原油管道掺混输送运行风险分析

李嘉诚

原油管道掺混输送运行风险分析

李嘉诚

（四川科宏石油天然气工程有限公司， 四川 成都 610051）

日东原油管道适应性改造工程为通过向委内瑞拉稠油中掺入一定量的中东原油，利用静态掺混器进行在线掺混，降低委内瑞拉稠油的黏度，以实现委内瑞拉稠油的常温输送。适应性改造工程实施后，日东原油管道可以实现常温输送中东原油和进行中东原油和委内瑞拉稠油掺混输送。增加了管道输送油品的种类，提高了管道的利用率，实现管线增输增效。

原油管道； 油气储运； 风险分析； 掺混输送

日照-东明原油管道是一条长距离常温输送中东中质原油及重质原油的输油管道，起于日照首站，途经日照、临沂、济宁、菏泽四市，终止于东明末站，全长445.9 km，设计压力8.0 MPa，管道系统采用常温、密闭输送工艺。全线共设4 座工艺站场，21座干线线路截断阀室（其中监控阀室5 座、单向阀室5座、手动阀室11 座）。四座工艺站场依次分别为日照输油站、平邑清管站、兖州输油站、东明输油站[1]。

自2014年10月以来，日东原油管道适应性改造工程开始进行掺混输送试验运行，在这过程中，我公司根据自身生产运行情况和模式，结合前期实验提供的数据，积极推进适应性改造工程试验进程。在保证全线安全输油生产的前提下，根据输油运行安排，结合输油设备的运行情况以及下游用户东明石化集团的需求，进行了多个掺混比例的掺混试验，分别对掺混比例2∶1、3∶1、5∶2、5∶3、8∶5等进行掺混输送试验。截止目前，日东原油管道试验运行已经累计输送委内瑞拉原油44.5万t，累计外输混油241.5万t[2-3]。

在适应性改造掺混输送试验运行中，结合日东原油管道的运行情况，对适应性改造掺混输送运行情况可能出现的风险点进行分析和控制，以确保掺混输送输送安全平稳运行[4]。

1 黏度变化风险及控制措施

1.1 掺混油品受地温影响风险

适应性改造掺混输送运行，中东稀油和委内瑞拉稠油在日照首站按照一定的掺混比例通过在线掺混器进行在线掺混，降低委内瑞拉原油的油品黏度，从而满足常温输送的要求[5]。日东原油管道为常温输送管道，管道全长445.9 km，全线不设加热设施，其油品的黏度变化对于输送运行具有很重要的影响。

在掺混输送运行中，油品进罐温度较高，日照首站掺混后混油出站时油温一般在30 ℃左右，在输送过程中，油品需要经过6~7天的时间到达东明末站，由于全线不设加热设施，油温会受地温的影响而不断降低，其中沿线地温在夏季约为20 ℃左右，冬季约为10 ℃左右，最终混油温度降至和地温温度持平。

根据油品的黏温特性，温度的下降，会造成油品黏度的上升。在前期科技中心对掺混输送进行的试验数据以及前期运行规程中的要求，日东原油管道掺混输送的混油黏度控制在200 mPa·s以下。

日东原油管道在3座工艺站场（日照首站、兖州输油站、东明末站）内设有在线黏度计，可以实时监控经过站场时混油的黏度，然后站场之间距离较长，无法实时监控管道内油品黏度受地温影响的变化情况，一旦油品黏度由于地温的影响上升达到控制值200 mPa·s以上，则会造成管道发生初粘特性（压力上升、流量下降），且日东原油管道调整掺混比例地点为日照首站，管道发生初粘特性或在其他站场检测到油品黏度过高时，再调整首站掺混比例亦无法立刻降低管道内油品的黏度。油品受地温的影响黏度发生变化，对掺混输送会带来一定的安全风险。

1.2 风险控制措施

日东原油管道为接收海外来油，每一批次油品均存在差异性，在每批次油品进行掺混输送前，提前安排人员上罐取样，在日照首站就地对两种油品按照预定掺混比例进行掺混试验，利用实验室旋转黏度计进行人工黏度化验，且黏度化验温度阶梯选取当前全线最低地温数值进行黏度化验，最大程度模拟混油在输送至下游站场时黏度变化情况。在需要调整掺混比例时，亦采用同样的方法，提前对该掺混比例下的混油进行黏度化验，模拟油品输送至下游站场时黏度的变化情况。同时密切关注站场内线黏度计显示数值，同时安排人员每天对混油黏度进行人工化验，比对在线黏度计数值，确保在线黏度计显示数值真实有效[6]。

2 油品种类、批次不同带来的风险

日东原油管道为接收海外来油，由下游用户东明石化集团负责海外油品的采购，受诸多方面因素的影响，其油品种类和性质往往无法固定，同种油品不同批次亦会有一定差别。有时还会有日照港其他库区的油品置换至我库区进行外输，油品种类比较复杂，难以进行监控。且在掺混输送运行中，委内瑞拉原油储存于中石油山东输油有限公司（中联油）库区内，我单位无法直接对其进行控制和管理。在掺混输送中，油品种类的不同会直接决定掺混后油品的性质以及外输的顺利进行。对于不同油品的掺混输送，其掺混比例亦是无法固定的，这对掺混输送试验运行和总结掺混输送经验带来很大的难度。

提前关注和控制中东稀油和委内瑞拉稠油的种类和物性，重点关注油品的种类、凝点和黏度，对于不符合外输条件和进行掺混输送条件的油品，坚决不予接收和外输。对于日照港其他库区置换至我库区的油品，要求东明石化集团联系商检公司取储油罐上、中、下层油品分别进行化验，全面分析油品的物性后决定是否接收来油。掺混输送前期，提前对罐内油品取样，按照预定掺混比例进行掺混实验，提前了解掺混后油品的黏度。

3 掺混输送对输油设备的影响

日东原油管道在原设计中，为输送中东中质原油和重质原油，适应性改造后，增加掺混输送委内瑞拉稠油工艺系统。结合目前掺混输送试验运行情况，委内瑞拉稠油物性较差，油品黏度高，杂质较多，且储存委内瑞拉原油的中石油山东储运有限公司（中联油）库区以前为储存重质原油和燃料油，罐底油杂质较多，在掺混输送运行时，对站内主要输油设备的正常运行带来安全风险隐患。

在掺混输送试验运行中，由于掺混油品黏度过高、杂质较多，往往会造成输油主泵机组（离心泵）机械密封泄漏量低，温度高、机械密封出现磨损、泵驱动端和非驱动端振动高等报警，增加了输有设备的检修频次，造成主要输油设备不处于备用状态，由于油品杂质过多，全线过滤器经常出现压差报警堵塞现象，造成全线清理过滤器频次大大增加。

密切关注输油设备运行情况，如输油泵机组各项保护参数以及过滤器前后压差情况，出现报警或异常及时切换输油设备，防止出现其他安全运行风险。在输油过程中，密切关注中联油库区外输油罐和运行罐位，了解和控制外输稠油物性和种类。罐底油往往杂质较多，对输油设备会造成极大的安全风险，当中联油库区罐位较低时，不进行掺混输送，要求东明石化集团安排汽车或火车进行外运，以保证输油设备的安全平稳运行。

4 停输再启动风险

日东原油管道为接受海上来油，没有稳定的油源，间歇运行一直以来采用间歇输送的方式运行。适应性改造进行中东稀油和委内瑞拉稠油掺混输送，由于存在管线停输的问题，则必须考虑管道停输时间以及管内油品分层和管线再启动的问题和风险。日东原油管道全长445.9 km，全管程管容约为15万方，如停输时间过长，混油在管道内出现分层现象，则会发生局部管道粘管现象，给管道再启动带来十分严重的安全风险。

为防止油品分层，可以采取稀油进行全管程置换混油和采取启输活动管线的方式。采用全管程稀油置换混油的方法，则需准备约15万方稀油用于管线置换，采用启输活动管线的方法，即为外输结束前预留一定量的油品，每隔5~7天进行启输活动管线。

在掺混输送输油运行安排上，需要全面考虑停输以及下一批次来油情况。主动联系东明石化集团，获取半年内或两个月之内的来船信息和来油物性，尽量做到连续输送，避免过长时间管线停输。在无法避免管线停输的情况下，根据下一批次来油安排，采取启输活动管线或使用稀油置换全管程混油的方式，避免管道内混油出现分层现象。

5 结束语

目前日东原油管道适应性改造掺混输送试验运行正在持续开展之中，由于进行两种物性相差较大的油品进行在线掺混输送，在国内尚无可以借鉴的先例，关于掺混输送运行的管理经验和方法还需要不断进行探索和研究。

［1］徐亮，艾月乔，李海娜，等. 日东原油管道高黏油掺混输送工艺[J].油气储运，2019，38 (9): 1009-1014.

［2］赵选烽，敬加强，王思汗，等. 南阳含蜡原油混合输送的结蜡特性[J]. 石油化工，2019，48 (1): 65-70．

［3］王国涛. 中洛线中原原油与普托原油掺混增输方案比选[J]. 油气储运，2018，37 (10): 1135-1141．

［4］王琪，罗浩，陈国平. 原油顺序输送水平管混油段的分析[J]. 当代化工，2014 (10): 2153-2155..

［5］张志玉，孙建华. 临邑首站原油混输工艺改造[J]. 油气储运，2009，28 (8): 75-77．

［6］于涛. 油品混合输送在西部原油管道的应用[J]. 油气储运，2013，32 (2): 162-165．

Risk Analysis of Mixed Crude Oil Pipeline Transportation

（Sichuan Kehong Petroleum and Natural Gas Engineering Co., Ltd., Sichuan Chengdu 610051, China）

The adaptability reconstruction project of Ridong crude oil pipeline is to mix a certain amount of Middle East crude oil into Venezuelan heavy oil by using static mixer to reduce the viscosity of Venezuelan heavy oil, so as to realize the normal temperature transportation of Venezuelan heavy oil. After the implementation of the adaptability transformation project, the transportation of Middle East crude oil at normal temperature and the mixed transportation of Middle East crude oil and Venezuelan heavy oil can be realized by Ridong crude oil pipeline.The types of oil products transported by the pipeline are increased, the utilization ratio of the pipeline is also increased as well as the pipeline transportation efficiency.

crude oil pipeline; oil and gas storage and transportation; risk analysis; mixed transportation

2019-11-06

李嘉诚（1982-），男，四川隆昌人，硕士，2009年毕业于西南石油大学，研究方向：从事石油天然气地面建设设计工作。

TE 832

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1004-0935（2020）01-0080-03