中原油田原油輸送管道安全運行參數(shù)優(yōu)化研究

劉丹 劉揚 郭彪（河南省濮陽市中原油田油氣儲運管理處，河南濮陽457100）

中原油田原油輸送管道安全運行參數(shù)優(yōu)化研究

劉丹 劉揚 郭彪（河南省濮陽市中原油田油氣儲運管理處，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)化計算模型進行擬合計算，確定了各干線最大安全停輸時間及熱力條件允許下的最小輸量，制定了切實可行的輸油方案，為低輸量管道安全運行提供理論依據(jù)，使管道安全始終處于可控狀態(tài)。

原油管道；超低輸量；安全運行

目前我國東部地區(qū)石油、天然氣產(chǎn)量已經(jīng)進入遞減階段，管道作為石油行業(yè)的首要運輸工具正面臨著產(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)整運行參數(shù)、加強管道監(jiān)控等方式，確保管道始終處于可控狀態(tài)下運行具有重要意義。

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)、管道運行的工況參數(shù)的收集和整理是原油管道安全運行參數(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)的準確性和完整性直接影響到管線實際運行情況的分析，從而影響制定優(yōu)化方案的可行性和科學性。

1.管道運行參數(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。根據(jù)管道運行的實際情況，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)、運行監(jiān)控數(shù)據(jù)、化驗報表等。

2.增設(shè)地溫數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在輸油轄區(qū)內(nèi)均勻分布設(shè)置多個地溫數(shù)據(jù)采集點，錄取固定時間點的地溫數(shù)據(jù)，及時掌握地溫情況，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，幫助指導生產(chǎn)。

二、集輸管線運行現(xiàn)狀分析

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

原油集輸管道本身具有線短、面廣的特點，同時受到原油凝點低、粘度大的物性影響，使其工況越發(fā)復雜。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)的計算取值，然后利用建立的輸油管線工藝參數(shù)優(yōu)化計算模型進行工況分析，掌握現(xiàn)役管道的運行工況。

三、優(yōu)化運行工藝

1.采用間歇輸油

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

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拉運外輸，管道輸送原油量急劇降低，采取間歇輸油，中間活動管線，每天停輸時間約8小時，中間活動管線一次。根據(jù)多次實際輸油情況與理論計算結(jié)果相對比可得出：理論計算時由于各種因素的影響，停輸時進站溫度較實際情況略高（約1℃），導致在相同的啟輸進站溫度下理論停輸時間比實際停輸時間略長（約10min），因此，在確定安全停輸時間時應(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，降低進站溫度，延長停輸時間的常用藥劑。尤其在冬季運行的情況下，低排量造成原油流動慢、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配性以及藥品的加劑量和加劑溫度。

3.采用合輸工藝

當某條管線產(chǎn)量下降明顯，以至于間歇輸送停輸再啟動次數(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，可以考慮將低輸量管道與臨近管道在最近距離點進行合輸臨近管線在交匯處合輸。交匯點的選取需注意周邊環(huán)境，盡量靠近出站端同時避免在人口聚集區(qū)建立計量站，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，相對于冬季運行可以適當降低出站溫度，減少資源浪費、降低輸油成本。同時可以適當添加降凝劑，在保證管道安全運行的前提下進一步降低出站溫度。

四、結(jié)語

通過對原油輸送管道安全運行工藝參數(shù)優(yōu)化的研究，分析了中原油田集輸管網(wǎng)的實際運行情況，制定了在產(chǎn)量進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，降低了管線運行風險系數(shù)，減少了環(huán)境污染，降低了社會危害，進一步提高了油田油氣集輸管道的管理水平，具有較高的實際指導意義。

［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.