油田管道储运技术展望

文/杨风斌 杨雯雅 李秀丽

本文系统分析了油田开发以来，管道输送中遇到的问题及对策，总结了历史经验，提出了发展方向。各个时期适应不同开发特点的管道技术应运而生，在生产实践中发挥了重要作用。对于金属管道、各类非金属的适应性进行了分析，得到其适用的特定场景、工程规律和边界条件，场区智能化管道和管道完整性管理更是使管道管理走上科学化、规范化道路。未来管道技术必是百花齐放，在管道材料、防腐技术、施工技术共同作用下的大发展，智能化、信息化和完整性管理作为管道管理的重要手段，正在蓬勃发展为管道管理的利器。“钢制管道+内外防腐”是常规管道技术，是输送低含水原油的首选，但油田开采中原油含水量很高，有含水油管道、天然气管道、净化油管道，还有采出水管道，不同输送介质各有特点，决定了单一技术不能包打天下，经过多年的摸索实践，孤东油田管道技术不断丰富完善，从技术发展上大致分为以下几个阶段：钢管+内防，使用玻璃钢管线，试验钢衬尼龙管，场区智能化管线试点，加大场区钢衬尼龙管应用，探索管道完整性管理。

1.管道技术的发展

1.1 适用于强腐蚀采出水输送玻璃钢管道技术。玻璃钢是一种轻质、高强、耐腐蚀的纤维增强塑料管。集输系统常用纤维缠绕的聚酯玻璃钢管道，由内衬层、结构层、外表面层组成。玻璃钢管道通过选用不同类型树脂，可以满足绝大多数介质的耐腐蚀性，使用寿命长，且管壁光滑，不宜结垢结蜡附着微生物，流体通过性好，远低于钢管，可以节省泵的能耗。

玻璃钢管道公称直径可以达到DN50-DN4000，集输系统压力使用的玻璃钢管道等级最高4MPa，耐温-40℃—120℃，安装工艺主要有两种，站外长距离管道采用承插连接，站内工艺管道采用平口缠绕连接，玻璃钢管道维修常用的有打卡子、换管等。在采出水上使用玻璃钢管道取得好的效果后，陆续在油、气输送上进行了尝试，但数量比较少，目前原油管道仅限于站内使用。站内原油管道温度普遍较高，含砂、含气，使用6-9年玻璃钢开始爆管，使用缠绕施工的接口、弯头部位不稳定，制约其在原油处理上的使用。天然气输送管道应用最少，玻璃钢管线的气密性、静电释放方面存在争议。

1.2 适用于强腐蚀、高含砂、高含水原油输送的钢衬尼龙管道技术。高温高盐油田采出液含水一般90%以上，矿化度高达几万甚至几十万，温度50℃以上，稠油油藏采出液温度超过60℃，疏松砂岩油藏含砂、含硫化氢，多种因素导致内腐蚀问题十分突出。在玻璃钢管道不能解决这个问题的时候，我们继续进行探索实践，引进钢衬尼龙管道，成功实现了联合站内原油管道本质安全。高温高盐油田采出液钢衬尼龙复合管道将钢制管道的高强度、强韧性与尼龙的抗盐、耐磨、防腐功能相融合，形成适用于高温、高盐油田的钢衬尼龙复合管道技术。该技术克服常规钢制管道涂层防腐过程影响因素多、焊接补口难防腐以及受施工质量影响大的问题，在工厂可靠环境下加工出结合紧密、一体成型。在中石化胜利油田、西南油气分公司等单位应用20000余米，在青岛炼化、天津炼化应用10000余米，投产最早的管道已经连续运行17年。联合站内原油集输管道优先选用钢衬尼龙管道。在东一联、东二联、东四联井排阀组及部分主工艺管线应用尼龙钢衬管线2536m。2015年投产东四联井排阀组7年运行平稳，未发现腐蚀现象。原油处理主工艺流程管线选用尼龙钢衬管线。通过2-3年的努力，每座联合站建成从进站至外输的全流程钢衬尼龙管道，全面提升站库运行质量。该管道价格较高，是玻璃钢2倍多，常采用地上法兰连接方式，正在试验焊接埋地技术。

1.3 适用于复杂地质条件耐腐蚀大口径复合管技术。孤东油田位于黄河入海口的临海地区，土壤是由黄河挟带泥沙自然淤积而成。土基表现为压实度小，结合稳定差，地基沉降量大等工程特点，易发生水土流失和沉降现象；台风季节，强降雨和强风暴等恶劣天气，低洼区域的管线易发生横向和纵向位移，玻璃钢管线连接部位或本体薄弱部位的应力达到一定程度就会出现裂纹或者错断现象。为解决特殊地基条件下玻璃钢不适应的问题，首次引进大口径复合管道。2010年左右油田开始引进小口径管线，主要用在注水和注聚，耐压能够达到32MPa，近几年开始引进大口径管线，主要用于集输和采出水的低压输送管线，但超过DN300的大口径管线，在胜利油田没有应用案例。复合管由内衬层（内层）、增强层和外保护层（外层）组成，内外层为聚乙烯材料，涤纶纤维为增强层。大口径管线的连接方式为热熔+电熔套连接，强度等同管体。增强柔性复合管在强度、韧性和抗老化等性能上，优于玻璃钢管线，耐腐蚀性上强于钢管（防腐）。柔性复合管管体抗冲击，耐腐蚀，安装维修方便（采用热熔焊接即可），材料环保可循环利用，标准使用寿命20年以上，理论使用达寿命30年以上，虽然总投资较高，但使用寿命长，使用年限内折算年均投资最少。2022年建成东四联至东一联大口径复合管道全长3.3km、DN500，采用热熔焊接，埋地铺设。增强柔性复合管成为解决复杂地质条件下，强腐蚀水输送的关键技术。

1.4 场区智能化管道技术。2013年11月22日发生的东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故反映出管道事故隐患众多，后果不容忽视，需要尽快提升油气管道的安全性。场区智能化管道是智能化管道的延伸和补充。实现管线基础信息管理、三维应用、安全管理、设备管理、施工管理、视频集成六大功能。场区智能化管道是将长输管道的智能化管理技术向站场转移的一次有益尝试，回答了场区智能化管道如何建设，应该具备哪些功能的问题，说明了油田对场区管道的重视已经提上日程，为油田加快推进钢衬尼龙复合管等适应性强的管道提供了有利条件，成为扭转站库管道安全管理的转折点。在这一时期，国家出台“风险防控与隐患治理”双体系建设文件、集团公司推行“泄漏管理”、油田实施“四化”建设，在不同程度上为场区智能化管道的兴起奠定了基础。

2.管道技术展望

2.1 扬长避短，非金属管道技术持续提升。玻璃钢管道脆性、易折损，不适应复杂地质条件和高温原油输送。适用于站内采出水和地质条件稳固的地域，在玻璃钢制造工艺的改进中要兼顾经济性，本身定位经济耐腐蚀的管道，若价格过高，失去性价比则会压缩使用空间。这些管道仍会在油田采出水领域大量应用。同时要开展管道回收技术研究，废弃管道的无法处置已经暴露出来，回收价值不及钢管，回收后不易处置。钢衬尼龙管现在常用于站内地上法兰连接要进行焊接技术研究，重点简化工序，提高施工效率，同时其价格较高，站外油气管道应用很少，但从长期效益看，很有推广价值。柔性复合管可以看做是玻璃钢管道的升级替代品，解决了玻璃钢脆性易折的问题，其焊接工艺施工时间长，适用于站外较长管线，不适用站内管段短、接头多的环境。维修技术还要研究。

2.2 拓展研究领域，金属管道性能再提升。非金属管道应用并不能说金属管道没有市场了，实际上，金属管道的优势仍然很大，低含水油管道和天然气输送管道首选钢制管道，其发展方向除了材料技术外，更重要的是防腐技术与施工技术。赛克54等高性能涂料为钢管提供了新的领域。在Ⅲ级高后果区、城区重要建筑物穿跨越等特殊地段和区域仍会选择性能可靠的钢制管道，但造价较高。HDPE内衬技术。在钢制管道壁厚减薄，但强度符合要求时，综合经济对比，可采用HDPE内衬技术，但施工工艺十分关键，目前最大口径300mm。管道焊接与补口技术。内堆焊、小车补口技术正在推广，是提升金属管道施工工艺的重要手段。

2.3 工艺与信息技术结合，促进场区智能化管道升级落地。场区智能化管道是长输智能化管道的有益补充，安全管理没有盲点，站内管道安全运行的作用不可无视。站内管道布局复杂，管件多，介质复杂、高温、高压，需要采用更加细化的信息化技术，借助已有监控系统，收集数据，采取类似数字孪生的方法建模，动态完善。这项工作必须工艺技术人员与信息工程人员紧密结合，在已有场区智能化管道研究的基础上整合资源，促进系统融合，变复杂的功能模块为好用、实用，成为站库管理的重要工具。

2.4 理论与实践相结合，增强完整性管理生命力。管道完整性管理在胜利油田已度过认识期，正步入推广期，下一步还要提升发展。我们正在建立完整性管理系统，员工只需将生产数据录入，系统会自动分析判断，完成完整性评价过程。但还存在完整性管理的原理还未普及，集输管道缺少内检测条件、阴极保护系统不完善等问题。根据管道完整性技术要求完善管道功能。重点是在新改建管道时要配套内检测手段、配套阴极保护系统，使之在硬件上满足完整性管理要求。加快完整性管理系统推广。简化工作界面，加强与“四化”融合，人工录入与自动调取数据相结合，提升系统自动收集、分析水平。深入开展站库完整性研究。用好完整性管理这个工具，根据站库设备设施特点划分功能区，确定评价方法，出台技术标准，加快与管道完整性管理的融合发展。

3.结论

经过多年的生产实践，油田在管道技术上取得了长足进步，建立了满足复杂介质条件、不同地域环境的管道技术体系，随着信息化技术发展，为完整性管理技术指导实践提供了有利条件，建立管道技术档案，循环评价、治理薄弱环节的长效机制正在形成。未来，新材料、新防腐技术、新施工方法的出现是管道技术提升的基础，管道技术与信息化融合是发展方向。

引用出处

[1]张毅.油气储运中输油管道防腐工艺的发展与应用[J].商品与质量，2020(07):132.

[2]赵玉勒.油田输油管道防腐的探讨[J].城镇建设,2021，09.