中原油田原油輸送管道安全運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究

劉丹 劉揚(yáng) 郭彪（河南省濮陽市中原油田油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處，河南濮陽457100）

中原油田原油輸送管道安全運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究

劉丹 劉揚(yáng) 郭彪（河南省濮陽市中原油田油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處，河南濮陽457100）

結(jié)合中原油田產(chǎn)量呈逐年遞減、輸油量無法滿足設(shè)計(jì)輸量的現(xiàn)狀，完善的輸油管線基礎(chǔ)參數(shù)，建立低輸量管線工藝參數(shù)優(yōu)化計(jì)算模型進(jìn)行擬合計(jì)算，確定了各干線最大安全停輸時(shí)間及熱力條件允許下的最小輸量，制定了切實(shí)可行的輸油方案，為低輸量管道安全運(yùn)行提供理論依據(jù)，使管道安全始終處于可控狀態(tài)。

原油管道；超低輸量；安全運(yùn)行

目前我國東部地區(qū)石油、天然氣產(chǎn)量已經(jīng)進(jìn)入遞減階段，管道作為石油行業(yè)的首要運(yùn)輸工具正面臨著產(chǎn)量遞減而帶來的巨大隱患和困難。因此，在盡量減少更換設(shè)備的情況下，通過優(yōu)化工藝流程、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)、加強(qiáng)管道監(jiān)控等方式，確保管道始終處于可控狀態(tài)下運(yùn)行具有重要意義。

一、原油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合

現(xiàn)役管道的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、輸送原油的物性參數(shù)、管道運(yùn)行的工況參數(shù)的收集和整理是原油管道安全運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性直接影響到管線實(shí)際運(yùn)行情況的分析，從而影響制定優(yōu)化方案的可行性和科學(xué)性。

1.管道運(yùn)行參數(shù)的收集與整合。中原油田集輸管道具有管線規(guī)格多、運(yùn)行年限長、部分管道因打孔、腐蝕等原因具有不同程度的損傷等特點(diǎn)。根據(jù)管道運(yùn)行的實(shí)際情況，收集與管道及原油物性相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，包括歷史數(shù)據(jù)、運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、化驗(yàn)報(bào)表等。

2.增設(shè)地溫?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在輸油轄區(qū)內(nèi)均勻分布設(shè)置多個(gè)地溫?cái)?shù)據(jù)采集點(diǎn)，錄取固定時(shí)間點(diǎn)的地溫?cái)?shù)據(jù)，及時(shí)掌握地溫情況，定期反算和分析管線的總傳熱系數(shù)，分析管線沿線的散熱和結(jié)蠟情況，幫助指導(dǎo)生產(chǎn)。

二、集輸管線運(yùn)行現(xiàn)狀分析

建立輸油管線工藝參數(shù)優(yōu)化計(jì)算數(shù)學(xué)模型。為了方便輸油參數(shù)計(jì)算，在原有生產(chǎn)系統(tǒng)中，建立一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)輸油參數(shù)運(yùn)行數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算等功能的管線工藝參數(shù)優(yōu)化計(jì)算模型，使管線參數(shù)計(jì)算由以前的專業(yè)技術(shù)人員人工計(jì)算變成易操作、易查詢的自動(dòng)計(jì)算，參數(shù)計(jì)算常態(tài)化，崗位人員隨時(shí)都可以查看發(fā)現(xiàn)管線運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，保障管線安全運(yùn)行。

原油集輸管道本身具有線短、面廣的特點(diǎn)，同時(shí)受到原油凝點(diǎn)低、粘度大的物性影響，使其工況越發(fā)復(fù)雜。更具監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中提供的歷史數(shù)據(jù)整合后，計(jì)算各條管線的流態(tài)，反推管道總傳熱系數(shù)，利用加權(quán)平均法按月份選取總傳熱系數(shù)的計(jì)算取值，然后利用建立的輸油管線工藝參數(shù)優(yōu)化計(jì)算模型進(jìn)行工況分析，掌握現(xiàn)役管道的運(yùn)行工況。

三、優(yōu)化運(yùn)行工藝

1.采用間歇輸油

原油集輸管道因其本身特點(diǎn)采用間歇輸送存在一定的弊端，比如因原油凝點(diǎn)高導(dǎo)致停輸時(shí)間受限，因此較少，但因其具有成本低、效率高、便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)可在原油產(chǎn)量低于一定值時(shí)采取間歇輸送。

采油二廠線停輸數(shù)據(jù)分析。由于煉廠裝置生產(chǎn)能力增加，日加工量上升，中原油田采油二廠部分原油采用汽車?yán)\(yùn)外輸，管道輸送原油量急劇降低，采取間歇輸油，中間活動(dòng)管線，每天停輸時(shí)間約8小時(shí)，中間活動(dòng)管線一次。根據(jù)多次實(shí)際輸油情況與理論計(jì)算結(jié)果相對比可得出：理論計(jì)算時(shí)由于各種因素的影響，停輸時(shí)進(jìn)站溫度較實(shí)際情況略高（約1℃），導(dǎo)致在相同的啟輸進(jìn)站溫度下理論停輸時(shí)間比實(shí)際停輸時(shí)間略長（約10min），因此，在確定安全停輸時(shí)間時(shí)應(yīng)保留一定富裕量，以保證安全生產(chǎn)。

2.采用添加降凝劑

添加藥劑是油品輸送過程中常用的處理方法，降凝劑是降低原油凝點(diǎn)，降低進(jìn)站溫度，延長停輸時(shí)間的常用藥劑。尤其在冬季運(yùn)行的情況下，低排量造成原油流動(dòng)慢、散熱量大，極易造成原油凝管事故，投加降凝劑是有效保障管線平穩(wěn)運(yùn)行的有效措施。在投加降凝劑的過程中要注意藥品和原油的復(fù)配性以及藥品的加劑量和加劑溫度。

3.采用合輸工藝

當(dāng)某條管線產(chǎn)量下降明顯，以至于間歇輸送停輸再啟動(dòng)次數(shù)頻繁、加劑輸送成本高，兩種輸油方式均存在一定弊端，無法滿足安全上的要求時(shí)，可以考慮將低輸量管道與臨近管道在最近距離點(diǎn)進(jìn)行合輸臨近管線在交匯處合輸。交匯點(diǎn)的選取需注意周邊環(huán)境，盡量靠近出站端同時(shí)避免在人口聚集區(qū)建立計(jì)量站，其他輔助設(shè)施也應(yīng)考慮在內(nèi)。

4.優(yōu)化夏季出站溫度

夏季氣溫高，埋地管線周圍土壤介質(zhì)的溫度也高，油品散熱量降低，相對于冬季運(yùn)行可以適當(dāng)降低出站溫度，減少資源浪費(fèi)、降低輸油成本。同時(shí)可以適當(dāng)添加降凝劑，在保證管道安全運(yùn)行的前提下進(jìn)一步降低出站溫度。

四、結(jié)語

通過對原油輸送管道安全運(yùn)行工藝參數(shù)優(yōu)化的研究，分析了中原油田集輸管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，制定了在產(chǎn)量進(jìn)一步降低的情況下能夠采取的有效措施，保證了管道低輸量運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定行，有效預(yù)防了低輸量管道事故的發(fā)生，降低了管線運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，減少了環(huán)境污染，降低了社會(huì)危害，進(jìn)一步提高了油田油氣集輸管道的管理水平，具有較高的實(shí)際指導(dǎo)意義。

［1］SY/T 5767-2005，管輸原油降凝劑技術(shù)條件及輸送工藝規(guī)范.