并有一定上升。管道气仍旧在我国居民、商业、工业领域有大作为。
图表 1 我天然气和管道气进出口数量(单位:万吨/月) 图表2 我国管道天然气占总天然气指标量
图2西气东输路线图(数据来源:韶关日报) 西气东输工程是国家实施西部大开发战略的标志性工程,工程的建设对于加快西部地区经济发展、促进东部地区能源结构调整、拉动国民经济增长具有重要作用。西气东输管道西
-100 200 300 400 500 600 700 2010-032010-092011-032011-092012-032012-092013-032013-092014-032014-092015-032015-092016-032016-09PNG进口数量PNG出口数量天然气总进口量
-40%
-20%0%20%40%60%80%100%120%2010-032010-102011-052011-122012-072013-022013-092014-042014-112015-062016-012016-08PNG进口占比PNG出口占比净进口占比 4
起新疆维吾尔自治区轮台县轮南,东至上海市青浦区白鹤镇,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海等9省(自治区、直辖市),线路全长3,829公里,干线输气管径1,016毫米,设计年输气量120亿立方米。西气东输工程线路较长,途经多种地貌类型,多次穿跨公路、铁路和长江、黄河、淮河等大型河流。 西气东输管道沿途经过河流冲积平原、沙丘覆盖平原、风蚀剥蚀高原、寒冻冰水侵蚀山地、黄土丘陵、流水侵蚀剥蚀山地、侵蚀剥蚀平原、洪积冲积平原、湖积冲积平原等地貌类型,施工条件复杂。
2 地质环境对天然气管道的威胁 环境地质灾害主要是指岩石圈和大气对其他领域的影响,是指对自然地质作用和人类工程经济活动对生态环境的破坏,并导致了人类的生存环境遭到破坏和物质财富损失。地球渐变或突变的性质是导致环境地质灾害的重要因素。 环境地质灾害主要类型包括地球的力量引发的地震环境地质灾害,并通过内部和外部动力包括引力相互作用引起的崩塌,滑坡,泥石流,地面塌陷,黄土湿陷等。人类活动也可能造成环境地质灾害,如冻结和解冻的蠕变,冲淤等。此外还包括气象灾害,如洪水,干旱,盐碱化,荒漠化,水土流失造成的风暴等。 环境地质灾害带来的管道暴露、管道悬空、管道腐蚀等威胁,降低了管道使用寿命,损失了天然气数量。由于环境地质灾害往往处于恶性循环中,我们必须提前识别相应的风险,并加以控制。
2.1 降雨 降雨是洪水、崩塌、滑坡、泥石流等环境地质灾害的决定性因素,它也是诱发黄土洞形成的主要因素,加速了地表塌陷的形成。降雨对环境地质灾害的影响主要表现为降雨侵蚀和渗透,改变了岩石和土壤的应力状态,降低了边坡的稳定性。暴雨强度大,但持续时间短,大量雨水往往太晚进入,然后沿坡流下。在边坡地区,一些地表岩体充满裂隙,或部分覆盖有结构松散的边坡,在降雨强烈的侵蚀能力下,极易导致滑坡、崩塌和泥石流灾害。 滑坡、崩塌在我国有着非常广泛的分布。我国滑坡的形成和分布与岩性关系最为密切。在岩性条件类同的情况下,构造条件是滑坡的控制因素。在岩性和构造条件一致时,山坡的地形地貌和坡体的水文地质特点对滑坡的产生有重要影响。 西气东输管道跨越东西,管道工程沿途的气候条件复杂,跨越了暖温带、中温带和亚热带三个温度带。从干湿状况上看,管道沿途穿越了季风区和非季风区,穿越了干旱区、半干旱区、半湿润区和湿润区。宁陕段和山西段虽然雨强不强,但持续时间较长,雨水多入坡,使边坡的水位升高,增加了边坡的压力和静水压力,导致边坡的失稳。在黄土高原地区,由于雨水分流渠道缺乏,雨水多汇集在地势较低洼地区,或沿黄土垂直节理渗入土壤,把土壤侵蚀,裂隙不断扩展,诱发黄土陷穴,降雨流进洞里,进一步加快地面塌陷的形成,往往造成管道的暴露,及对管道的腐蚀。
2.2 地表水 地表水造成的地质灾害主要表现在闪眼的坡脚侧向侵蚀。地表水切割坡脚冲刷下陡峭的山坡,增加河岸的斜坡,随即增加不稳定因素,另一方面,地表水持续侵蚀坡面,在水中浸泡的岩石和土壤的坡度下降,降低边坡力学强度。在重力的作用下,造成坡上强蠕动变形,导致边坡滑坡灾害的发生。边坡滑塌既具有滑动变形的机制、滑床的分布特点,又有崩落、崩塌破坏作用的产物。由于其突发性和频繁发生的特点,常造成大批窑洞、房屋倒塌和人员伤亡,并给该区铁路、公路和长输管道建设造成严重危害。