海底輸油管道化學清洗和封存方法

何華坤

摘 要：南海某海上油田海底輸油管道需要截掉一段對兩端進行封閉，截斷之前必須清洗管道內壁上附著沉積的油垢，避免有油污泄露到海水中污染海洋環境，并盡可能降低停用期間海管腐蝕風險，有必要對海管開展清洗與封存作業。通過借鑒國內外同類管道施工經驗和做法，采用了無毒、無污染的多功能清洗劑來清洗海管。采用藥劑處理后的海水對海管進行封存。本文介紹了海底輸油管道進行清洗的必要性，并結合實際項目案例來闡述化學藥劑的選型和使用方法，為以后類似項目提供借鑒。

關鍵詞：海底輸油管道 化學清洗 海管封存

中圖分類號：TE973 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0024-02

本文結合南海某海上油田12"海底輸油管道的化學清洗和封存過程，探討輸油管道綠色環保的化學清洗和封存方法。該海管為單層保溫配重管，外徑為304.8mm，壁厚為11.1mm，長度為18.3km。

1 項目背景

南海某海上油田海底輸油管道因腐蝕破損，已經停用5個月，由于要給鉆井船起升樁腿避讓空間，該海管需要截掉一段對兩端進行封閉，截斷之前需要清洗管道內壁上附著的沉積油垢，避免有油污泄露到海水中污染海洋環境，為了降低停用期間海管腐蝕風險，因此對海管開展清洗與封存作業。該海域水深約40m，該海管輸送介質為含水原油，其輸送量為4.78×103m3/d。該海域屬于國家一級海域，附近有海洋海生物保護區，對海洋環保要求較高。海管經過化學清洗和海水沖洗，海管廢液取樣要求含油低于20 mg/L，達到 “海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值（GB 4914-2008）”污水排放標準。本次海管清洗污水排放屬于一次排放范疇，執行一次排放標準，排放污水石油類濃度一次容許值最高濃度為30mg/L[1]。

2 海管清洗化學藥劑選型與用量估算

本次作業海管停用前進出口溫度差記錄可見，海管溫降較快，下降幅度可達10℃～16℃，該海域全年海床溫度為17℃～25℃，參照表1，該油田的原油存在凝點高、含蠟量高的特點，原油在海管接近出口處的流動性將變差，海管內壁會附著一定量的凝結原油和沉積結蠟。

該油田原油物性參數見表1所示。

由于海管內壁附著凝結原油與蠟量無法直接計量，原油含蠟量均達14%，油田保持有海管清管作業的能力，為確保對海管清洗徹底，結合前期海管清洗作業經驗，估算海管內凝結原油與蠟量占管容體積3%，約為40m3。

結合以往化學藥劑海管清洗項目實施經驗，并經過多次油垢取樣化驗分析和效果評估后，本次海管化學清洗選用多功能清洗劑BH-QXJ-02[3]，其具有用量小（便于現場作業），溶解速度快（大幅縮短作業時間），效能比高的優點。

為確保海管清洗效果，實驗室試驗評價15mL接近凝固狀態的油田油泥需要30mL多功能清洗劑直接浸泡2h可以完全溶解分散。因此，建議多功能清洗劑BH-QXJ-02用量與凝結原油體積比為2：1，作用于海管內壁時間必須在2h以上，結合前期經驗，浸泡作用時間越長，效果越好；因此多功能清洗劑BH-QXJ-02用量估算為80 m3。

3 海管封存化學藥劑選型與估算

海管封存液主要使用加入脫氧劑、殺菌劑、緩蝕劑處理后的海水，可對海管封存實現降低腐蝕，避免污染。

海水的脫氧處理：由于海水含有一定的溶解氧，對系統會產生一定的腐蝕性，因此，使用海水作為保護介質要進行脫氧處理，為確保脫氧徹底，建議濃度500ppm。

海水的殺菌處理：添加一定濃度的殺菌劑。首先對殺菌劑進行篩選，選擇適合的殺菌劑，由于海管長期停用，因此，添加濃度要比平時的濃度要高，一般情況下，添加濃度在1000～1500ppm之間。結合前期作業經驗，如果管道閑置3～60d，殺菌劑的濃度最小為1000ppm。如果超過60d，則劑量最好為1500ppm。

海水的防腐蝕處理：海水封存液必須具有良好的防腐蝕性能，確保海管封存期不出現因腐蝕穿孔造成的泄露，結合經驗建議加注濃度為500ppm。

封存藥劑建議加注量見表2所示。

4 工作實施

4.1 第一階段：加熱海水掃線

外輸海管加熱海水沖洗，啟動海水加熱器，連接加熱器出口至海管的臨時軟管，外輸排量30m3/h。用熱海水沖洗同時發出第一個泡沫球，繼續掃線，同時增加排量至50m3/h，累計外輸量達到海管容積1300m3，泡沫球順利到達，上岸檢測污水含油小于20ppm，球體完好，掃除油泥0.5kg。

4.2 第二階段：海管入口注入清洗藥劑

海管注入清洗藥劑，排量30m3/h，油田發出第二個泡沫球，便于藥劑在外輸海管形成段塞，作業時間4h，清洗液驅替完成，同時再向海管發第三個泡沫球。

4.3 第三階段：注入封存液

注完清洗藥劑后，開始注入海水驅替，外輸泵控制在75m3/h，緩慢驅替藥劑液柱，清洗海管內壁。并在驅替海水中加入封存藥劑。油田海管出口裝置接收到兩個泡沫球后，可視為藥劑段塞已完成掃線，向海管內注入海水封存液。

4.4 第四階段：完成海管封存

封存液注入完畢后，檢測上岸化驗污水含油小于20ppm，海管封存作業順利完成[2]。

5 結語

由于海洋環境保護的要求越來越高，中海油作為海上石油開發的作業者，一直非常重視海洋環境的保護。本案例中海管清洗封存作業方法，為以后類似項目提供了很好的借鑒。

參考文獻

[1] 全國海洋標準化技術委員會. GB 4914-2008《海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值》[S].

[2] 倪文靜，方玉梅.海底輸油管道的無污染化學清洗方法[J].當代化工，2016，1（1）：143-145.

[3] 邢四駿，王鐵鋼.番禺油田軟管保護工作液開發與應用[J].精細與專用化學品，2013（12）：37-39.