海底輸油管道化學(xué)清洗和封存方法

何華坤

摘 要：南海某海上油田海底輸油管道需要截掉一段對(duì)兩端進(jìn)行封閉，截?cái)嘀氨仨毲逑垂艿纼?nèi)壁上附著沉積的油垢，避免有油污泄露到海水中污染海洋環(huán)境，并盡可能降低停用期間海管腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，有必要對(duì)海管開展清洗與封存作業(yè)。通過借鑒國內(nèi)外同類管道施工經(jīng)驗(yàn)和做法，采用了無毒、無污染的多功能清洗劑來清洗海管。采用藥劑處理后的海水對(duì)海管進(jìn)行封存。本文介紹了海底輸油管道進(jìn)行清洗的必要性，并結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目案例來闡述化學(xué)藥劑的選型和使用方法，為以后類似項(xiàng)目提供借鑒。

關(guān)鍵詞：海底輸油管道 化學(xué)清洗 海管封存

中圖分類號(hào)：TE973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（a）-0024-02

本文結(jié)合南海某海上油田12"海底輸油管道的化學(xué)清洗和封存過程，探討輸油管道綠色環(huán)保的化學(xué)清洗和封存方法。該海管為單層保溫配重管，外徑為304.8mm，壁厚為11.1mm，長度為18.3km。

1 項(xiàng)目背景

南海某海上油田海底輸油管道因腐蝕破損，已經(jīng)停用5個(gè)月，由于要給鉆井船起升樁腿避讓空間，該海管需要截掉一段對(duì)兩端進(jìn)行封閉，截?cái)嘀靶枰逑垂艿纼?nèi)壁上附著的沉積油垢，避免有油污泄露到海水中污染海洋環(huán)境，為了降低停用期間海管腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)海管開展清洗與封存作業(yè)。該海域水深約40m，該海管輸送介質(zhì)為含水原油，其輸送量為4.78×103m3/d。該海域?qū)儆趪乙患?jí)海域，附近有海洋海生物保護(hù)區(qū)，對(duì)海洋環(huán)保要求較高。海管經(jīng)過化學(xué)清洗和海水沖洗，海管廢液取樣要求含油低于20 mg/L，達(dá)到 “海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值（GB 4914-2008）”污水排放標(biāo)準(zhǔn)。本次海管清洗污水排放屬于一次排放范疇，執(zhí)行一次排放標(biāo)準(zhǔn)，排放污水石油類濃度一次容許值最高濃度為30mg/L[1]。

2 海管清洗化學(xué)藥劑選型與用量估算

本次作業(yè)海管停用前進(jìn)出口溫度差記錄可見，海管溫降較快，下降幅度可達(dá)10℃～16℃，該海域全年海床溫度為17℃～25℃，參照表1，該油田的原油存在凝點(diǎn)高、含蠟量高的特點(diǎn)，原油在海管接近出口處的流動(dòng)性將變差，海管內(nèi)壁會(huì)附著一定量的凝結(jié)原油和沉積結(jié)蠟。

該油田原油物性參數(shù)見表1所示。

由于海管內(nèi)壁附著凝結(jié)原油與蠟量無法直接計(jì)量，原油含蠟量均達(dá)14%，油田保持有海管清管作業(yè)的能力，為確保對(duì)海管清洗徹底，結(jié)合前期海管清洗作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，估算海管內(nèi)凝結(jié)原油與蠟量占管容體積3%，約為40m3。

結(jié)合以往化學(xué)藥劑海管清洗項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過多次油垢取樣化驗(yàn)分析和效果評(píng)估后，本次海管化學(xué)清洗選用多功能清洗劑BH-QXJ-02[3]，其具有用量小（便于現(xiàn)場作業(yè)），溶解速度快（大幅縮短作業(yè)時(shí)間），效能比高的優(yōu)點(diǎn)。

為確保海管清洗效果，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)評(píng)價(jià)15mL接近凝固狀態(tài)的油田油泥需要30mL多功能清洗劑直接浸泡2h可以完全溶解分散。因此，建議多功能清洗劑BH-QXJ-02用量與凝結(jié)原油體積比為2：1，作用于海管內(nèi)壁時(shí)間必須在2h以上，結(jié)合前期經(jīng)驗(yàn)，浸泡作用時(shí)間越長，效果越好；因此多功能清洗劑BH-QXJ-02用量估算為80 m3。

3 海管封存化學(xué)藥劑選型與估算

海管封存液主要使用加入脫氧劑、殺菌劑、緩蝕劑處理后的海水，可對(duì)海管封存實(shí)現(xiàn)降低腐蝕，避免污染。

海水的脫氧處理：由于海水含有一定的溶解氧，對(duì)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕性，因此，使用海水作為保護(hù)介質(zhì)要進(jìn)行脫氧處理，為確保脫氧徹底，建議濃度500ppm。

海水的殺菌處理：添加一定濃度的殺菌劑。首先對(duì)殺菌劑進(jìn)行篩選，選擇適合的殺菌劑，由于海管長期停用，因此，添加濃度要比平時(shí)的濃度要高，一般情況下，添加濃度在1000～1500ppm之間。結(jié)合前期作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，如果管道閑置3～60d，殺菌劑的濃度最小為1000ppm。如果超過60d，則劑量最好為1500ppm。

海水的防腐蝕處理：海水封存液必須具有良好的防腐蝕性能，確保海管封存期不出現(xiàn)因腐蝕穿孔造成的泄露，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)建議加注濃度為500ppm。

封存藥劑建議加注量見表2所示。

4 工作實(shí)施

4.1 第一階段：加熱海水掃線

外輸海管加熱海水沖洗，啟動(dòng)海水加熱器，連接加熱器出口至海管的臨時(shí)軟管，外輸排量30m3/h。用熱海水沖洗同時(shí)發(fā)出第一個(gè)泡沫球，繼續(xù)掃線，同時(shí)增加排量至50m3/h，累計(jì)外輸量達(dá)到海管容積1300m3，泡沫球順利到達(dá)，上岸檢測污水含油小于20ppm，球體完好，掃除油泥0.5kg。

4.2 第二階段：海管入口注入清洗藥劑

海管注入清洗藥劑，排量30m3/h，油田發(fā)出第二個(gè)泡沫球，便于藥劑在外輸海管形成段塞，作業(yè)時(shí)間4h，清洗液驅(qū)替完成，同時(shí)再向海管發(fā)第三個(gè)泡沫球。

4.3 第三階段：注入封存液

注完清洗藥劑后，開始注入海水驅(qū)替，外輸泵控制在75m3/h，緩慢驅(qū)替藥劑液柱，清洗海管內(nèi)壁。并在驅(qū)替海水中加入封存藥劑。油田海管出口裝置接收到兩個(gè)泡沫球后，可視為藥劑段塞已完成掃線，向海管內(nèi)注入海水封存液。

4.4 第四階段：完成海管封存

封存液注入完畢后，檢測上岸化驗(yàn)污水含油小于20ppm，海管封存作業(yè)順利完成[2]。

5 結(jié)語

由于海洋環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，中海油作為海上石油開發(fā)的作業(yè)者，一直非常重視海洋環(huán)境的保護(hù)。本案例中海管清洗封存作業(yè)方法，為以后類似項(xiàng)目提供了很好的借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 全國海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB 4914-2008《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》[S].

[2] 倪文靜，方玉梅.海底輸油管道的無污染化學(xué)清洗方法[J].當(dāng)代化工，2016，1（1）：143-145.

[3] 邢四駿，王鐵鋼.番禺油田軟管保護(hù)工作液開發(fā)與應(yīng)用[J].精細(xì)與專用化學(xué)品，2013（12）：37-39.