苏里格气田天然气集输管线运行风险解析

何明浩 冯继平 牛国萍 张志强

1.长庆油田分公司安全环保监督部 2.长庆油田分公司第三采油厂

苏里格气田天然气管道的安全运行是气田安全生产的主要构成部分。分析并查找天然气管道运行存在的所有风险，并制定应对措施是预防天然气管道发生事故的根本途径。

1 苏里格气田天然气集输管道运行的主要风险

1.1 天然气输管道发生事故产生的危害

输气管道天然气泄漏产生爆炸、火灾，可造成人员伤害及设备损坏及相应的经济损失；输气管道天然气泄漏会造成关停天然气生产设施影响下游供气形成的生产损失；输气管道天然气泄漏夹带的污水及凝液泄漏及排放会造成当地部分的环境污染；输气管道天然气泄漏所排放的天然气到大气中形成温室气体，并破坏大气层的臭氧层。

1.2 天然气集输管道发生事故的破坏因素类型

（1）天然气管线腐蚀损坏，主要是由于天然气管线中凝液含有腐蚀性的酸、碱性物质对管壁长期的腐蚀作用。

（2）天然气管线承受过高应力损坏，主要原因是管线超压运行。

（3）天然气管线的水合物及污垢造成管线堵塞超压损坏。

（4）天然气管线设计、材料及施工缺陷原因造成管线损坏。

天然气管道的走向、长短和通过的难易程度对整条管线的运行有很大的影响。管道经过之地坡度起伏较大，有风蚀、水蚀地形均容易造成管线的损坏。

管线的施工作业过程中产生的缺陷，管线焊接缺陷，集输管线焊缝处可以产生裂纹、夹渣、未焊透、焊瘤、气孔、咬边等各种缺陷；管线施工防腐层补口、补伤存在质量问题及施工作业造成管线绝缘层的损坏，降低管线耐腐蚀性能；管沟开挖回填问题，如果管线管沟开挖的深度不够，基础不实，回填压实时将造成管线向下弯曲变形。如果地下水位较高而未及时排水，会使底部悬空，容易造成拱形变形。管沟内石子容易刮伤防腐层。

（5）天然气管线上的安全附件缺陷。

管线上的安全阀、温度计、压力表、压力变送器、紧急切断装置等安全附件存在质量问题或出现故障失效。

温度、压力、流量等控制系统硬件设备选型不当，质量存在问题或控制用软件部适合工艺要求，有可能造成超压、超温、泄漏等事故。

（6）操作人员及管理因素缺陷。

违章作业，主要包括违章指挥、违章操作、操作错误等。表现为：违章动火作业，违章开关闸门，违章操作压缩机组，检修、抢修违章等。

安全管理不规范，主要包括管线运行安全管理制度不完善，管线运行安全管理资料不详尽或资料遗失，安全管理法规的宣传和执行不力，安全意识淡薄。

管线定期检验困难，主要包括管线深埋地下，难于进行检测，检验设备、手段相对落后，检验人员缺乏工作经验，安全状况评定难度大；

（7）环境因素。

自然环境危险有害因素，苏里格气田地处高纬度区，气温低风沙天气多，容易将所埋地下的管线刮出露出地表甚至悬空，管线敷设在沙丘上容易造成滑坡、崩塌、地面沉降、低温、洪水均可能造成天然气管线的损毁、断裂、泄漏。

社会环境危害有害因素，主要包括在管道附近甚至管道上人工及机械开挖土方、修建各类设施，这些行为可能直接造成管线损毁或增加管线的负压，同时还有人员故意在管线上打孔盗取天然气，恶意破坏管线及恐怖分子破坏行为。

2 苏里格气田天然气集输管道运行风险的应对措施

2.1 天然气集输管道在设计施工过程的风险防范

（1）天然气集输管道路线设计要尽量避开容易塌方、水毁、积水、风蚀的地段，实在无法避开则应进行防范、加固设计，如在容易塌方的地方设计护坡，在容易水毁的地方设计成管线跨越或穿越，在容易风蚀的地方设计固沙带等提前进行防范。

（2）天然气集输管道路线设计要符合《石油天然气防火设计规范》（GB 50183-2004）的规定，距离居民聚结区、工厂、铁路、公路、高压输电线路要有足够的安全距离。

（3）天然气集输管道路线应设计齐全的警示桩、里程桩、水平转角桩、标志桩。

（4）天然气集输管道的材质设计要考虑一定的腐蚀余量。

（5）如果开发苏里格气田下古区气层，集输管线的材质必须按照含硫天然气设计。

2.2 天然气集输管道在施工过程的风险防范

（1）天然气集输管道的施工质量包括焊口质量、防腐质量及管线试压等必须符合相应的国家规范标准。

（2）天然气集输管道的下沟掩埋必须保证管道不受力、埋深符合标准规范。

（3）天然气集输管道的进出站处必须设置远程截断阀及远程放空阀，天然气井流程出口必须设置远程截断阀，目前在苏里格气田的集气站和单井均是无人值守，监控及操作均采用数字化远程控制，因此一旦天然气集输管线发生事故，实现远程截断及放空尤其重要。

2.3 天然气集输管道在运行过程的风险防范

防止天然气集输管道的超压运行，及时监控管道运行的压力参数确保管线的运行压力在允许范围之内，一旦发现管线超压，则采取及时放空和关井停站的方法迅速处置。

防止天然气集输管道的水合物的形成及造成管线的冻堵，目前在冬季寒流来临前采取予注醇的方法提前预防效果较好，对于气水比（每万方天然气含水多少方）大的天然气井设置专用的注醇系统。同时，应该根据管线运行的动态情况，采用定期或加密通球清管作业，及时排除管线中的水合物。

防止天然气集输管道的腐蚀穿孔。在气田生产的后期，管线的腐蚀穿孔现象均很严重，要预防管线的腐蚀穿孔有以下三种措施。

（1）完善管线壁厚的动态监测。在天然气集输管道的低点、拐弯处、变径处等容易腐蚀的部位设置壁厚检测点，定期进行进行管线壁厚检测并对其进行动态分析。

（2）加强对天然气集输管道的巡线作业。目前苏里格气田的集输管道生产压力为1～4MPa，如果管线有漏点，有很大可能在管线土层上方形成空洞、水湿痕迹、气雾等异常情况，加强管线的巡护频次可以及时有效的发现管线的初期泄漏。

（3）完善对天然气集输管线的阴极保护措施，延缓集输管线的电化学腐蚀；目前，存在部分集输管线没有设计建设阴极保护站，在管线运行的初期看不出有什么影响，但是在气田生产的中后期，其影响作用就会十分明显，到时将会造成管线的整体腐蚀缩短管线的使用时间，并造成天然气及污水频繁泄漏等事故。

（4）定期或加密清管作业，减少管线内的积液，降低液体对管线的腐蚀。

2.4 自然及人为因素造成管线破坏的风险防范

自然因素造成管线破坏的风险防范包括管线的水毁、风蚀、塌方、地震等，为防范这些风险，预防和应急抢险是关键，生产单位必须建立健全管线的风险台账，准确掌握管线的易损地段，加密这些地段的巡护工作。同时，生产单位必须建立素质过硬的应急抢险队伍，储备充足的应急物资，并定期进行演练，确保在发生管线泄漏后有能力迅速处置险情，不让事故扩大。

人为因素造成管线破坏的风险防范包括在管线范围内开挖土方、平整场地、在管线上修建构筑物非法占压管道及故意的打孔盗气或恐怖袭击造成管线的破损。近几年来，在当地牧民春季平整场地、部分地方公司及个人将管线途经区域改为牧草或粮食种植场推平场地、及其它机械挖掘管线附近场地多次造成集输管线的破坏险情，尤为值得生产单位关注。为了防范人为因素造成管线破坏有以下几点成功经验及措施。

（1）生产单位对管线沿途的村庄及村民定期散发天然气管道保护相关的法律、文件进行宣传，并设置报告奖励机制，明确对于管线周边动土作业的报告电话及奖励。同时，在接到老乡报告后，生产单位要及时迅速在第一时间内派遣人员进行动土区域的管线探测，并设置警戒线，在动土期间现场派人进行监护。

（2）生产单位加强对油维技改、产建施工、外部公路及铁路施工队伍的联系管理，及时掌握管辖区域的建设动态，经常进行沟通联系，确保对施工单位的施工作业管理受控。

（3）目前在苏里格气田尚未发现有老乡私自在管线上打孔盗取使用天然气的现象，但是，在以后无法预知，要预防此现象，必须加大管线保护法的普法宣传及督促当地警方的执法力度。

（4）生产单位要督促巡线承包商切实履行自己的职责，严格巡线合同规定及抽查考核。

（5）一般在管线在受到人为因素破损的情况均较为严重，天然气的泄漏较大，因此生产单位利用数字化监控平台远程发现管线的压降是明显的，因此加强对数字化监控平台的维护、监控能够及时发现集输管线的压力变化，及时抢险能够减少损失。

3 几点建议及认识

3.1 天然气管线损坏主要原因的几点认识

（1）根据对苏里格气田天然气管线运行发生事故的调查分析，在管线寿命的初期，主要风险一是施工过程中管线焊缝砂眼及施工过程对管线的局部损伤造成管线天然气刺漏；二是当地牧民新推种植牧草、粮食的场地过程中，施工机械造成管线破损天然气泄漏；三是在天然气管线区域进行的施工建设开挖土方及占压，造成管线破损天然气泄漏；四是气田冬季生产，管线内产生水合物造成管线冻堵胀裂及管线的局部超压破损。

（2）根据对苏里格气田天然气管线运行发生事故的调查分析，在管线寿命的中后期，主要风险一是管线的腐蚀穿孔造成管线的刺漏破损，天然气泄漏；二是由于管线壁厚的减薄，管线的超压运行造成管线的破损或断裂，天然气泄漏。

3.2 天然气管线损坏防范措施的几点建议

苏里格气田处于地广人稀的内蒙大草原，此地民风粗狂淳朴，像其他油田管线当地老乡打孔盗油的现象没有听闻，天然气管线所处社会环境很好。但是，由于区域大，而且实行的是数字化无人值守管理，有的生产单位的集输管线在方圆160Km范围之内，有的地方为沙漠戈壁，道路经常砂堵，管线的管理难度很大，管线安全运行风险较高。因此，建议生产单位做好以下几方面的工作。

（1）在建设前期要对管线走向进行仔细探勘论证，施工过程要严格监督，确保管线的焊接、防腐、下沟、埋深等质量要求。

（2）在管线的运行管理上要建立有效的企业、地方联防合作模式，生产单位应采取“人民战争”的作法，可以给予在管线途经段附近的住户一定量的补助，要求其及时汇报在管线周边的作业行为及发现管线的异常状态。同时给予及时发现管线隐患的当地老乡较大的经济奖励以鼓励其上报隐患的积极性。

（3）及时做好集输管线的警示桩、里程桩、水平转角桩、标志桩建设及维护工作。由于苏里格春季的多沙天气及管线上植被恢复较快，管线在掩埋2～3年后，很难辨清管线的走向，同时流沙对集输管线的警示桩等的掩埋，将造成标示缺失。

（4）加强清管作业，对于气水比大的集输管线必要时进行技改增加清管装置，严格控制管线内积液，一旦管线发生破损，不至于泄漏大量地层产出水造成局部环境污染。

（5）建立完善的天然气集输管网GPS地图，加强对管线截断阀的日常调试，一旦发现管线出现问题能够准确判断管线的归属，能够及时切断气源。

（6）组建一只高素质的应急抢险队伍，及时处置管线各类险情，防范隐患扩大化。

4 结束语

苏里格气田天然气气井至集气站的集输工艺采用的是串接多井，集气干管输气的模式，工艺管网接头多，管线长，截断阀门少，一旦发生管线破损事故，将造成天然气泄漏及局部环境污染，同时所有与干管连接的气井均要进行关井放空，因此加强管线的风险管控，尤为必要。气田天然气集输管线损坏后，主要风险一是天然气泄漏造成火灾爆炸，从而发生人员伤亡及经济损失；二是温室气体的排放及地层产出水泄漏造成局部环境污染，影响草原脆弱的生态。尤其是在中华人民共和国新安全生产法及新境保护法实施后，气田集输管线面临的安全环保风险极为严峻。本文从天然气集输管线运行风险及控制措施进行了初步的探讨，值得生产单位作为借鉴。

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