辽河双6地下储气库地面建设工程实践

魏晓峰，魏铭辉，卢诗诰，吴　桐.中国石油辽河油田公司，辽宁盘锦400.东北石油大学，黑龙江大庆68.中国石油长城钻探工程公司，北京000



辽河双6地下储气库地面建设工程实践

魏晓峰1，魏铭辉2，卢诗诰1，吴桐3
1.中国石油辽河油田公司，辽宁盘锦124010
2.东北石油大学，黑龙江大庆163318
3.中国石油长城钻探工程公司，北京100101

摘要：辽河双6储气库是东北地区第一座大型天然气地下储气库，设计总库容36亿m3，调峰工作气量16亿m3，工作压力10～24 MPa。面对该库工程建设的工艺新、标准少、工期紧、物资采购和组织协调范围广等特点，采用了“业主+监理+ EPC（工程总承包）”的建设管理模式，解决了工程建设中的困难，实现了注气系统的一次投产成功。简要介绍了双6储气库工程情况及建设难点；详细论述了包括项目管理体系的建立，确立项目实施要点，设计管理，采购管理，施工管理，联合攻关、解决技术难题等内容的工程建设管理；最后在对实践效果进行分析的基础上指出，储气库建设应关注进口设备采购，建立标准规范体系，加大技术交流，加快完整性管理的进程等。

关键词：地下储气库；EPC工程总承包；工程建设管理

作为供应国内市场70％以上天然气资源的中国石油，天然气调峰需求从2007年的33.7亿m3一路飙升到2012年的128.3亿m3，在6年时间内增加了近4倍［1］。由于储气库调峰能力不足，中国石油冬季调峰不得不主要依赖气田调峰和压减市场调峰等措施。数据显示，在2012年的调峰量中，储气库调峰占16％、LNG调峰24％、气田调峰28％、压减市场调峰31％，储气库的发展短板凸显我国天然气调峰之痛。进入十二五，中石油集团公司储气库建设开始提速，2010年，由中石油上游板块负责建设的第一批6座储气库项目启动，设计总库容289亿m3、工作气量117亿m3，目标是十二五期间建成投产后，储气库工作气量将达到71亿m3，占调峰需求的61.2％。辽河双6储气库即是第一批建设的储气库之一。

1　双6储气库工程概况

辽河双6储气库是中石油辽河油田公司自主设计和施工的第一座储气库，也是目前东北地区第一座大型储气库。建成投产后，不仅可以提高秦皇岛-沈阳天然气管道的输气效率和供气安全性，为“气化辽宁”提供保障，而且通过秦-沈管道，可以实现东北管网和华北管网资源的互相调配，为两地季节调峰提供必要支持。

双6储气库为枯竭油气藏型储气库，设计总库容为36亿m3，调峰工作气量为16亿m3，工作压力为10～24 MPa，日注气能力1 200万m3，日采气能力1 500万m3。工程总体分为老井处理工程、新井钻完井工程和地面建设工程三部分。其中地面工程主要包括新建集注站、双向输气管道、注采井场工艺、集输管道、凝液处理站的建设等。

2　双6储气库工程建设的难点

（1）工艺新，设计难度大。注气压缩机单台排量最大为142万m3/d，出口压力为28 MPa，功率为4 500 kW，属目前国内排气量最大的电驱往复式天然气压缩机。机组配套安装、调试及降噪要求较高；采气期共有25种工况，参数复杂多变，地面工艺系统流程的确定与设备选型具有一定难度；采气管道设计压力14 MPa，累计长度16 km；由于采出气二氧化碳及含水量较高，采用了双金属复合管（基管材质L485Mb +内衬管316L不锈钢）内防腐形式，施工图设计无从借鉴。

（2）可采用的标准有限。由于缺乏储气库相关标准规范，设计、施工、验收只能参照现有油气开采、管道建设的有关标准规范，针对性和专业性不足，有的甚至没有。

（3）建设工期紧，质量要求高。为满足天然气业务快速发展的需求，中国石油集团公司要求储气库工程建设按照1年注气系统投产，2年采气系统投产的进度组织实施。同时要求，储气库建设要高标准、高质量，地面建设及老井封堵、新井钻完井等要确保30年不出现质量问题。

（4）物资采购种类多，进场检验难度大。本工程共招标选用了40余家供货商的20余类产品，其中仅钢管规格就达48种，且材质多样，累计长度约89km。采购配套设备、阀门两千余台，管件几千个。具有高压、低温、同类产品不同材质等特点。有些管件要重新研制生产制造工艺，诸如双金属复合管的三通、弯头等。

（5）受地域及季节限制，外线施工期短。工程涉及的电力线路、联络线和注采气等管道路由处于水田和苇塘内，部分在双台河口自然保护区的实验区内，鸟类栖息、湿地环境保护等因素影响施工的进行。每年4至10月份该地区均灌水淹没，11至12月份苇子收割期严禁动火，只有1月下旬到3月末苇田放水前这段时间才可以施工，工期极为紧张。

（6）工程组织、协调范围广。工程实施中对内涉及设计、施工、检测等服务单位，对外涉及国内外供应商以及电力、公路、辽河河务、自然保护区等相关方及政府部门，协调工作量巨大，层面繁多。尤其是对外协调，由于行业不同，理解程度不同，利益诉求不同，组织协调难度超出预料。

3　工程建设管理

鉴于该项目建设的重要性和艰巨性，经上级批准，双6储气库地面建设采用“业主+监理+ EPC（工程总承包）”的管理模式［2- 3］。业主为辽河油田天然气储供中心，总承包商为中油辽河工程有限公司，工程监理为辽河工程建设监理有限公司。

该模式以业主为中心，依托辽河油田建设管理整体资源，发挥油田监理及主体施工单位的作用，通过工程总承包，实现设计、采购、施工、监理、检测等参建各方的深度融合，加快工程建设步伐。

3.1项目管理体系

（1）建立组织机构。业主方成立了项目经理部，内设5个小组，负责计划合同、综合协调、物资保障、现场施工、QHSE管理等工作；工程监理、总承包单位也相应成立了管理机构、配套了管理人员，按照QHSE、设计、施工、采购、检测检验等工作内容，全面参与项目管理工作。

（2）划分工作界面。第一，根据法律法规和相关规定，制订了具有操作性的管理办法和程序文件30余项。业主编制了“地面建设管理办法、创优计划书、项目总体部署、工程协调手册、文件控制办法、QHSE检查规定”等管理文件；监理部编制了“监理规划、监理细则、开工审批程序、百口磨合考核办法、旁站监理规划”等11项程序文件；总承包项目部编制了“项目创优措施、分包管理办法、工程质量计划、采购管理程序、项目实施议事原则”等17项管理和程序文件。第二，依照管理办法和程序文件，建立了施工文件报审制度，把施工图审查、设计交底、分包商审批、开停工报批、施工作业方案审查等纳入程序化管理。第三，建立了项目文控流程和信息沟通方式，利用特设邮箱发送格式化的相关函件、会议纪要和工程信息，形成信息资源共享，提高了工作效率。

3.2确立项目实施要点

按照该项目工期要求，结合储气库“先注、后采”的生产特点，把工程分成一期注气工程、二期采气工程顺序实施，在进行一期工程设计、采购、施工的同时兼顾二期工程。

其一，一期工程划分为28项单位工程，180项分部工程。从季节环境和重要程度考虑，制订了先外线后站内、先控制性工程后一般性工程、先进口设备后国内设备、先主体单元后辅助系统的设计与施工同步、采购与检验并举的工程建设原则。

其二，在排出一期工程总体运行计划的基础上，对控制性工程及一般性工程关键节点排出细致的运行计划，进行重点跟踪；同时明确优先采购双向输气管道、注采气集输管道以及长周期的阀门、仪表、设备。

其三，建立地面建设周例会制度，施工单位有关负责人参加会议，汇报工程进度，讲评质量安全，协调解决问题，安排部署工作。

3.3设计管理

工程设计是项目策划的开始，是设备材料采购、现场施工的基础和依据，是EPC工程总承包项目的核心和灵魂［4］，设计工作贯穿工程总承包项目的全周期。在项目前期阶段，业主方积极促进设计单位与其他设计单位、研究机构、国内外设备厂商的技术交流，以提高设计水平。在业主的组织下共赴其他储气库考察调研9次，与挪威船级社和法国苏伊士环能公司先后开展HAZOP分析2次，优化和采纳设计建议23项，确保了设计的科学严谨。

（1）工程设计与物资采购深度融合。双6储气库工艺管道共8种材质、48种规格，按站内系统压力共分为15个等级，其中注采气系统由最高28 MPa到最低1.6 MPa分为5个压力等级，各等级系统间相互关联，这给工艺设计带来了难度。在时间紧、任务重的情况下，工程设计与物资采购深度融合，提前锁定关键设备、材料以及长周期采购物资，及早完成压缩机、进口阀门、大口径和特殊材质钢管、国产主要设备的技术规格书，为采购工作奠定了基础，为优先进行压缩机单元、双向输气管道、注采气集输管道、电力线路等关键工程设计创造了先决条件。在设备材料招标过程中，设计人员全程参与，对供货商提供的技术文件及图纸进行审查和技术确认。设备制造过程中，设计人员参与处理相关技术问题，参加设备材料到厂检验和验收工作。通过工程设计与物资采购的深度融合，加快了物资采购的进程，提高了设计文件的准确性。

（2）工程设计与施工深度融合。设计单位按照工程施工进度计划，及时提供设计图纸。由EPC项目部组织，并邀请业主、监理参加，向施工方进行设计交底，说明设计意图，详解设计文件，明确设计要求。根据施工进展，组织设计人员进行现场施工服务，解决施工中出现的设计问题，进行必要的设计变更，同时设计人员参加关键设备的吊装、重大施工方案的审查与研究，保证工程设计符合现场施工实际。一期工程的试车调试阶段，设计单位编制了投产试运行技术方案，对试运行提出了原则性的技术要求，对试车调试给予了技术指导，对工程试运行中出现的技术问题及时提出了解决处理方案。通过工程设计与施工的深度融合，加快了施工进度，提高了工程质量，保证了工程顺利投产。

3.4采购管理

在总承包模式下，物资采购进度直接影响着施工图的设计进度。按照采购程序和相关规定，一期工程物资分为业主采购和EPC采购两大部分。业主负责进口阀门、一级物资采购，EPC负责关键设备、非标设备采购。分类采购明晰了采购各方的界面、责任，既发挥了业主集中采购的优势，又保证了EPC对复杂、非标设备的技术把关，同时也加快了设计进度。

双6储气库注采气量大，压力高，同时随着建库时间、调峰量的不同，采气量、压力会发生变化，系统设备的选型、制造要具有适应性、灵活性及经济性。为此，业主除了组织有关各方与供货商通过技术交流会议的形式进行深层次技术沟通外，还到制造厂实地考察，到其他储气库进行调研论证，为采购工作积累了经验。

在业主进行物资采购的同时，EPC项目部按照“分批、分阶段、注采分开”的总体采购原则，加强与供货商的技术交流和询价，及时组织招标，分批完成项目关键设备的采购计划，使大型设备、电气、施工材料的到货周期满足总体工期要求。

3.5施工管理

（1）注重全过程控制。建立了有效的信息沟通渠道，在每周的工程例会上定期分析施工实际进度与计划进度偏差的原因，及时制订纠偏措施，适时调整进度计划，确保工程施工进度可控。

（2）注重施工方案审查。对注气压缩机等大型设备吊装就位、排涝站基坑支护与降水、变电所施工、站外管道定向钻穿越等大型施工方案，由监理组织而业主参加进行专项审查及复审，使施工方案更具有操作性和指导性。工程开工后共审查各类施工组织设计、方案、技术措施160余项。

（3）注重质量细节控制。为保证进场材料设备产品质量，及时对原材料进行检验批验评，对管道、重要设备则委托驻厂监造或派专业人员进厂监督；对管材防腐，试生产后都要送往检测单位进行参数检测，合格后开始批量生产。为保证焊接质量，特殊材质管材到货后，要求做好焊接工艺评定；组织焊工考试，合格焊工戴卡上岗；现场施焊做到样板起步，焊口质量实行X射线和超声“双百”检测。

（4）注重控制性工程的实施。双6储气库外线管道工程共有5处大型河流、干渠定向钻穿越，其中双向输气管道（D1 016 mm×26.2 mm）双台子河穿越长度1 650 m，是一期工程中最重要的控制性工程。开工前，业主共组织现场踏勘选址4次，召开由地质勘察、设计、施工、监理和各方面专家参加的大型方案论证会5次，经方案优化，将原设计的利用套堤两次穿越改为一次性整体穿越，并采用两端同时钻进、中间对接的方式完成导向孔施工。2012年3月开始导向孔钻进，经过9级扩孔、3次洗孔，历时46 d最终使管道回拖成功，创造了当时国内同管径吨位最重、距离最长的管道定向钻穿越新纪录。从国外采购的注气压缩机采用分体运输，现场组对精度要求高，安装、调试进度直接影响注气工程工期。按照总体运行计划，由EPC项目部组织召开多次专项方案论证会，业主、监理及外方专家参加，根据与会专家意见，EPC项目部编制了压缩机厂房降噪施工、压缩机橇体装缸调校、压缩机承台二次灌浆、橇间管道打压等专项方案，通过业主审批后现场实施。根据专项方案，承台基础、厂房框架完成后压缩机组立即就位，搭建了兼有维温作用的临时大棚，隔离压缩机组与厂房空间，使厂房降噪施工、压缩机组调校、橇间工艺安装得以同步进行，既确保了施工安全和冬季大型混凝土基础二次灌浆质量，也使8台压缩机总体安装、调校工作在半年时间内得以完成。

3.6组织联合攻关，解决技术难题

采气管道在国内首次大范围应用了双金属复合管道，该管道具有口径大（D 660 mm）、管壁厚（22.2 mm+ 2 mm）、基管材质强度高（L485 MB）的特点，在管道防腐预制、现场组对、复合管焊接方面缺乏成熟的经验，并且管件加工方面也遇到了技术难题。为此，业主、EPC总承包商与生产厂家成立复合管技术联合攻关小组，定期召开联席会议，研讨制造、施工等具体问题。通过联合攻关，利用近一年时间开展了5种规格、12种焊接方法的试验，从中筛选出2种适用的焊接工艺，应用于现场并取得成功。通过联合攻关，解决了复合管内衬层鼓包、管件爆炸成型强度不够、管道端口封焊处无损检测有黑线等技术问题。通过采取施工措施，消除了冬春季节温度低、风速大等不利因素影响，使复合管现场焊接一次探伤合格率达到92％。

4　实践效果

（1）经过充分准备，2014年双6储气库注气系统一次性投产试运行成功。通过连续注气，储气库地层压力稳步上升，满足了注采方案要求，地面注气系统和生产辅助系统安全平稳运行，工程建设HSE一体化工作也实现了“安全零事故、人员零伤害、环境零污染”。

（2）为辽河油田培养了第一批储气库建设和管理人员。天然气储供中心是“建、管合一”单位，开工建设前曾派出10名管理干部到大港储气库跟班学习半年，建设期充实到业主管理各个岗位。通过参加工程建设，他们在已有运行经验的基础上，掌握了工艺流程和设备性能，成为储气库主要生产管理人员，同时也精简了工程建设专业管理人员。

（3）辽河油田公司各业务管理部门为储气库项目排忧解难，保驾护航；相关单位各司其职，分工协作；参建单位以优质、高效、早日建成双6储气库为共同目标，形成了具有“大业主”（广义）理念的管理团队，为今后大型工程建设积累了经验。

5　几点认识

（1）关注进口物资供货周期，适时调整施工计划。按照规定，进口物资一般由上级物资管理部门负责采购，合同约定交货时间一般为离岸时间（FOB），经过海上运输到岸后还要清关。制造、运输、商检各个环节一旦受到意外因素干扰，都会使到货时间滞后，进而影响工程建设进度。因此项目组织者要经常与进口物资采购部门沟通，随时关注采购进度，根据实际情况调整施工计划。双6储气库进口阀门经招标选用了多家外商供货，合同规定离岸时间一般在5～8个月，由于受2009年欧债危机影响，大部分供应商延期交货8～18周，最长近一年时间，导致双6储气库站场工艺施工推迟，管道试压、吹扫、连头无法适时进行，只能采取压缩关键路径即注气工艺安装的施工时间，并采取交叉施工作业方式完成后续工作，增加了安全管理难度。

（2）适用储气库的标准规范体系亟待建立。储气库是近年来发展起来的新型业务，涉及老井封堵、新井钻完井、气藏监测、地面建设以及生产运行，具有技术新、压力高、风险大的特点。目前国内涉及此领域的有关标准覆盖面明显不足，国家或行业有关设计、施工、验收、检测、评价标准规范也比较缺乏，无法为储气库标准化建设、专业化管理提供全面技术支持，因此储气库相关配套的标准规范体系亟待建立。

（3）加大国际间、板块内部交流，实现储气库设计、采购标准化。对地下储气库而言，技术和工艺原理区别不大，仅有具体设计参数和设备选型的不同。这就为储气库建设从工艺流程设计到设备选择的统一化、标准化提供了可能性［5- 7］。前苏联在这方面取得了大量研究成果。同时，美国和加拿大、法国和前苏联等国家分别从20世纪初和五十年代就开始建设储气库，施工建设和运行管理经验丰富。建议决策层组织设计、管理人员到上述国家去学习调研，将国外标准规范引进消化或等同采用，最终组织编写成适合国内实际情况的标准规范。中石油对第一批储气库进口压缩机采取了集中采购，建立了压缩机维保配件的统一供应平台，为各储气库交流管理经验、减少采购成本提供了便利。该方法也可尝试在储气库自控、火气、消防、空氮等其他辅助系统实行，以实现物资采购和维保服务的标准化、统一化。

（4）加快储气库完整性管理体系的推进工作，确保储气库安全平稳地运行。储气库完整性管理体系包括储气库井和站场设施的完整性管理［8- 18］，是指利用先进技术对现场动设备、静设备、采气树、井口装置以及油套管质量、固井质量等进行完整性检测、监测，通过分析建立完整性管理数据库，确定设备设施的运行状态及受损程度，对储气库的总体运行状态进行评估，以达到风险预防和控制的目的。目前，针对储气库完整性的体系建设还没有全面开展，检测手段也受到技术限制。如双6储气库采用的双金属复合管，经科研部门实验证明，现有的漏磁法和超声法无法进行管道内部的在线腐蚀检测。相信随着对储气库重要性认识的提高和工业技术的进步，储气库完整性管理体系的建设必将全面开展，储气库安全平稳运行会得到更多的保障。

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Ground Construction Engineering Practice of Liaohe Shuang- 6 Underground Gas Storage Depot

WEIXiaofeng1，WEIMinghui2，LU Shigao1，WU Tong3
1. PetroChina Liaohe Oilfield Company，Panjin 124010，China
2. Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China
3. CNPC Changcheng Drilling Engineering Company Limited，Beijing 100101，China

Abstract：Liaohe Shuang- 6 gas storage depot with the total storage capacity of 36×108m3，the peak gas supply volume of 16×108m3and the working pressure of 10～24 MPa is the first large underground gas storage depot in Northeast Region of China. According to the project construction characteristics such as new techniques，insufficient standards，tight working period，wide ranges of materials procurement and amounts of organization and coordination work，the construction and management mode of“Owner + Supervisor + EPC”is adopted and successfully implemented. This paper expounds the construction management of Shuang- 6 gas storage depot project in aspects of management system establishment，project implementation key points，managements of design，procurement and construction，joint research and solving difficult technical problems. Finally，based on the analysis of practical effects，it emphasizes the matters in gas storage depot construction，such as attaching importance to import equipment procurement，establishing standard system，enhancing technical exchange and accelerating the process of integrity management.

Keywords：underground gas storage depot；EPC generalcontract；engineering construction management

doi：10.3969/j.issn.1001- 2206.2016.03.021

作者简介：

魏晓峰（1968-），男，辽宁凌海人，工程师，2003年毕业于大庆石油学院石油工程专业，现主要从事地下储气库地面建设管理工作。Email：yanna96@163.com

收稿日期：2015- 12- 09