王玉江1 楊風斌2 張曉帆3 張延濤4

1.中國石化勝利油田分公司工程技術管理中心； 2.中國石化勝利油田分公司孤東采油廠；

3. 中國石化勝利油田分公司東勝公司； 4. 中國石化勝利油田分公司海洋采油廠

山東黃河三角洲國家級自然保護區(qū)地處渤海之濱，是以保護新生濕地生態(tài)系統(tǒng)和珍稀瀕危鳥類為主的濕地類型自然保護區(qū)。某油田輸油管道總長約25 km，其中21 km地處該自然保護區(qū)內(nèi)，管道兩側各200 m內(nèi)有濕地、森林、河口等。按照GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》，該管道大部分屬于II級高后果區(qū)管段。

1 濕地高后果區(qū)環(huán)境特點

1.1 生態(tài)環(huán)境多變

輸油管道穿越黃河，橫跨保護區(qū)南北。隨著春夏季雨水增多和黃河水量增加，保護區(qū)內(nèi)水位大幅上升，部分管道隨水流漲落侵襲、流道變化和水面遷移由地下變?yōu)樗�下，基礎受損嚴重，出現(xiàn)水中飄浮、錯斷等情況，風險極大。

1.2 生態(tài)系統(tǒng)脆弱

濕地生態(tài)十分脆弱，水文、土壤、氣候等因素都會導致生態(tài)系統(tǒng)的變化。油田管道輸送“易燃、易爆、高壓、高溫”介質(zhì)，一旦發(fā)生泄漏，管道內(nèi)的介質(zhì)將泄漏或噴射到環(huán)境中，油品中的苯系物、多環(huán)芳烴、重金屬等有毒有害物質(zhì)隨油品擴散至土壤和水體，造成污染，嚴重影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

1.3 環(huán)保要求嚴格

生態(tài)文明建設納入國家發(fā)展戰(zhàn)略，要求油田開發(fā)必須與環(huán)境保護和諧相處，采取更加先進的生產(chǎn)技術和管理技術，提升開采、集輸過程的安全環(huán)保條件，滿足對濕地保護區(qū)的環(huán)保要求。

2 濕地高后果區(qū)管道運行風險

2.1 管道敷設環(huán)境條件差

輸油管道處于黃河口自然保護區(qū)，區(qū)域內(nèi)土壤含鹽量高、電阻率低，鹽堿化嚴重，影響管道外腐蝕；地表植被變化及其根系影響導致管線外防腐層破損，加劇外腐蝕。

2.2 輸送介質(zhì)腐蝕成分多

目前原油進入特高含水期，管道介質(zhì)中水分、溶解氧、二氧化碳、硫化物等腐蝕性物質(zhì)致使管道腐蝕和磨損嚴重。

2.3 防腐措施容易失效

輸油管線內(nèi)防腐以環(huán)氧粉末為主，經(jīng)過十多年運行，內(nèi)防腐層局部脫落，高速運行的含砂采出液磨損內(nèi)防腐層，加劇內(nèi)防腐層損壞而失效。 2017年以來先后發(fā)生地上管線、穿越黃河管段腐蝕穿孔，存在較大安全環(huán)保風險。

3 濕地保護區(qū)輸油管道管理對策

3.1 保證管道本質(zhì)安全

（1）管道材質(zhì)選擇。目前在用的管材類型有金屬管+內(nèi)外防腐、不銹鋼及非金屬管，不同管材的性能比較見表 1。

鋼管承壓能力強，具有塑性及韌性好、維修方便等優(yōu)點；不銹鋼管造價高，不適用于大規(guī)模集輸管線；玻璃鋼管抗機械沖擊能力差，一旦損壞會造成大面積污染，不適合保護區(qū)環(huán)境要求；柔性增強復合管一般管徑＜DN150，管徑＞DN150的增強超高分子聚乙烯復合管應用較少，不能在保護區(qū)內(nèi)大面積推廣�？紤]管道等級及其重要程度，輸油管道采用鋼管，并提高設計等級。

（2）外防腐及陰極保護選擇。調(diào)研分析6種防腐形式，性能對比見表 2。

擠壓聚乙烯(2PE、 3PE)外防腐層比其他防腐層有絕對優(yōu)勢。 3PE與鋼管粘接力強，抗機械沖擊，耐土壤應力，抗陰極剝離，耐腐蝕，具有環(huán)氧粉末和聚乙烯防腐層的雙重優(yōu)點，各項綜合性能優(yōu)異。在滿足技術要求的前提下，綜合考慮防腐層造價、周邊防腐預制條件等因素，鋼制管道采用3PE防腐層、補口采用輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮套、埋地保溫管線選用3PE+30 mm厚聚氨酯泡沫黃夾克。

（3）內(nèi)防腐選擇。不同內(nèi)防腐特性對比見表 3。

HDPE與EXPE內(nèi)襯各方面性能相差不大， EXPE耐溫性能稍好；賽克54陶瓷和玻璃釉抗磨蝕和耐高溫性能比其他涂料優(yōu)異，但是價格偏高，且玻璃釉防腐層為高溫一次成型，目前沒有成熟的焊口處理工藝，管線焊口缺陷易加速局部腐蝕。

考慮采出液礦化度高、強腐蝕性，管道地處自然保護區(qū)環(huán)保風險高，管道內(nèi)防腐選用賽克54+智能小車內(nèi)補口。

3.2 完善安全配套措施

加強保護區(qū)內(nèi)高后果區(qū)管道完整性管理，如完 善三樁一牌設置，管道沿線加密設置標志樁及警示牌等。

3.3 提升信息化手段

管線首末端處均設置電動快速切斷閥，可實現(xiàn)遠程關斷。輸油管道泄漏監(jiān)測技術與快速切斷閥聯(lián)動，為快速定位、緊急關斷和應急搶修提供自控手段。目前常用的分布式光纖監(jiān)測技術和負壓波監(jiān)測技術見表 4。

輸油管道黃河北段設計量站1處，輸送含水原油中含伴生氣，不宜采用負壓波監(jiān)測技術。確定采用分布式光纖泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，沿管線同溝敷設測溫光纜進行監(jiān)測。

4 結語

（1）預防與治理相結合，加強管道本質(zhì)安全管理，強化管道防腐技術應用，通過泄漏監(jiān)測、無人機巡檢、視頻監(jiān)控等信息技術手段，提升濕地高后果區(qū)管理水平。

（2）濕地高后果區(qū)管理是長期動態(tài)變化的過程，要持續(xù)跟蹤管道鋪設狀態(tài)，經(jīng)常性開展風險評價和維修保護，保障管道安全運行。

（3）落實管道監(jiān)測制度，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析確定管線運行狀況和更換周期，提前編制整改方案，降低管道運行風險。

作者：王玉江，教授級高級工程師，勝利油田高級專家。