管道泄漏的主要因素及其油氣儲運技術優化

楊靖梁

（中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江寧波 315812）

我國油氣管道泄漏的主要因素可將以劃分為外部因素、內部因素。外部因素主要集中體現在油氣導管因受外部環境因素影響，導致管道外部出現腐蝕問題。我國油氣管道工程埋設于地下與地上，需根據工程使用情況及地質條件確定，通常采用材料以碳素鋼管為主，繼而根據制造工藝可將其分為無縫鋼管及焊接鋼管，如管道材質選用高分子化合物，那么管道整體抵御外力沖擊的安全性將大打折扣。此外，我國土壤及大氣中含有的腐蝕性元素較改革開放初期更多，最為明顯的就是，我國土壤中含有大量磷、硫等酸類物質，這一因素導致我國油氣管道受到一定酸性腐蝕繼而造成管道泄漏；內部因素主要體現在油氣管道長時間工作或管道內部存在不良雜質，導致管道內部出現腐蝕問題。這些雜質本身就具有一定腐蝕性，且隨著油氣運輸工作導致不良雜質依附在管道內表面，并隨著時間的推移逐漸增多，對于管道內部的腐蝕也會不斷加強。據此，研究管道泄漏與油氣儲運技術已成為油氣企業亟待解決的重要問題。

1 油氣儲運中導致管道泄漏的主要因素

1.1 安全管理不到位

從油氣儲運本身來看，油氣實質上就具有較強的揮發屬性，如油氣儲運中發生泄漏問題，不僅會造成油氣能源的浪費，更在一定程度上威脅到了相關運輸人員，對社會及行業造成一定恐慌影響。我國安全管理意識欠缺主要體現在運輸人員自身安全意識較為薄弱，儲運過程中對車輛溫度變化及安全性缺乏重視，繼而導致火災的發生。

1.2 儲存設施不完善

油氣資源的特性、所用的工具、技術等決定其安全問題。就油氣資源而言，中國面臨著儲存設備的不足。嚴格意義上來說，我國現代化技術及科技發展有了跨越式提升，但這并不意味著我國在各個方面都能取得巨大進步。油氣資源的儲運與儲存，常采用的機械設備使用壽命隨著使用頻率和環境的影響不同程度地減少，設備的損壞也會加劇機械設備的運轉。與此同時，有關人員或企業沒有對石油、天然氣儲運設備展開日常維護和定期維修，或在儲運前未做好安全防范工作，車輛遇熱時會發生安全事故。

2 油氣儲運工程關鍵技術

2.1 管道設計

油氣管道設計是整體儲運結構中的重要組成部分，如運輸管道出現問題，不僅會對企業整體經濟發展及環境造成不良影響，同時也會對社會及地區環境造成惡劣污染問題。設計人員應加強管道可靠性及安全性，以此保障油氣管道儲運技術合理性?；诂F階段我國油氣管道設計情況來看，我國油氣企業逐漸提高對油氣管道設計的重視性，并充分根據企業發展及實際情況，制定了較為完善的油氣運輸體系，其中不僅涵蓋了改善管道質量的若干措施，如材料選擇、設計需求、運輸距離等，通過精細化管理提高管道穩定性及可靠性的同時，在一定程度上保障了油氣儲運工作的應用質量。此外，在管道設計中，可融入全新信息技術如GIS技術。GIS技術是一個高度開放、自我學習能力的系統，依托GIS技術構建運氣管道設計，不僅可以拓展GIS空間分析功能，更在一定程度上保障管道設計的安全性與科學性。且隨著我國管道設計的不斷發展與突破，GIS技術在管道設計中的應用日益廣泛，將GIS空間分析功能與油氣管道設計知識相結合，是我國管道設計及發展的主要方向。石油和天氣的儲運主要依靠管道和各種不同的油氣站，實際運行中，這類基礎設施大多分布在地下，肉眼無法直接觀察到。為此，基于GIS系統設計的油氣管道，通過可視化技術將管道埋深、規格、周邊地質特征、地形特征、管線技術要求、管道運行參數、閥門位置直觀呈現，為后續管理提供有力支撐。

2.2 油氣儲存技術

油氣儲存區包含油氣及天然氣。石油的儲藏相對簡單，天然氣的儲存比較困難。由于儲氣壓力的增加，天然氣儲氣庫的儲氣能力變小，當壓力降低時，氣體體積增大，體積變化范圍變小難以控制。此外，在天然氣可以液化的條件下可通過液化天然氣儲運的方式進行運輸。為了貯存油氣，通常采用浮頂罐貯存，以減少蒸發造成的經濟損失。

2.3 油氣運輸技術

2.3.1 油氣混輸技術

油氣混輸技術泛指由單口或多口油井生產的原油管道及其伴隨生氣的管道稱為油氣混合管道。相對于油氣混輸管道，單相輸油管道分別輸送原油和天然氣，集輸流程簡化，縮短了集輸設計與施工時間，降低了集輸投資，提高油田開發經濟效益。油氣混輸技術是近年來我國應用較為廣泛且在具體實施中取得不錯效果的一種運輸技術。海底管道的不斷增加及長距離管道混輸技術跨越式發展，從實質角度來看，已經為我國油氣混輸技術發展提供有力支撐。

2.3.2 化學添加劑技術

化學添加劑技術主要指我國油氣儲存過程中依托化學添加劑（如降凝劑、流動改進劑）的方法改變含蠟油氣在低溫狀態下的流動性，不僅可以提高油氣管道運輸的安全性，且在一定程度上具有良好的經濟效益。且隨著我國學者的深入研究，現階段新型復合納米材料在我國得到全面應用，不僅在性能方面優于傳統表面活性劑，其整體性能有了顯著提升。

2.3.3 腐蝕控制技術

腐蝕控制技術主要指通過熟知模擬化的方式對油氣管道儲運中的狀態及相關數據，通過可視化的方式分析與研究，主要有兩種方法，即實時變更模式和分布式模式。近年來，我國陰極保護數值模擬技術取得了很大進展，但與發達國家相比仍存在較大差距，要進一步加強對該模式的探索和研究[6]。

3 油氣儲運技術優化

3.1 提高油氣儲運管道的抗腐蝕性能

油氣儲存管道的耐蝕性由專門機構負責監督。由主管機關出具儲運管道檢驗結果，并提供有關檢驗資料。此外，對于石油化工企業，應加強儲運管道的日常檢查與維護，并采取經濟合理的定期檢查，改善儲運管道的耐蝕性，從而提高儲運技術的整體工藝性能。

3.2 確保油氣儲運工藝中計算數據的準確性

確保油氣儲運工藝計算數據的準確性是提高油氣儲運穩定性與促進我國油氣運輸發展的重要前提條件。在儲運工程中，應對相關溫度數據、力學數據及密度質量進行計算與分析，一方面可最大限度規避因施工工藝設計參數無法導致運氣管道運輸出現問題，另一方面可進一步規劃與促進我國油氣管道運輸發展。在具體實施過程中，通過油氣儲運工藝相關軟件對其數據進行計算，繼而通過數據分析得出結果，幫助設計人員提高整體工藝設計水平。因此，應進一步提高工藝中計算數據的準確性。例如：依托負壓力波儲運過程中分析運輸狀態。負壓力是一種基于信號處理的泄漏檢測和定位方法。該方法無須建立管道數學模型，大多數用壓力信號進行，尤其適合我國管道系統。而負壓波法是一種聲學方法，所謂壓力波是由傳輸介質傳播的聲波。當發生泄漏時，由于管道內外壓差，泄漏處立即產生由局部液體物質損失造成的局部液體密度減小，出現瞬時壓力下降，此壓力下降作用于流體介質作為減壓波源，通過管道和流體介質向上游泄漏點的上游傳播。傳感裝在泄漏點兩端或兩端，通過傳感器采集壓力波信號，根據泄漏產生的負壓波向上游和下游傳播的時間間隔和管內波的速度，采用信號相關處理等方法，可以確定泄漏程度和泄漏位置。

3.3 油氣儲運管道工藝設計的優化

油氣儲運管道優化設計中，為了保證在這一階段，經常交替進行正反輸入，確保管道不產生凝析油，不僅效果不好而且造成能源的大量浪費。因此，在完成油氣運輸任務的前提下，工程技術人員應不斷探索和改進油氣的儲運方式。

（1）開展增改項目和混合運輸技術研究。目前，西部油田增產改造的主要任務是每年增加油氣產量，但由于管道老化、年久失修等原因，油氣輸送能力不能滿足需求，加強混合運輸技術的鉆研，有助于實現油氣儲運管道設計的優化，為提高油氣儲運能力創造有利條件。

（2）油氣管道模擬軟件是設計和研究油氣儲運過程的重要方法和手段，受到了業界的廣泛關注。目前，我國油氣儲運管道已經引進了一些發達國家先進的模擬軟件，并根據自己的具體情況，對其進行了二次研究和改進，通過這些仿真軟件，可以大提高現場測試的安全性和準確性。同時，在油氣儲運管道工藝設計的優化過程中，要進一步加強油氣管道腐蝕控制因素。從傳統施工工藝來看，部分施工單位在具體施工過程中沒有根據油氣管道施工標準或嚴格按照施工流程進行，導致油氣管道密封性及堅固性下降的同時，管道腐蝕風險線性上升；還有部分施工單位在施工過程中在材料的選擇及購買上過于疏忽，進而為管道腐蝕埋下隱患。在防腐技術施工中可選擇陰極保護技術規避油氣管道腐蝕造成的安全隱患。現階段我國較為常見的陰極保護技術主要以排流保護技術、外加電流保護技術、犧牲陽極保護技術為主。這三種陰極保護技術在應用原理及應用場景中存在一定差異，因此，應充分結合現場實際情況，綜合各方因素選擇合理保護措施，以此提高油氣管道防腐效果。

4 結 語

以管道泄漏與油氣儲運技術為討論方向，在對管道泄漏常見問題進行分析的基礎上，論述了油氣儲運技術的關鍵技術及優化措施。石油與天然氣作為不可再生能源，在我國社會經濟發展中扮演著較為關鍵的角色。為進一步提高我國現代化社會建設，應加強對油氣儲運技術的深入研究。從目前情況來看，我國油氣儲運技術雖然取得了一定成就，但仍需不斷努力，以此實現油氣儲運技術發展的最佳化。