威遠氣田管道完整性管理的實踐與思考

陶小波 羅俊剛 張 宇 薛 東

（中國石油西南油氣田公司蜀南氣礦樂山采氣作業(yè)區(qū)，四川 威遠 642450）

0 引言

油氣輸送管道長時間服役后，會因外部干擾、腐蝕、管材和施工質(zhì)量等原因發(fā)生失效事故，導致火災、爆炸、中毒，造成重大經(jīng)濟損失、人員傷亡和環(huán)境污染。國外在繼續(xù)重視油氣管道失效分析工作的同時，提出了管道完整性管理的理念，并頒布了相關(guān)的標準和規(guī)范。實施油氣管道完整性管理，不僅可以降低管道事故發(fā)生率，而且還能夠避免不必要和無計劃的管道維修和更換，從而獲得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。完整性管理是油氣管道安全運行的重要保障。

所謂管道完整性管理，是指管道管理單位通過對天然氣管道運營中面臨的風險因素的識別和技術(shù)評價，制訂相應的風險控制對策，不斷改善識別出的不利影響因素，從而將管道運營的風險水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，建立以通過監(jiān)測、檢測、檢驗等方式獲取與專業(yè)管理相結(jié)合的管道完整性信息，對可能使管道失效的主要威脅因素進行檢測、檢驗，據(jù)此對管道適應性進行評估，最終達到持續(xù)改進、減少和預防管道事故發(fā)生，經(jīng)濟合理地保證管道安全運行的目的。

1 威遠氣田管網(wǎng)完整性管理的重要性

據(jù)石油化工協(xié)會統(tǒng)計，2000 年西歐17 國現(xiàn)役長距離輸油管道總長度約為3.08×104km，42%的管道運行已超過35 年，處于事故多發(fā)階段。由于重視安全并采取完整性管理等多種措施加強安全管理，泄漏事故率比30年前下降4.8倍。雖然其管道總長度比20世紀初期增加了近2倍，但每年的泄漏次數(shù)下降了30%。意大利的SNAM 公司經(jīng)營2.9×104km 的天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)，其中有的已經(jīng)運行50多年，80%的管網(wǎng)受到雜散電流的強烈影響，大部分壓力大于2.4 MPa。SNAM 公司實施完整性管理策略，使系統(tǒng)保持高度安全及低成本狀態(tài)，節(jié)約了1／3的費用。

威遠氣田于1965 年正式開發(fā)，部分配套管線沿用至今?，F(xiàn)氣田管網(wǎng)呈環(huán)形分布，由于管線建設(shè)比較早，且受威遠氣田地形的限制，集氣干線和支線沒有收發(fā)球裝置和陰極保護裝置。

威遠氣田現(xiàn)有管線共計169 條，總長度為456.881 km。其中在用管線88 條，總長度為268.346 km；停用管線81 條，總長度為197.715 km。由于管線長期輸送含高礦化度氣田水和硫化氫的天然氣，腐蝕十分嚴重，穿孔、泄漏時有發(fā)生，維修工作量大。為了降低管線的運行風險和成本，保障威遠氣田管網(wǎng)高效、安全運行，對威遠氣田管網(wǎng)進行完整性管理勢在必行。

2 威遠氣田管網(wǎng)完整性管理實踐

樂山采氣作業(yè)區(qū)負責威遠氣田管網(wǎng)完整性管理，成立了以主管管道的副經(jīng)理為組長的完整性管理小組，成員由生產(chǎn)技術(shù)、HSE、財務(wù)等部門的負責人組成，具體負責作業(yè)區(qū)天然氣管道及其附屬設(shè)施完整性管理工作。

2.1 明確作業(yè)區(qū)完整性管理職責

作業(yè)區(qū)按照西南油氣田公司和蜀南氣礦關(guān)于管道完整性管理辦法的規(guī)定，制訂了作業(yè)區(qū)完整性管理職責。規(guī)定生產(chǎn)技術(shù)部門具體負責數(shù)據(jù)收集與整理、高后果區(qū)識別、風險評價、完整性評價、維修與維護等日常工作；HSE 辦公室負責配合生產(chǎn)部門做好資料收集與分析工作；財務(wù)部門具體負責管道維修與維修、檢查等資金的落實。

2.2 明確完整性管理目標

1）長期目標。堅持經(jīng)濟、合理、可行的原則，將管道風險控制在可接受的范圍內(nèi)，確保管道始終處于安全可靠的服役狀態(tài)；對所轄天然氣管道實施完整性管理循環(huán)，并建立持續(xù)運行機制。

2）短期目標。①在2011 年將威遠氣田管網(wǎng)所屬88條在用管線進行一次完整性管理循環(huán)。②在作業(yè)區(qū)內(nèi)開展完整性管理培訓，使專職巡線工和井站員工達到能夠正確識別高后果區(qū)與風險評價的水平。③完善管道靜態(tài)及動態(tài)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上識別出高后果區(qū)，按照管道完整性管理辦法對其進行風險評價及管道完整性評價。④對分析比選出存在安全隱患的管道，按輕重緩急的原則，依次進行換管或改線，消除隱患，保障管道安全運行。

2.3 制訂作業(yè)區(qū)管理方案

編制下發(fā)了《樂山采氣作業(yè)區(qū)管道完整性管理方案》，方案中包括了完整性管理的日常工作、考核辦法、高后果區(qū)管理等。修訂了作業(yè)區(qū)緩蝕劑加注、管道巡線管理、集輸管道管理、清管通球和陰極保護裝置管理等管理方案。

2.4 加強數(shù)據(jù)的收集與整理

1）靜態(tài)數(shù)據(jù)。由于靜態(tài)資料涉及面廣，內(nèi)容多，作業(yè)區(qū)完整性管理小組按照分工，每人收集與本崗位對應的資料，并重點參照了2008 年的測繪資料，最后進行梳理，共錄入信息1 200余條，包括威遠氣田管線、管段、管線穿跨越、管線露管、浮管等信息。

2008 年，蜀南氣礦委托四川省第一測繪工程院對威遠氣田管網(wǎng)進行了測繪，對管線基礎(chǔ)GPS 地理信息、管線周邊200m 建筑物情況、穿跨越、露管、浮管等管線環(huán)境數(shù)據(jù)進行了詳細的探查并用GPS 進行了精確定位，為下一步建立管道場站管理系統(tǒng)打下了堅實的基礎(chǔ)。

2）動態(tài)數(shù)據(jù)。威遠氣田管網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)以2008年為起點，共統(tǒng)計700余條，包含管線運行、搶險、陰極保護、管線失效與外防腐層嚴重破損點修復等信息。

通過對威遠氣田靜態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)的收集與整理，建立了管道完整性管理系統(tǒng)，為威遠氣田管網(wǎng)進行完整性管理打下了良好的基礎(chǔ)。

3）失效分析。2008-2011 年7 月，威遠氣田管網(wǎng)共發(fā)生9次管線失效，失效的根本原因是第三方破壞和腐蝕。對此，作業(yè)區(qū)建立了失效數(shù)據(jù)庫，并認真對失效事件進行了分析，形成分析報告。失效數(shù)據(jù)庫的建立為風險評價和完整性評價奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.5 高后果區(qū)評價

2010年作業(yè)區(qū)對威遠氣田管網(wǎng)進行了首次高后果區(qū)識別，共識別出管線高后果區(qū)40處，共59.897 km，2011 年對威遠氣田管網(wǎng)再次進行高后果區(qū)識別，共識別出管線高后果區(qū)42處，63.049 km。

2.6 風險評價

對2010 年識別出的高后果區(qū)，管道完整性小組運用修正KENT 打分法進行了風險評價，識別出腐蝕、第三方破壞為威遠氣田管網(wǎng)中風險最大的因素。

2.7 完整性評價

2010 年，作業(yè)區(qū)將識別出的高后果區(qū)管段按照風險得分進行了排序，并對較高風險段威5井站至威108井氣舉支線嘗試了管道外檢測（PCM），采取挖探坑的方式檢查管道外腐蝕情況。依據(jù)檢測結(jié)果，對威5 井站至威108 井氣舉管線進行了完整性評價。

2.8 完整性管理措施

作業(yè)區(qū)對曹威線、威資線編制了完整性管理方案，對其余管線編制了作業(yè)區(qū)整體完整性管理方案。其中針對高后果區(qū)風險評價中主要危害因素為第三方破壞的管段，作業(yè)區(qū)采取了以下措施：

1）加強巡線工作。加強管理，以制度規(guī)范管線巡管、維護、清管及管道保護設(shè)施管理等日常工作。要求巡線員工在每月4次的正常巡線時，必須及時了解沿線礦產(chǎn)資源開發(fā)進度，村民的修房、修路動向，并且要求巡線工對每條管線的特殊地段如河流穿越、礦產(chǎn)開發(fā)，林地、城區(qū)周邊、高速公路施工范圍內(nèi)地段等進行加密巡查，并做好及時的宣傳告知工作。

2）企地共管。與地方政府聯(lián)合開展天然氣管道保護宣傳活動，活動以播放宣傳片、制作展板、發(fā)放傳單、接受當?shù)厝罕娮稍兊刃问介_展《石油天然氣管道保護法》宣傳，增強民眾保護管道的意識，努力營造管道保護企地共管的良好氛圍。

3）加強高后果區(qū)管理。針對威遠工業(yè)園區(qū)建設(shè)對作業(yè)區(qū)重要輸氣管道（徐威線和曹威線）造成安全隱患的實際情況，制訂了保護該區(qū)特殊管段的專項預案，加強巡線管理（每天1～2 次），同時積極與地方相關(guān)部門溝通，嚴防出現(xiàn)第三方破環(huán)。

針對東曹線、威6井至威5井集氣干線、威86井至威28井氣舉管線等11條集輸氣、輸鹵管道可能受第三方損壞的高風險區(qū)域，采取修筑管涵、增加混凝土覆蓋層、加密安裝管墩、管道警示樁、設(shè)置警示帶等措施消減風險。

積極督促地方天然氣公司對東榮線和威資線高后果區(qū)域進行管段更換。

4）加強短板管理。積極完成威39 井等6 條集輸氣管線隱患整改工作。針對高后果區(qū)風險評價主要危害因素為腐蝕管段，作業(yè)區(qū)采取了以下方式：①降壓使用，如威28 井至威26 井燃料氣管線，原是集氣管線，現(xiàn)降壓使用，改為燃氣管線。②通過管道常規(guī)檢測再次對該管段進行風險識別和風險評價，根據(jù)評價結(jié)果再進行完整性評價并采取相應的風險削減措施。

3 威遠氣田完整性管理的初步成效與不足

3.1 初步成效

威遠氣田通過加強管網(wǎng)完整性管理，從2011年至今，未出現(xiàn)過第三方破壞損壞管道的事件。

3.2 不足之處

1）由于威遠氣田管網(wǎng)部分管線建設(shè)和運行時間長，其數(shù)據(jù)收集整理難度較大，如早期設(shè)計、竣工、維護、搶險等資料，追溯難度極大。

2）風險評價方面，由于采用的是改進的KENT方法，這種專家評分法人為因素占比高，由于每個人對管線的掌握程度和自身經(jīng)驗等不同，最后得分都不同。

3）完整性評價手段較為單一，多數(shù)評價手段都需要依靠高科技和專業(yè)技術(shù)作支撐，目前作業(yè)區(qū)缺乏技術(shù)和設(shè)備的進一步支撐。

4）作業(yè)區(qū)對完整性管理技術(shù)掌握不夠，還需要進一步學習、提高。

4 提升威遠氣田管網(wǎng)完整性管理水平的思考

4.1 完善管理措施，形成閉環(huán)

將威遠氣田管網(wǎng)從被動管理提升到主動管理，將設(shè)計、施工、操作、維護、測試、檢測每個環(huán)節(jié)形成閉環(huán)，整理資料形成臺賬，為高后果區(qū)識別、風險評價、完整性評價奠定良好基礎(chǔ)，提高準確性。

4.2 加強人員管理

由于威遠氣田管網(wǎng)完整性管理還處于人員自行識別、評價、編制方案的階段，目前還沒有專家系統(tǒng)來自動判斷，評價的準確性、預見性完全取決于評價人員的個人能力，所以一定要加強人員的協(xié)調(diào)、配置、培訓，制定不同的培訓計劃，加強員工的技術(shù)培訓，確保員工專業(yè)技能的不斷提升。

4.3 加強新建管線前期工作

由于威遠氣田山林多被私人承包，且周邊還有很多采石廠、煤場等，在設(shè)計選線時，作業(yè)區(qū)管道工程師要參與設(shè)計現(xiàn)場走線，選出一條既避開高后果區(qū)又合理優(yōu)化的線路。在管線建設(shè)階段，管道工程師要嚴格把關(guān)管線關(guān)鍵環(huán)節(jié)的現(xiàn)場驗收，保障管線建設(shè)質(zhì)量。

4.4 加強數(shù)據(jù)整理

管道完整性管理的核心環(huán)節(jié)在于風險評價，需要依靠大量的管線靜態(tài)與動態(tài)數(shù)據(jù)，因此需要建立完善的管線檢測、運行、失效等數(shù)據(jù)臺賬，以方便開展風險評價、完整性評價和編制完整性管理方案。要做好以上工作，就需要認真收集資料和分析數(shù)據(jù)。

4.5 依靠科研單位雄厚的科技實力

對管線進行風險評價后，還需要進行完整性評價，這就需要采取先進的科技手段開展外腐蝕直接評價技術(shù)和內(nèi)腐蝕直接評價技術(shù)，對高后果區(qū)管段進行完整性評價，并對評價結(jié)果進行響應，然后再進行評價，并編制完整性管理方案。

5 對威遠氣田管網(wǎng)綜合管理的設(shè)想

管道完整性管理包含了領(lǐng)導與承諾、變更管理、風險管理、培訓等11 個方面的審核細則，屬于HSE 體系的一個方面。為了加強管道完整性管理，確保管網(wǎng)本質(zhì)安全，擬建立一個平臺，對威遠氣田進行綜合管理。

5.1 綜合管理的目標

以深化“以人為本、預防為主、資產(chǎn)完整、安全可控、全員參與，持續(xù)改進”的理念為目標，以培訓為重要手段，加強員工體系融合意識和工作水平的提升，將威遠氣田管網(wǎng)的生產(chǎn)管理、HSE 體系管理等和管道完整性管理等進行有機結(jié)合，互相支撐，提高威遠氣田管網(wǎng)技術(shù)管理水平，降低管網(wǎng)運行風險，將管網(wǎng)運行處于受控狀態(tài)。

5.2 建立綜合管理平臺

通過對威遠氣田幾年的綜合管理后，積累豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，以“整合生產(chǎn)系統(tǒng)與HSE、ERP、專家診斷系統(tǒng)以及完整性管理系統(tǒng)，建立綜合管理平臺，相互支撐促進”為中心思想建立統(tǒng)一平臺。利用專家系統(tǒng)開展風險評價，并有針對性地提出完整性評價措施，然后由管道工程師編制管道完整性管理方案，通過這種模式進行管道管理（見圖1），爭取達到公司先進水平。

圖1 威遠氣田管網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)圖

6 結(jié)束語

在威遠氣田管網(wǎng)完整性管理的實踐中，運用科學化、程序化、規(guī)范化等手段，將管道可研、設(shè)計、施工、運行各個階段形成閉環(huán)，不斷識別和評估面臨的各種風險因素，采取相應措施削減風險，經(jīng)濟合理地將管道風險水平控制在可接受范圍之內(nèi)，其實踐與探索為基層作業(yè)區(qū)老氣田管道完整性管理提供了經(jīng)驗。