基于層次分析法的頁巖氣集輸管道風(fēng)險評價方法研究

何莎 勾煒 胡燕 趙琪月

摘? 要：為完善國內(nèi)頁巖氣集輸管道風(fēng)險評價技術(shù)，提出一種頁巖氣集輸管道風(fēng)險評價方法。該方法基于頁巖氣集輸管道的實際情況，進(jìn)行風(fēng)險因素辨識，建立風(fēng)險評價指標(biāo)體系;采用層次分析法計算指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)而求得管道失效可能性;最后參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，計算得到頁巖氣集輸管道的風(fēng)險值。采用該方法對某頁巖氣集輸管道進(jìn)行風(fēng)險評價，得到風(fēng)險等級為：低風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：頁巖氣;集輸管道;層次分析法;風(fēng)險評價

中圖分類號：X913.4? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）14-0001-04

Abstract： In order to perfect the risk assessment technology of shale gas gathering and transportation pipeline in China， a risk assessment method of shale gas gathering and transportation pipeline is put forward. Based on the actual situation of shale gas gathering and transportation pipeline， this method identifies the risk factors and establishes the risk evaluation index system; the analytic hierarchy process （AHP） is used to calculate the weight of the index， and then the failure possibility of the pipeline is obtained. Finally， referring to the relevant standards， the risk value of shale gas gathering pipeline is calculated. This method is used to evaluate the risk of a shale gas gathering and transportation pipeline， and the risk grade is as follows： low risk.

Keywords： shale gas; gathering pipeline; analytic hierarchy process （AHP）; risk assessment

引言

當(dāng)前，各石油化工公司正在加強管道完整性管理的部署和推動工作，風(fēng)險評價是管道完整性管理及持續(xù)改進(jìn)閉環(huán)中的重要環(huán)節(jié)。對頁巖氣集輸管道的風(fēng)險評價技術(shù)進(jìn)行研究，以風(fēng)險評價為基礎(chǔ)開展檢驗、監(jiān)測工作相比傳統(tǒng)檢驗更具有針對性，也使運行維護管理更加科學(xué)，有利于實現(xiàn)經(jīng)濟和安全的統(tǒng)一。

頁巖氣作為清潔能源的有利補充，受到世界各國的青睞。頁巖氣的開發(fā)力度突飛猛進(jìn)，而我國頁巖氣的勘探和開發(fā)還處于初始階段，國內(nèi)還沒有形成一套完整的頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)險綜合評價體系。相比于通用的風(fēng)險評價體系，頁巖氣集輸管道識別的風(fēng)險因素以及風(fēng)險因素在風(fēng)險評價中的權(quán)重也存在差異。因此，研究專項針對頁巖氣集輸管道的風(fēng)險評價方法，找出在役頁巖氣集輸管道的高風(fēng)險管段，有利于頁巖氣管理方制定有的放矢的監(jiān)控措施、檢驗策略和維護管理方案。

1 頁巖氣集輸管道風(fēng)險因素辨識

相比于一般的油氣管道，頁巖氣集輸管道的風(fēng)險因素存在差異。頁巖氣集輸管道敷設(shè)環(huán)境較為復(fù)雜，采出氣中含CO2和水，且頁巖氣開采壓裂液中存在某些酸性物質(zhì)，頁巖氣集輸管道已多次發(fā)生腐蝕失效。誘發(fā)風(fēng)險事件的因素來源于多方面、多層次，若將一切可能導(dǎo)致風(fēng)險事件的因素全盤納入風(fēng)險辨識與評價之中，固然使評價準(zhǔn)確性得到提高，但容易使評價過程變得龐大、復(fù)雜，無疑將增大評價成本。因此，在保障評估結(jié)果合理性的原則下，應(yīng)簡化風(fēng)險辨識和評估的工作量，著重關(guān)注集輸管道在運行階段中的主要風(fēng)險因素。

我國石油標(biāo)準(zhǔn)《輸氣管道系統(tǒng)完整性管理》[1]中，將輸氣管道的事故風(fēng)險因素劃分為9類20項：（1）外腐蝕;（2）內(nèi)腐蝕;（3）應(yīng)力腐蝕開裂;（4）制造;（5）施工;（6）設(shè)備;（7）第三方損壞;（8）誤操作;（9）與天氣有關(guān)的危險和外力。對此，分析和參考國外管道失效原因分類，結(jié)合我國石油標(biāo)準(zhǔn)《輸氣管道系統(tǒng)完整性管理》，提出頁巖氣集輸管道事故原因分為五大類（一級事件）十二小類：

（1）己有的缺陷包括設(shè)計、管道初始缺陷和管道施工。

（2）腐蝕包括內(nèi)腐蝕、外腐蝕和腐蝕開裂。

（3）自然災(zāi)害方面主要考慮地質(zhì)災(zāi)害和氣候災(zāi)害。

（4）第三方損傷包括有意破壞和無意損傷。

（5）誤操作主要考慮日常運營和維護操作。

參考相關(guān)研究結(jié)果[2]，根據(jù)頁巖氣的實際情況，建立頁巖氣集輸管道風(fēng)險評價指標(biāo)體系，如表1所示。

2 基于層次分析法的失效可能性計算

層次分析法是一種主觀賦權(quán)方法，其優(yōu)點是專家可以根據(jù)實際問題，較為合理地確定各指標(biāo)之間的排序。在前文建立的頁巖氣集輸管道風(fēng)險評價指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，采用層次分析法計算指標(biāo)的權(quán)重，從而計算頁巖氣集輸管道的失效可能性。此處，準(zhǔn)則層即為頁巖氣管道失效，A層風(fēng)險因素為一級指標(biāo)：已有缺陷、腐蝕、自然災(zāi)害、第三方破壞、誤操作。B層和C層風(fēng)險因素依次類推。以川內(nèi)某頁巖氣集輸管道為例，利用上文提出的方法，對管道進(jìn)行風(fēng)險評價。根據(jù)專家現(xiàn)場調(diào)研情況，對各指標(biāo)進(jìn)行了評分，詳見表1。由公式（1）計算得到該管道失效可能性得分為30.9644，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計算得到失效后果得分為74，由公式（2）計算得到該管道的風(fēng)險值為2291.3656，風(fēng)險等級為：低風(fēng)險。

4 結(jié)束語

本文提出了一種基于層次分析法的頁巖氣集輸管道風(fēng)險評價方法。結(jié)合頁巖氣集輸管道的實際情況，構(gòu)建評價指標(biāo)體系，采用層次分析法對管道的失效可能性進(jìn)行計算，使風(fēng)險評價方法對頁巖氣集輸管道更有針對性。

參考文獻(xiàn)：

[1]石油工業(yè)油氣儲運專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.SY/T 6621-2016.輸氣管道系統(tǒng)完整性管理[S].2016.

[2]張照鴻.延長氣田集輸管道的事故分析及風(fēng)險評價[D].西安石油大學(xué)，2014.

[3]全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 27512-2011.埋地鋼質(zhì)管道風(fēng)險評估方法[S].2012.