海上生產儲油平臺原油儲罐不停產清洗技術

盧旭東，呂法陽，縣申平，王 松，李 磊

（中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津 300450）

0 引 言

原油儲罐在長期儲存油品的過程中，油品中的高熔點蠟、瀝青質、膠質及其夾帶的部分雜質因密度差會與水一起沉降積聚形成儲罐底泥［1］。海上某生產儲油平臺（P平臺）自投產運行以來，至今未進行過內檢測工作，依照相關標準規范，即內部檢驗周期最長不超過10年的要求，對儲罐底泥進行徹底清理，以提高外輸原油品質，同時全面綜合評價儲罐底板、壁板的承壓變形及腐蝕情況，以提升原油儲罐的安全性［2］。

P平臺為集外輸、儲油、工藝、電站、火炬于一體的綜合性平臺，井口來液經過一、二級分離器，電脫水器進行油水分離后，合格原油冷卻后進入合格原油儲罐，分離出的生產水進入水處理系統經斜板除油器、加氣浮選器、雙介質過濾器、超聲波過濾器處理后由注水泵注入地層。其中污水系統收油底部排放流體均進入不合格油罐，再由底水泵輸送至斜板除油器進行處理。合格油罐原油由外輸泵輸送至外輸計量撬計量后進行外輸，合格油罐還有一套循環加熱系統由循環加熱泵和循環加熱器組成，可對儲罐內合格原油進行循環加熱。

P 平臺共有3個原油儲罐（2個合格油儲罐和1個不合格油儲罐）。合格油儲罐尺寸為40 m（L）×21 m（W）×8 m（H），有效容積為6 384 m2；不合格油儲罐尺寸為6.5 m（L）×19 m（W）×8 m（H），有效容積為900 m2。

1 不停產作業思路

目前國內外清洗罐的方法主要有人力手工清洗罐法、熱油循環清洗罐法、熱水循環清洗罐法、化學藥劑清洗罐法和機械清洗罐法。鑒于該油田儲罐特點、結構形式、平臺作業空間的限制和原油的物性，此次作業采取人力手工清洗罐法［3］。

為了減少原油儲罐清洗、內檢測造成的產量損失，采用租賃移動試采平臺（H船）替代原油儲罐的功能，以實現不停產對原油儲罐進行清洗、內檢。H船原油倉安全儲油量2 500 m3，儲水倉安全儲量500 m3，外輸泵（2臺）額定排量400 m3/h，儲水泵（2臺）額定排量108 m3/h。

2 清洗作業過程

2.1 準備階段

2.1.1 流程改造

P平臺及H船各自完成臨時流程的適應性改造，為實現原油儲罐清洗、內檢測作業期間P平臺正常生產，H船平臺接收合格原油及含油污水接轉，并利用P原油外輸流程接駁外輸。在正常生產狀況下，原油按照正常流程處理后通過連接臨時管線輸送至H船，當H船儲油倉達到外輸液位后，由H船外輸泵經由P平臺外輸流量計外輸至穿梭油輪。污水系統收油，注水緩沖罐部分生產水及流程應急排放均由軟管輸送至H船，再通過H船的儲水泵反輸進入斜板除油器進行處理。

H船與P平臺分別與各自區域內的軟管進行連接，并進行惰化、水壓試驗，然后再進行對接，且每條軟管整體均需進行氣密試驗［4］。

2.1.2 儀控系統邏輯改造

針對聯合生產期間的工作特點，需要對相應的儀控設備邏輯進行改造。P平臺與H船共有4級ESD關斷系統：1級棄平臺（船）、2級火氣關斷、3級生產關斷、4級單元關斷。邏輯改造如下：保持H船油艙、污水艙入罐管線所有主調節閥強制打開狀態，始終保持暢通，防止臨時軟管憋壓滲漏。P平臺與H船一、二、三級ESD關斷系統連鎖，P平臺發生一、二、三級關斷時觸發H船三級關斷，H船發生一、二、三級關斷時觸發P平臺三級關斷。

在聯合生產期間，新增的臨時污水排放管線輸送能力有限，P平臺注水泵一旦意外停泵，注水緩沖罐存在冒罐、溢油的風險，所以將注水緩沖罐的液位高高信號由原來的單元關斷信號升級為三級關斷信號，以降低溢油風險。在H 船通過 P 平臺外輸計量撬進行外輸期間，所連接的軟管及設備存在意外泄漏或憋壓等風險，將 P 平臺外輸計量撬入口壓力變送器的關斷信號及外輸的緊急停止按鈕動作信號作為保護，觸發 H 船平臺外輸油泵的停泵，降低外輸作業風險。聯合作業期間，H船的污水艙通過其儲水泵轉液至平臺斜板除油器進行處理，如果斜板除油器發生四級關斷，H船儲水泵則必須關停。

2.2 儲罐隔離清洗階段

2.2.1 項目管理

以油田住宿條件、救生能力為約束條件，運用系統的觀點、方法和理論將此次作業分為原油儲罐A清洗內檢、不合格油罐清洗內檢、原油儲罐 B 清洗內檢3個主要項目，根據清洗作業的步驟分為17個子項，利用甘特圖對項目涉及的全部工作進行有效的管理［5-6］，如圖1所示。

圖1 原油儲罐清洗內檢項目流程控制圖Fig.1 Project process control chart of crude oil tank cleaning internal inspection

根據項目的重要性、緊迫性等對資源進行分配利用，以尋求項目完成的最短作業時間。優化3臺儲罐的清洗次序，按先清洗合格油儲罐A，再清洗不合格油罐，最后清洗合格油儲罐 B 的順序進行，提前對合格油儲罐 A 進行隔離、惰化、活化；最后一船原油外輸結束后馬上開展原油儲罐A的清洗作業，同步開展不合格油儲罐的隔離、惰化、活化工作，最后進行合格油罐 B 的清洗工作。通過將儲罐清洗與內檢測作業緊密銜接，制定合理的污油罐倒運、供給和運輸計劃，以提升作業效率［7-8］。

2.2.2 安全作業要點

利用制氮機對儲罐進行惰化時，將儲罐壓力控制在300 mm H2O左右，且制氮機含氧量保持在5%以下。在惰化過程中，使用手持式測爆儀在風帶出口處對罐內氣體氧氣含量及可燃氣含量進行檢測，可燃氣含量低于5%時停止惰化，靜止30 min后重新檢測確認，可燃氣含量低于5%時惰化合格。

活化后探艙前使用測爆儀延長管從罐頂多點對罐內上部、中部、下部等不同位置分別進行檢測，罐體內氧氣含量在19.5%～23.5%之間，可燃氣含量低于爆炸下限的10%方為合格。用點溫槍和熱成像儀檢測原油儲罐罐內溫度，并與原油儲罐溫度顯示儀的數據進行對比，當溫度降至常溫后方可允許人員探艙。

為降低硫化亞鐵自燃風險，在人員進艙前用清水沖洗，以保證內部構件濕潤；人員進入罐內在清理污油泥時應先噴灑硫化亞鐵鈍化劑［9］。

為降低軟管的運行風險，聯合作業期間保證軟管下游閥門處于全開狀態，用軟管前端閥門控制軟管的輸送量，以降低軟管內的運行壓力。

為節省污油罐的用量和減小污油罐轉運壓力，通過臨時軟管及臨時隔膜泵將污油罐底部含油污水轉輸至二級分離器底部排放管線，通過二級分離器流程將污油轉入電脫水器進行處理，以減少污油罐的使用數量。

2.2.3 外輸作業

由于H船外輸泵排量小，儲油倉倉容有限，故在聯合作業期間采用外輸油輪長期靠泊、連續外輸的模式，2艘油輪交替現場服務，一艘穿梭油輪長期靠泊，另一艘油輪現場待命。當 H 船儲油艙液位較高時，通知外輸船準備靠泊外輸；外輸船靠泊完成，連接好外輸軟管，對 H 船至 P 平臺外輸軟管及 P 平臺至外輸船外輸軟管分別試壓；確認正常無泄漏后，導通 P 平臺外輸計量撬至外輸油輪流程，導通 H 船至外輸計量撬流程；待具備外輸條件后，H 船啟動外輸泵，開始外輸作業。外輸作業結束后采用分段吹掃的方式對外輸流程進行掃線：通過 H 船氮氣對 H 船至P 平臺間軟管進行吹掃；通過 P 平臺氮氣管線對外輸軟管進行吹掃。

2.3 流程恢復階段

P 平臺3臺原油儲罐清洗內檢結束，完成對原油儲罐的惰化、充艙、驗封工作后拆除隔離盲板，切換流程，將油田產出的原油倒回原油儲罐，含油污水倒回不合格油罐；將 H 船儲水艙、儲油艙處理至低液位后停運 H 船原油、污水輸送泵；對 P 平臺臨時新增軟管和與 H 船連接的4條臨時軟管掃線、沖洗、吹掃后進行拆除。在拆除 P 平臺與 H 船之間的軟管連接后H 船離泊，作業全部完成。

P 平臺原油儲罐清洗、內檢測項目從流程切換開始計算共計16 d，比預計工期提前12 d完成，節約移動試采平臺 H 船租賃費用300余萬元；與 P 平臺停產進行儲罐清洗、內檢相比，減少產量損失11 292.69 m3。

3 結 語

采用臨時儲油設施替代平臺原油儲罐功能進行原油儲罐清洗、內檢測作業的方法，實現了不停產作業，減少了產量損失，避免了平臺因停產帶來的油井和設備故障風險，為其他儲油平臺的儲罐清洗作業提供了新的思路。

采用甘特圖進行項目管理、優化項目流程、控制項目進程、提高作業效率，為系統化管理方法在油田的應用積累了經驗。