原油管道摻混輸送運行風險分析

李嘉誠

原油管道摻混輸送運行風險分析

李嘉誠

（四川科宏石油天然氣工程有限公司， 四川 成都 610051）

日東原油管道適應性改造工程為通過向委內瑞拉稠油中摻入一定量的中東原油，利用靜態摻混器進行在線摻混，降低委內瑞拉稠油的黏度，以實現委內瑞拉稠油的常溫輸送。適應性改造工程實施后，日東原油管道可以實現常溫輸送中東原油和進行中東原油和委內瑞拉稠油摻混輸送。增加了管道輸送油品的種類，提高了管道的利用率，實現管線增輸增效。

原油管道； 油氣儲運； 風險分析； 摻混輸送

日照-東明原油管道是一條長距離常溫輸送中東中質原油及重質原油的輸油管道，起于日照首站，途經日照、臨沂、濟寧、菏澤四市，終止于東明末站，全長445.9 km，設計壓力8.0 MPa，管道系統采用常溫、密閉輸送工藝。全線共設4 座工藝站場，21座干線線路截斷閥室（其中監控閥室5 座、單向閥室5座、手動閥室11 座）。四座工藝站場依次分別為日照輸油站、平邑清管站、兗州輸油站、東明輸油站[1]。

自2014年10月以來，日東原油管道適應性改造工程開始進行摻混輸送試驗運行，在這過程中，我公司根據自身生產運行情況和模式，結合前期實驗提供的數據，積極推進適應性改造工程試驗進程。在保證全線安全輸油生產的前提下，根據輸油運行安排，結合輸油設備的運行情況以及下游用戶東明石化集團的需求，進行了多個摻混比例的摻混試驗，分別對摻混比例2∶1、3∶1、5∶2、5∶3、8∶5等進行摻混輸送試驗。截止目前，日東原油管道試驗運行已經累計輸送委內瑞拉原油44.5萬t，累計外輸混油241.5萬t[2-3]。

在適應性改造摻混輸送試驗運行中，結合日東原油管道的運行情況，對適應性改造摻混輸送運行情況可能出現的風險點進行分析和控制，以確保摻混輸送輸送安全平穩運行[4]。

1 黏度變化風險及控制措施

1.1 摻混油品受地溫影響風險

適應性改造摻混輸送運行，中東稀油和委內瑞拉稠油在日照首站按照一定的摻混比例通過在線摻混器進行在線摻混，降低委內瑞拉原油的油品黏度，從而滿足常溫輸送的要求[5]。日東原油管道為常溫輸送管道，管道全長445.9 km，全線不設加熱設施，其油品的黏度變化對于輸送運行具有很重要的影響。

在摻混輸送運行中，油品進罐溫度較高，日照首站摻混后混油出站時油溫一般在30 ℃左右，在輸送過程中，油品需要經過6~7天的時間到達東明末站，由于全線不設加熱設施，油溫會受地溫的影響而不斷降低，其中沿線地溫在夏季約為20 ℃左右，冬季約為10 ℃左右，最終混油溫度降至和地溫溫度持平。

根據油品的黏溫特性，溫度的下降，會造成油品黏度的上升。在前期科技中心對摻混輸送進行的試驗數據以及前期運行規程中的要求，日東原油管道摻混輸送的混油黏度控制在200 mPa·s以下。

日東原油管道在3座工藝站場（日照首站、兗州輸油站、東明末站）內設有在線黏度計，可以實時監控經過站場時混油的黏度，然后站場之間距離較長，無法實時監控管道內油品黏度受地溫影響的變化情況，一旦油品黏度由于地溫的影響上升達到控制值200 mPa·s以上，則會造成管道發生初粘特性（壓力上升、流量下降），且日東原油管道調整摻混比例地點為日照首站，管道發生初粘特性或在其他站場檢測到油品黏度過高時，再調整首站摻混比例亦無法立刻降低管道內油品的黏度。油品受地溫的影響黏度發生變化，對摻混輸送會帶來一定的安全風險。

1.2 風險控制措施

日東原油管道為接收海外來油，每一批次油品均存在差異性，在每批次油品進行摻混輸送前，提前安排人員上罐取樣，在日照首站就地對兩種油品按照預定摻混比例進行摻混試驗，利用實驗室旋轉黏度計進行人工黏度化驗，且黏度化驗溫度階梯選取當前全線最低地溫數值進行黏度化驗，最大程度模擬混油在輸送至下游站場時黏度變化情況。在需要調整摻混比例時，亦采用同樣的方法，提前對該摻混比例下的混油進行黏度化驗，模擬油品輸送至下游站場時黏度的變化情況。同時密切關注站場內線黏度計顯示數值，同時安排人員每天對混油黏度進行人工化驗，比對在線黏度計數值，確保在線黏度計顯示數值真實有效[6]。

2 油品種類、批次不同帶來的風險

日東原油管道為接收海外來油，由下游用戶東明石化集團負責海外油品的采購，受諸多方面因素的影響，其油品種類和性質往往無法固定，同種油品不同批次亦會有一定差別。有時還會有日照港其他庫區的油品置換至我庫區進行外輸，油品種類比較復雜，難以進行監控。且在摻混輸送運行中，委內瑞拉原油儲存于中石油山東輸油有限公司（中聯油）庫區內，我單位無法直接對其進行控制和管理。在摻混輸送中，油品種類的不同會直接決定摻混后油品的性質以及外輸的順利進行。對于不同油品的摻混輸送，其摻混比例亦是無法固定的，這對摻混輸送試驗運行和總結摻混輸送經驗帶來很大的難度。

提前關注和控制中東稀油和委內瑞拉稠油的種類和物性，重點關注油品的種類、凝點和黏度，對于不符合外輸條件和進行摻混輸送條件的油品，堅決不予接收和外輸。對于日照港其他庫區置換至我庫區的油品，要求東明石化集團聯系商檢公司取儲油罐上、中、下層油品分別進行化驗，全面分析油品的物性后決定是否接收來油。摻混輸送前期，提前對罐內油品取樣，按照預定摻混比例進行摻混實驗，提前了解摻混后油品的黏度。

3 摻混輸送對輸油設備的影響

日東原油管道在原設計中，為輸送中東中質原油和重質原油，適應性改造后，增加摻混輸送委內瑞拉稠油工藝系統。結合目前摻混輸送試驗運行情況，委內瑞拉稠油物性較差，油品黏度高，雜質較多，且儲存委內瑞拉原油的中石油山東儲運有限公司（中聯油）庫區以前為儲存重質原油和燃料油，罐底油雜質較多，在摻混輸送運行時，對站內主要輸油設備的正常運行帶來安全風險隱患。

在摻混輸送試驗運行中，由于摻混油品黏度過高、雜質較多，往往會造成輸油主泵機組（離心泵）機械密封泄漏量低，溫度高、機械密封出現磨損、泵驅動端和非驅動端振動高等報警，增加了輸有設備的檢修頻次，造成主要輸油設備不處于備用狀態，由于油品雜質過多，全線過濾器經常出現壓差報警堵塞現象，造成全線清理過濾器頻次大大增加。

密切關注輸油設備運行情況，如輸油泵機組各項保護參數以及過濾器前后壓差情況，出現報警或異常及時切換輸油設備，防止出現其他安全運行風險。在輸油過程中，密切關注中聯油庫區外輸油罐和運行罐位，了解和控制外輸稠油物性和種類。罐底油往往雜質較多，對輸油設備會造成極大的安全風險，當中聯油庫區罐位較低時，不進行摻混輸送，要求東明石化集團安排汽車或火車進行外運，以保證輸油設備的安全平穩運行。

4 停輸再啟動風險

日東原油管道為接受海上來油，沒有穩定的油源，間歇運行一直以來采用間歇輸送的方式運行。適應性改造進行中東稀油和委內瑞拉稠油摻混輸送，由于存在管線停輸的問題，則必須考慮管道停輸時間以及管內油品分層和管線再啟動的問題和風險。日東原油管道全長445.9 km，全管程管容約為15萬方，如停輸時間過長，混油在管道內出現分層現象，則會發生局部管道粘管現象，給管道再啟動帶來十分嚴重的安全風險。

為防止油品分層，可以采取稀油進行全管程置換混油和采取啟輸活動管線的方式。采用全管程稀油置換混油的方法，則需準備約15萬方稀油用于管線置換，采用啟輸活動管線的方法，即為外輸結束前預留一定量的油品，每隔5~7天進行啟輸活動管線。

在摻混輸送輸油運行安排上，需要全面考慮停輸以及下一批次來油情況。主動聯系東明石化集團，獲取半年內或兩個月之內的來船信息和來油物性，盡量做到連續輸送，避免過長時間管線停輸。在無法避免管線停輸的情況下，根據下一批次來油安排，采取啟輸活動管線或使用稀油置換全管程混油的方式，避免管道內混油出現分層現象。

5 結束語

目前日東原油管道適應性改造摻混輸送試驗運行正在持續開展之中，由于進行兩種物性相差較大的油品進行在線摻混輸送，在國內尚無可以借鑒的先例，關于摻混輸送運行的管理經驗和方法還需要不斷進行探索和研究。

［1］徐亮，艾月喬，李海娜，等. 日東原油管道高黏油摻混輸送工藝[J].油氣儲運，2019，38 (9): 1009-1014.

［2］趙選烽，敬加強，王思汗，等. 南陽含蠟原油混合輸送的結蠟特性[J]. 石油化工，2019，48 (1): 65-70．

［3］王國濤. 中洛線中原原油與普托原油摻混增輸方案比選[J]. 油氣儲運，2018，37 (10): 1135-1141．

［4］王琪，羅浩，陳國平. 原油順序輸送水平管混油段的分析[J]. 當代化工，2014 (10): 2153-2155..

［5］張志玉，孫建華. 臨邑首站原油混輸工藝改造[J]. 油氣儲運，2009，28 (8): 75-77．

［6］于濤. 油品混合輸送在西部原油管道的應用[J]. 油氣儲運，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

李嘉誠（1982-），男，四川隆昌人，碩士，2009年畢業于西南石油大學，研究方向：從事石油天然氣地面建設設計工作。

TE 832

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1004-0935（2020）01-0080-03