王玉江1 楊風斌2 張曉帆3 張延濤4

1.中國石化勝利油田分公司工程技術管理中心； 2.中國石化勝利油田分公司孤東采油廠；

3. 中國石化勝利油田分公司東勝公司； 4. 中國石化勝利油田分公司海洋采油廠

山東黃河三角洲國家級自然保護區地處渤海之濱，是以保護新生濕地生態系統和珍稀瀕危鳥類為主的濕地類型自然保護區。某油田輸油管道總長約25 km，其中21 km地處該自然保護區內，管道兩側各200 m內有濕地、森林、河口等。按照GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規范》，該管道大部分屬于II級高后果區管段。

1 濕地高后果區環境特點

1.1 生態環境多變

輸油管道穿越黃河，橫跨保護區南北。隨著春夏季雨水增多和黃河水量增加，保護區內水位大幅上升，部分管道隨水流漲落侵襲、流道變化和水面遷移由地下變為水下，基礎受損嚴重，出現水中飄浮、錯斷等情況，風險極大。

1.2 生態系統脆弱

濕地生態十分脆弱，水文、土壤、氣候等因素都會導致生態系統的變化。油田管道輸送“易燃、易爆、高壓、高溫”介質，一旦發生泄漏，管道內的介質將泄漏或噴射到環境中，油品中的苯系物、多環芳烴、重金屬等有毒有害物質隨油品擴散至土壤和水體，造成污染，嚴重影響區域生態環境。

1.3 環保要求嚴格

生態文明建設納入國家發展戰略，要求油田開發必須與環境保護和諧相處，采取更加先進的生產技術和管理技術，提升開采、集輸過程的安全環保條件，滿足對濕地保護區的環保要求。

2 濕地高后果區管道運行風險

2.1 管道敷設環境條件差

輸油管道處于黃河口自然保護區，區域內土壤含鹽量高、電阻率低，鹽堿化嚴重，影響管道外腐蝕；地表植被變化及其根系影響導致管線外防腐層破損，加劇外腐蝕。

2.2 輸送介質腐蝕成分多

目前原油進入特高含水期，管道介質中水分、溶解氧、二氧化碳、硫化物等腐蝕性物質致使管道腐蝕和磨損嚴重。

2.3 防腐措施容易失效

輸油管線內防腐以環氧粉末為主，經過十多年運行，內防腐層局部脫落，高速運行的含砂采出液磨損內防腐層，加劇內防腐層損壞而失效。 2017年以來先后發生地上管線、穿越黃河管段腐蝕穿孔，存在較大安全環保風險。

3 濕地保護區輸油管道管理對策

3.1 保證管道本質安全

（1）管道材質選擇。目前在用的管材類型有金屬管+內外防腐、不銹鋼及非金屬管，不同管材的性能比較見表 1。

鋼管承壓能力強，具有塑性及韌性好、維修方便等優點；不銹鋼管造價高，不適用于大規模集輸管線；玻璃鋼管抗機械沖擊能力差，一旦損壞會造成大面積污染，不適合保護區環境要求；柔性增強復合管一般管徑＜DN150，管徑＞DN150的增強超高分子聚乙烯復合管應用較少，不能在保護區內大面積推廣。考慮管道等級及其重要程度，輸油管道采用鋼管，并提高設計等級。

（2）外防腐及陰極保護選擇。調研分析6種防腐形式，性能對比見表 2。

擠壓聚乙烯(2PE、 3PE)外防腐層比其他防腐層有絕對優勢。 3PE與鋼管粘接力強，抗機械沖擊，耐土壤應力，抗陰極剝離，耐腐蝕，具有環氧粉末和聚乙烯防腐層的雙重優點，各項綜合性能優異。在滿足技術要求的前提下，綜合考慮防腐層造價、周邊防腐預制條件等因素，鋼制管道采用3PE防腐層、補口采用輻射交聯聚乙烯熱收縮套、埋地保溫管線選用3PE+30 mm厚聚氨酯泡沫黃夾克。

（3）內防腐選擇。不同內防腐特性對比見表 3。

HDPE與EXPE內襯各方面性能相差不大， EXPE耐溫性能稍好；賽克54陶瓷和玻璃釉抗磨蝕和耐高溫性能比其他涂料優異，但是價格偏高，且玻璃釉防腐層為高溫一次成型，目前沒有成熟的焊口處理工藝，管線焊口缺陷易加速局部腐蝕。

考慮采出液礦化度高、強腐蝕性，管道地處自然保護區環保風險高，管道內防腐選用賽克54+智能小車內補口。

3.2 完善安全配套措施

加強保護區內高后果區管道完整性管理，如完 善三樁一牌設置，管道沿線加密設置標志樁及警示牌等。

3.3 提升信息化手段

管線首末端處均設置電動快速切斷閥，可實現遠程關斷。輸油管道泄漏監測技術與快速切斷閥聯動，為快速定位、緊急關斷和應急搶修提供自控手段。目前常用的分布式光纖監測技術和負壓波監測技術見表 4。

輸油管道黃河北段設計量站1處，輸送含水原油中含伴生氣，不宜采用負壓波監測技術。確定采用分布式光纖泄漏監測系統，沿管線同溝敷設測溫光纜進行監測。

4 結語

（1）預防與治理相結合，加強管道本質安全管理，強化管道防腐技術應用，通過泄漏監測、無人機巡檢、視頻監控等信息技術手段，提升濕地高后果區管理水平。

（2）濕地高后果區管理是長期動態變化的過程，要持續跟蹤管道鋪設狀態，經常性開展風險評價和維修保護，保障管道安全運行。

（3）落實管道監測制度，根據監測數據分析確定管線運行狀況和更換周期，提前編制整改方案，降低管道運行風險。

作者：王玉江，教授級高級工程師，勝利油田高級專家。