完整性管理高效運營海底管道

□ 文/中國海洋石油有限公司

完整性管理高效運營海底管道

□ 文/中國海洋石油有限公司

中國海洋石油（中國）有限公司（以下簡稱中國海油）自1985年在渤海埕北鋪設第1條海底管道以來，許多海底管道逐步進人了中后期服役階段。由于受當初技術經濟條件的制約，以及設計、施工水平、材料缺陷和多年運行的損傷等原因，有些管線已存在不同程度的損傷，近年還發生過數次管線損壞事故，更給管道安全造成了嚴重的威脅。導致事故發生的原因包括第三方破壞、內腐蝕、工程質量、外腐蝕和操作原因，其中第三方破壞占故障總數的41%；管道內腐蝕占故障總數的23%；管道外腐蝕占故障總數的20%；由于受海底管道制造缺陷、施工缺陷以及焊接缺陷影響，導致管道發生泄漏的占故障總數的10%，這類事故原由于工程質量引起的，同時由于工程階段涂敷質量導致的外腐蝕也可歸該類事故（圖1）。

由于海底管道事故造成的經濟損失非常嚴重，某分公司從2006-2011年期間，重大設施搶修共計投入直接費用49.2億，其中海底管道費用15.24億。

根據“十二五”在建油氣田建設規劃，到2015年底，中國海油海底管道總長度將達到6000多公里。海底管道的安全生產與管理是中國海油實現風險管理，確保海底管道的安全性、可靠性，預測并預防事故的發生，減少或避免事故帶來的經濟和產量損失；優化各項維護支出，避免海底管道維護方面的資金和資源浪費，最優化的方式使全生命周期成本達到最小，提升企業管理水平的重要戰略。

圖1 海底管道事故統計（按事故原因統計）

中國海油海底管道完整性管理的先進性、創新性主要體現在以下幾個方面：優化管理組織機構，成立海底管道完整性管理職能結構；建立海底管道完整性管理體系，統一規范管理；加強建設期管理，實現全生命周期管理；引入先進的完整性管理技術，實現基于風險的管理；開展海底管道完整性管理效能評估，督促落實管理要求；建設海底管道完整性管理信息平臺，有效提升完整性管理的水平和效率；加強應急能力和技術建設，保證海上油氣田安全有序生產。

一、建立一套海底管道完整性管理體系

完整性管理體系是針對完整性管理的計劃、實施、效能、評審、培訓、持續改進等內容，建立一套具有規范性、強制性和科學性的可執行的、可操作性和可遵循的管理技術文件。通過管理體系文件來表達明確的要求和信息，使管理和執行人員目標一致，統一行動；并通過管理體系文件來傳遞所需信息，利用這些信息實現完整性管理活動的目標和持續改善，使管理活動具有可追溯性、重復性。完整性管理體系的建立，可實現公司完整性管理達到世界先進公司水準。

1. 管理延伸至工程階段，實現全生命周期管理

海底管道全生命周期的完整性管理工作核心是以風險分析、完整性檢測與評價技術等做支撐，為管理者提供海底管道全過程潛在風險及風險等級，并給出風險管控的措施，以最終降低安全風險、環境風險和運營風險。

海底管道全生命周期完整性管理可分為以下四個階段:前期研究階段、工程建設階段、運營維護階段和廢棄階段；從大的方面來分又可分為建立完整性階段和保持完整性階段（圖2）。

前期研究階段主要關注設計基礎的準確性和風險因素識別和分析情況，設計階段主要關注監測裝置的設置情況、風險控制措施、高后果區識別情況和檢測空間等內容。前期研究和設計階段完整性管理手段為編寫完整性分析報告并進行審查。自2013年2月下發了《關于開展設備設施完整性管理工作的通知》后，開發生產部與研究中心先后編寫了前期研究和基本設計《完整性分析報告編寫要求》，至2013年年底，共完成8個前期研究、2個基本設計完整性分析報告的編寫和審查，充分分析了海底管道在前期研究和設計階段的風險并采取了相應措施，有效避免了海底管道類似事故的發生，并充分考慮了良好作業實踐的借鑒。

工程建設階段主要關注變更管理、工程質量管理、資料完整性管理和基線檢測情況。自2013年2月下發了《關于開展設備設施完整性管理工作的通知》后，為更好了解工程階段完整性管理開展情況，開發生產部會商工程建設部完成了麗水36-1和南海深水2個項目組的調研、評估、考核工作，針對工程建設階段海底管道后調查情況、埋設保護情況、設計變更情況和文檔保存情況進行了專題報告。

在油氣田試生產后的1.5年內，作業單元開展海底管道生產適應性評估，并將評估結果及時反饋給前期研究、工程設計與建設等單位或部門，完成了縱向管理溝通工作，實現了海底管道的閉環管理。自2012年海底管道完整性管理體系發布后，先后開展了番禺4-2/5-1綜合調整項目和流花19-5項目生產適應性評估工作，2014年初步計劃完成4個新建投產海底管道的生產適應性評估工作。

2. 加強常規運行管理，提高海底管道管理水平

海底管道的運行工況監測、介質組分分析、化學藥劑篩選/使用與第三方評價、常規清管、陰極保護檢測與分析、警示與巡線、異常運行工況管理等工作，通稱為海底管道常規運行管理工作，在未開展完整性管理之前中國海油已扎實有效地開展了此類工作，但在某些方面還存在欠缺，需要加強管理，并制定相應的標準規范。

圖2 海底管道完整性管理的四個主要階段

海底管道常規清管是有效減緩腐蝕、保障流動安全的最有效手段。截止到2011年底，中國海油海底管道的通球率僅為40%，有一半以上的海底管道尚未開展常規通球工作。未有效開展常規通球工作的原因有很多，如歷史上發生過卡堵，管道中間有變徑、彎頭彎曲半徑小，長期未通內部狀況不了解，重要集輸管道設施不敢通等。海底管道完整性管理體系發布后，在中國海油的統一安排下，各分公司逐步對未清管通球和復雜的海底管道開展了研究和通球工作，采取了收發球筒適應性改造、漸進式清管方案等措施，取得了一定的進展。截至2013年底，有限公司海底管道數量為272條，其中不能通球管線為76條；已通球數量為139條，通球率為51.1%，比2011年提高了約10個百分點。

化學藥劑篩選/使用與第三方評價是預防普通碳鋼海底管道腐蝕的最主要手段，有限公司海底管道日常運行管理中一直在開展化學藥劑篩選/使用工作，但化學藥劑使用效果評價工作未能有效開展起來。海底管道完整性管理體系發布后，明確了化學藥劑第三方評價的頻率和方法，在有限公司的統一安排下，各分公司正開展化學藥劑使用效果評價工作，有效評估了化學藥劑的使用效果，為化學藥劑篩選和使用提供了指導意見，減緩了海底管道產生腐蝕的風險。

3. 引入風險評估和檢測技術，開展海底管道完整性管理

運營維護階段海底管道的完整性管理的目標：借鑒國內外先進的海底管道完整性管理理念，采用先進的管理方法和內外檢測、風險評估、維修與維護技術，提高管理水平。工作環節和內容則采用6步循環法，按照PDCA的步驟開展，包括：數據收集、高后果區識別、風險評價與檢測方案、完整性評價、減緩措施/改造/維修、效能評估與持續改進等內容（圖3），其中風險評估與檢測方案、完整性評估與效能評價是此階段的完整性管理關注重點。

海底管道完整性管理的重點在于高后果區和高風險區，海底管道完整性管理體系，根據陸地管道高后果區的識別方法，創新性地提出了海底管道高后果區識別辦法，制定了明確統一的高后果識別準則；針對風險評估，制定了明確統一的危害識別準則，識別出海底管道各管段尤其是高后果區段可能存在的危害，采用了半定量評價法，針對第三方破壞與機械損傷、腐蝕與沖蝕、設計與工程建設、結構、運行與管理、自然與地質災害等6大類風險因素，共計76項指標，開展海底管道的風險評估。2013年在中國海油的統一安排下，各分公司開展了海底管道高后果區識別和風險評估工作，有效識別出了各作業單元的高后果區和高風險區海底管道，并制定了相應的控制措施。

海底管道完整性檢測和評價是管理高后果和高風險海底管道的有效手段。海底管道的檢測技術分為內檢測技術、外檢測技術和外勘察技術，針對不同的風險因素實施不同的檢測技術。內外腐蝕是造成海底管道事故的最大風險因素，通過開展實施內檢測，可提前發現危險點，采取預防維修措施。由于歷史原因和傳統管理理念，造成了有限公司開展內檢測工作的海底管道非常少，至2011年底，共有11條海底管道開展了內檢測工作。海底管道實施完整性管理后，中國海油引入油建公司作為海底管道內檢測工作的戰略合作伙伴，長期租用國外的漏磁智能檢測球，針對高腐蝕性、高風險和高后果的海底管道按照輕重緩急、先易后難的順序加強海底管道內檢測工作，2012年至2013年期間，共開展了24條海底管道的內檢測工作，特別是針對渤海地區在“十一五”期間大規模采用的單層保溫管，有限公司共有單層保溫管23條，已檢測管道15條，其中嚴重腐蝕3條、中度腐蝕3條、輕微腐蝕4條、無腐蝕5條，通過內檢測工作的開展，及時發現海底管道隱患，提前采取了預防措施，有效避免了產量損失和環境污染。

圖3 運營維護階段海底管道完整性管理流程

圖4 海底管道完整性管理信息平臺

4. 開展完整性管理效能評估，督促落實完整性管理要求

為了了解海底管道完整性管理目標和工作計劃完成情況、完整性管理系統的有效性，促進各級單位、各級人員按照完整性管理要求開展各項活動，不斷提高管理效能，達到海底管道安全運行的目的，開展海底管道完整性管理效能評估。中國海油在海底管道完整性管理體系文件中，對效能評價要素、要求、方式、頻率和指標都進行了明確規定。

二、建立海底管道完整性管理信息平臺

海底管道完整性信息系統的建設為海底管道完整性管理業務提供信息化管理手段，整合完整性管理方法和理念，使各分公司完整性管理基于統一的標準，對管理過程進行規范，有效提升完整性管理的水平和效率；信息系統對信息進行完整記錄和匯總，實現海底管道全生命周期、各類完整性數據統一、規范管理，確保數據可靠性和安全性，提高數據利用效率，為完整性各項業務等提供數據支持，為海底管道相關專業人員提供完整性信息綜合高效查詢服務；清晰掌握海底管道風險，明確各管線或管段的風險等級及危害因素，明確海底管道各類缺陷及安全運行條件；優化投資決策，動態跟蹤執行，為海底管道維修維護計劃制定，優化投資等提供科學決策依據，實現海底管道風險治理執行情況的動態跟蹤管理。

海底管道完整性管理信息平臺（圖4）為有限公司、各分公司、作業區等海底管道管理及業務人員提供統一工作平臺，實現標準化、規范化管理，實現了基于風險的管理，實現了海底管道完整性管理業務統一、高效管理，與世界先進管理水平接軌。

海底管道搶修項目與常規項目的區別在于緊急，技術方案的確定、承包商的響應和應急物資的準備都要滿足應急的需求。通過多年的項目積累，有限公司已經摸索出一套行之有效的途徑，滿足應急項目的需求。

※ 簽訂戰略協議，加快應急響應速度

中國海油在2011年與海油工程公司簽訂了海底管道搶修框架協議。協議中明確了未來海底管道搶修工程將以工程訂單的形式委托海油工程執行，海油工程在接到訂單后立即啟動應急響應，著手開展工作。這個協議的簽訂，為海底管道搶修工程從管理流程上鋪平了道路。海油工程以此為契機，完善了公司內部涉及搶修工程的管理流程，在施工船舶調遣、技術方案審查、外部資源獲取等方面大幅度簡化流程，使得搶修工程能夠在一個非常連貫和通暢的大道上疾馳。海油工程公司在2011年6月成立維修/管道公司，作為海底管道維修和應急搶修工程的具體實施者。框架協議的簽訂，有效縮短了應急響應時間，保障了恢復生產，減少了環境污染影響。

※ 儲備應急維修物資，加快搶修速度

海底管道應急維修備件基本依靠進口定制，供貨周期長，中國海油2012年在塘沽、湛江、深圳等地建立了備件庫，涵蓋機械連接器、球法蘭、旋轉法蘭、結構管卡、封堵卡具等，基本能夠覆蓋總公司轄內管道設施，并且專門為海底管道維修備件存儲制定了存儲和保養辦法，為應急物資的存放和維保做好了準備，為部分搶修項目減少了長線采辦時間，發揮了重要作用。

※ 建立專業支持力量，加強搶修技術研究

海底管道搶修項目技術方案的確定方法也須滿足應急的要求，通過多年的項目積累，有限公司已經摸索出一套行之有效的途徑，首先初步了解現場情況，提出2-3套搶修施工思路，并按此準備施工方案、程序、圖紙、計算書，同時動員相關的人員、工程機具和材料；然后全面詳細了解現場環境條件、管道破損情況，討論并確定主選方案和備選方案；最后現場施工階段，結合工程實際，對施工程序細節進行現場微調。

應急搶修技術方案的確定，離不開專家隊伍的支持，有限公司、分/子公司分別組建了海底管道事故應急維修專家支持庫，并與其他專家機構建立了聯絡機制。在海底管道事故發生后，從專家支持庫挑選專家組成專家組，負責提供應對海底管道事故應急維修的決策咨詢建議和技術支持，必要時參與應急處置。

三、海底管道完整性管理實施效果

1. 加大檢測實施，提前發現隱患，實施預防維修，確保安全生產

治理隱患本著“早發現、快響應、有成效”的原則，并形成系統的長期有效的工作機制。充分的辨識潛在風險并制定有效的消除隱患措施，建立完善的隱患治理機制是安全生產的有力保障。通過實施海底管道完整性管理，海底管道故障影響產量、故障次數持續降低，2010年海底管道故障頻率的1.47次/（千公里·年），而2013年海底管道故障頻率為0.58次/（千公里·年）。

2013年通過實施海底管道內檢測17次，提前發現嚴重腐蝕、變薄缺陷3處，如SZ36-1A/B、JZ21-1等，實施不停產預防打卡維修，確保了油氣田的安全生產，避免產量損失約4.6萬噸油當量。

2. 重大事件搶修，垂直管理，橫向協調，統籌規劃，快速復產

2013年10月，崖城氣田至香港海底管道受外力損傷，中國海油迅速啟動應急管理程序，這次搶修上下協作、各司其職的體現，完整的檔案資料為成功搶修奠定了基礎，30天內臨時修復（其中臺風天影響16天，14天現場作業）比預期提前1個月恢復供氣，挽回產量損失達7.4萬噸油當量。

3.實施海底管道完整性管理，保障社會穩定，促進生態環境和諧發展。

（本文獲中國石油企業協會行業部級2014年度全國石油石化企業管理現代化創新成果一等獎）