榆林气田管道完整性管理的研究与应用

韩东兴 刘帮华 解永刚 田喜军 王轩

中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西西安710200

榆林气田管道完整性管理的研究与应用

韩东兴 刘帮华 解永刚 田喜军 王轩

中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西西安710200

目前国内气田在管道完整性管理上基本采用中国石油管道科技研究中心提出的“6步循环法开展管道完整性管理”(简称“6步循环法”)，但油气田企业仅依靠“6步循环法”在其机制内很难实施。榆林气田以“6步循环法”为核心主线，前期做储备，后期引进开发，采取管理和技术两个层面同时建设模式，通过建立管理体系文件，梳理组织机构，分级分类，差异化管理，开发数字化管理平台，完善效能评价等一系列管理技术措施，构建起榆林气田管道完整性管理体系，提高了榆林气田集输管道管理水平，增强了管道本质安全，优化了资源投入方向。

集输管道;完整性管理;体系文件;数控平台;风险评价;检验维修

0 前言

榆林气田管道敷设环境复杂，管理部门多，社会依托条件差，管理难度大。新“两法”实施后，国家及地方政府对气田已建地面系统管理提出更高的要求，为此，需开展管道完整性管理工作［1－3］。文章借鉴国内外完整性管理理念及管理模式，以“6步循环法开展管道完整性管理”(简称“6步循环法”)为核心主线，在管理和技术两个层面同时建设［4－6］。采取体系文件和组织机构与企业HSE管理体系相融合的模式重新梳理管理体系，同时对管道采取“分级分类，差异化管理”。开发数字化完整性管理基础平台，引进检维修技术，完善效能评价等一系列措施，提出适合榆林气田管道完整性管理的基本模式。藉此强化管道本质安全和抗风险能力，优化企业资源投入方向。

1 管道完整性管理应用概况

管道完整性管理指对所有影响管道完整性的因素进行综合的、一体化的管理［7］。通过对运营安全因素的识别和评价，制定相应的风险控制对策，不断改善识别到的不利影响因素，将管道运营风险控制在合理的、可接受的范围内，达到经济合理地保证管道安全运行管理的目的［8］。

1.1 国内应用概况

2000年前后，国内众多企业院校开展了油气管道完整性管理探索，对国内油气管道风险管理提出多种完整性管理的结构［9］。2004年，中国石油管道科技研究中心提出“6步循环法”，建立了中国石油完整性管理标准，开发出管道完整性管理系统(PIS)，并推广应用，基本确立了国内油气公司开展管道完整性管理的模式［10］。目前国内大多数管道公司和油气田企业都遵照这一模式开展管道完整性管理工作。“6步循环法”示意图见图1。

图1 “6步循环法”示意图

油气田企业与专业管道公司职能不同，主要业务是油气生产，其业务导向、组织结构、人员配置等主要倾向于油气田开发和产量提升，管道设备的规格和类型也远比管道公司复杂［11］。因此在油气田企业开展管道完整性管理，需要在组织结构、管理程序上做大量细致工作。

1.2 油气田企业管道完整性系统建设步骤

油气田企业管道完整性系统的建设可分为管理和技术两个体系［12］。在管理体系上首先要摸清目前本单位管道运营现状，进行可行性规划，同时组建完整性管理团队，开展完整性管理技术培训，梳理与评估现有管理体系，建立完整性管理体系文件，制定管理标准，依托或调整本企业现有管理机构，划分各部门岗位职能，提出考核细则，试行并不断优化完善［13］。技术体系上则需要有管道精确完整的基础数据，高后果区识别，风险评估，管道检验、修复等一系列的技术储备。管道完整性管理体系建设步骤见图2。

图2 管道完整性管理体系建设步骤示意图

2 榆林气田管道完整性系统建设

2.1 榆林气田管道特点分析

榆林气田共建成采、集输管道超1 000 km，管道布局复杂，规格多样，投运时间跨度大。介质输送采取湿气输送模式，强化了内腐蚀影响。管道所在地环境脆弱，自然灾害多发。地方经济建设发展迅速，第三方破坏日益严重，高后果区管段日趋增多［14］。榆林气田在管理机制上虽然有组织机构划分，但更倾向于天然气生产业务，在管道完整性管理上缺乏专业性和统一性。气田已有的数字管理平台功能单一，内容参差不齐，彼此没有联系，功能上仅限于基础数据静态的收录，无法对管道的周边信息、安全隐患、风险等级、高后果识别情况、检验评价和维护情况等进行统计分析［15］。管道完整性管理，需要对管道全寿命周期的数据进行整理分析，数据信息量庞大，维护管理困难，需要整合全部现有关于管道信息的系统平台资源，并且融入动态管理分析机制，参考国内外成熟管道完整性管理系统运行模式，建立起统一规范的管道完整性管理平台［16］。

2.2 管道完整性管理体系的构建模式

榆林气田多年坚持开展管道完整性管理方面的基础工作，在管道基础数据累计，管道高后果区识别、风险评价、完整性评价、管道检维护等工作上均有一定的人员与技术储备。同时经过多年的管道普查与定期检验，对管道周边环境、运行状态、损伤失效情况均有清晰、准确的掌握［17］。气田内部原有HSE管理体系部门健全，职责明确，经过科学规划可满足完整性管理体系基础要求，为开展构建管道完整性管理系统奠定了基础。

2.2.1 建立体系文件

榆林气田的管理文件体系按照管理手册、程序文件、作业指导文件和完整性管理方案四个层级划分。管理文件从整体规划，基础性建立，保证各类文件条款具有实用性，能够在各基层单位推广应用，通过制定计划、业务培训、梳理评估、建立文件、试点应用、循环完善6个步骤完成，其中最主要的文件是完整性管理方案。

榆林气田的完整性管理方案设计采取了现场操作与“6步循环法”相结合的原则，整体划分为9部分，同时满足现场生产管理和完整性管理的需求，见表1。

表1 榆林气田管道完整性管理方案分项内容汇总表

2.2.2 划分组织机构

榆林气田是天然气生产单位，组织结构设置模式是以保障气田生产为主。因此在机构设置上，管道完整性管理体系应结合气田HSE管理体系，梳理各部门管理责任，通过管理程序手册、管理审核办法、考评办法，岗位分工说明，明确各单位的具体职责，以及岗位履职情况，并在年底进行考评、完善。通过机构划分，榆林气田直接支撑管道管理的部门有9个，现场负责巡护检修的队伍有4支，形成厂级调控、区队级落实的二级管理模式。按照气田完整性管理体系文件有序运行，并不断优化完善，促进气田管道完整性管理各项工作逐渐规范。“厂－区”二级管理模式组织结构见图3。

图3 “厂－区”二级管理模式组织结构

2.2.3 集输管道分级分类

依据管道投运时间、管径作为基础等级划分办法，根据集输管线长度、管输介质酸性气体含量、携液量、压力等因素进行修正，榆林气田将在役管道划分为4个等级［18］，管道分级分类原则见表2。Ⅰ类管道全部由输气大队进行统一维护管理，其余三类管道由作业区维护班和承包商巡护。并结合管道风险评价结果、管道高后果区识别结果、定期检验结果，将其中评价结果为高位的管段划入重点检测监护对象。强化管道的精细化管理，科学规划管道巡护检验工作。

表2 榆林气田管道分级分类原则

2.3 管道完整性技术体系的构建模式

2.3.1 关键技术配套跟进

榆林气田在构建管道完整性管理系统过程中，主要通过开发数据管理平台软件，管道阴极保护远程控管阴极保护系统，管道腐蚀在线监测系统，信息化管道巡护技术作为基础支撑。现场主要依靠定量风险评价，基于风险的埋地钢质管道全面检验，智能内检测等系列检测评价技术开展实施。采用金属打磨消除应力，应用粘弹体、玻璃纤维、碳纤维等材料和加强承压套筒等措施进行管道本体缺陷修复［19］。由此从基础支撑、现场检验评价、修复补强三个层面构成榆林气田的管道完整性技术支撑体系。

2.3.2 开发数字化管理平台

数据管理贯穿于管道完整性管理循环的始终，其各种评价结果、修复计划完全取决于数据的积累。数据的准确性决定了HCA识别率、风险评估以及完整性评价的可靠性，管道可视化地图和开挖修复精准度［20－21］。功能完善的数字化管理平台是精细化管理的支撑，准确与完整的数据，是管道完整性管理的基石。

因此，榆林气田开发的数字化管理平台紧扣“6步循环法”，又同时具备数字化管理平台的GIS模块、完整性管理模块、数据管理模块和作业审批管理模块，见表3。整个数控平台数据信息需要将管线地理信息、属性数据、HCA识别、风险评价、内外检测、维修、失效数据、完整性管理方案等数据入库。同时具备各类信息的管理、统计、查询、更新等功能。

表3 管道完整性管理数控平台模块组成及功能划分表

3 应用成效

3.1 管理水平有效提升

管道完整性管理体系文件明确了各部门职能，强化了部门间的协调统一性。管理平台的建设保证了各部门数据信息对等，避免了由于数据差异造成的失误，减少了基础数据统计的低端重复性工作，缩短了数据在部门间的传递时间，提升了工作效率。随着管道完整性管理体系文件的深入推广，管道的维护过程由“被动维修”发展为“主动维护”，最终成为“基于风险的完整性管理”，执行制度由“项目化推动”转变成“主动应用”。同时考核制度不断发现并改进体系文件在实际操作过程中各环节存在的问题，促进整个管理体系文件持续优化完善。

3.2 强化管道本质安全

管道完整性管理系统和各项技术措施的推行，使榆林气田管道本质安全得到全面提升［22－23］。至2015年底，榆林气田已根据标准完成全部集输管道的全面检验评价任务，并对检测发现的2 600多处防腐层破损点和管道缺陷点进行了修复。部分无法检修的管段、高后果区管段、中高风险区域管段设立标示加密监控巡检。同时及时清除各类违章占压30余处，治理安全距离不足的管段近50处，对地方重点建设项目采取协商改线措施来降低风险。管道完整性管理系统风险识别评估图见图4。

图4 管道完整性管理系统风险识别评估图

3.3 优化资源投入

管道完整性管理系统对管道运行状况进行准确的评估后，能够把有限的资源投入到管道安全管理最需要的区段，对高风险区加密巡护，强化管理措施，降低该区域的管道失效可能与不良后果。也可以根据管道安全等级实际需要，分批次有重点地开展检验评价工作。例如榆林气田识别出4条管段的高后果区域，该气田立即在上述区域加密部署警示标牌桩和巡护力量，设置应急预案和报警电话，并对附近群众进行安全教育和应急演练，较以往大范围的巡护和宣传凸显了能效性和针对性，同时节约投资成本约1/3。

4 结论

1)榆林气田管道敷设环境复杂，各类基础数据分散，系统之间缺乏关联性，管理机构倾向于生产。通过特点分析，整合资源，经过多年资源储备，从管理和技术两个层面构建榆林气田管道完整性管理系统。

2)榆林气田管道完整性管理系统是在油气田生产单位特色体制下建立起来，与气田HSE管理体系相结合，具有完善的管理文件、组织机构，并且拥有数据采集查询、风险识别、检验评价、维护管理等功能完整性管理平台。

3)管道完整性管理系统的应用，有效地整合了榆林气田管道各类数据，提升了气田部门之间协作能力，强化管道本质安全，资源配给优化效果明显。

4)随着技术手段的不断进步，管道完整性管理在管道风险评估、管道检验修复、预防预警等方面，尤其是在企业降本增效，保证安全生产方面的作用会日益突出。

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10.3969/j．issn．1006－5539.2016.06.001

2016－08－18

韩东兴(1983－)，男，内蒙古锡林浩特市人，工程师，硕士，主要从事气田腐蚀防护方面的研究工作。