油氣田集輸管道完整性管理效能評價體系研究

閆偉，邵克拉，王小玉，徐夢雅，陳立江，何國璽

1.中國石油新疆油田分公司實驗檢測研究院（新疆 克拉瑪依 834000）

2.中國石油新疆油田分公司基本建設工程處（新疆 克拉瑪依 834000）

3.西南石油大學石油與天然氣工程學院（四川 成都 610500）

0 引言

新疆油田已開展了數據收集、風險識別、檢測評價、維修維護等管道完整性工作，但是一直沒有開展效能評價工作，完整性管理存在缺失項。因此，有必要開展油氣田管道及站場完整性管理效能評價方法研究，建立油氣田管道及站場完整性管理效能評價體系。基于新疆油田管道的現場運行問題及實際工況條件，參考國內外相關標準，從效能測試及綜合效能評價兩個方面，優化選取出相應的效能評價指標，有針對性地進行評價分析，并將評價結果和工藝調整建議應用到工程實際生產中，以提高管道在運行過程中的效益，從而為管道效能評價標準建立技術支持和借鑒。

目前，完整性管理的效能評價主要集中為兩種評價模式[1]：一種基于投入-產出的指標體系評價模型[2-4]；另一種則為對完整性管理過程進行審核[5]。前者為定量分析，是將油氣管道的完整性管理視為綜合模型，通過建立油氣管道模型的各項評價指標體系，運用數據包絡法（DEA）綜合計算各指標得分[6]，綜合分析評價該模型的效能。后者則為定性評價，通過將現場運行實際工況與完整性管理結合，考慮現場工作量、管道高風險區域、操作合規性等，對評價結果進行修正。

1 管道完整性管理效能評價體系建立

對標國內外效能評價相關標準后[7]，基于ASME B31.8—2018和GB 32167—2015《油氣管道完整性管理規范 第8部分：效能評價》[8-9]，分析各標準在油田的適用性（作業工作量、可操作性、指標覆蓋率、指標確定方式科學與否），篩選出適用的指標項，細分為效能測試和綜合效能評價兩部分，建立了集輸管道效能評價主體框架，包括集輸管道綜合效能評價數據管理、高后果區識別、風險評價、管道腐蝕評價、腐蝕防護、地質災害評價、管道失效評估、管道安全運行評價、風險控制、綜合管理，共計10個模塊；投入指標包括人員投入、費用投入等；產出指標分為數量控制指標、質量控制指標及效果控制指標，共計73項。

1.1 管道完整性管理效能測試

管道運行時受到各類危害因素制約，而效能測試通過考查管道受到各因素約束后的風險消減情況，進一步評估管道完整性管理實施的效果。

效能測試的總體流程為：明確評價目標、確定評價范圍、選擇評價指標、數據收集與處理、開展評價、結論分析、改進建議。

1.2 管道完整性管理綜合效能評價

集輸管道完整性管理工作的“投入-產出”情況可通過綜合效能評價進行評估。綜合分析“投入-產出”的正反比情況進行動態調整，進一步提高新疆油田集輸管道完整性管理的效果、效率及效益。

2 集輸管道綜合效能評價指標體系

綜合分析指標潛在的重要性，通過定性和定量分析，選擇合適的指標體系規模，進行簡化和優化。管道完整性綜合效能評價模塊劃分如圖1所示。

圖1 綜合效能評價模指標構建

2.1 數據管理

數據管理模塊指標體系分為投入指標和產出指標。投入指標即為數據采集和恢復費用；產出指標共3項，主要為數量控制、質量控制和效果控制指標，分別對應數據完整性、準確性及應用效果。

2.2 高后果區識別

高后果區識別分為投入指標和產出指標。投入指標為高后果區識別（更新）費用；產出指標共3項，主要為高后果區識別覆蓋率、高后果區識別結果準確性及高后果區識別結果貢獻度。

2.3 風險評價

風險評價包括投入指標及產出指標。投入指標即風險評價費用，產出指標包括數量控制、質量控制及效果控制指標，分別對應8項指標，如圖2所示。

圖2 風險評價模塊指標體系

2.4 管道腐蝕評價

管道腐蝕防護投入指標為腐蝕評價費用；在產出指標中，數量控制指標包括管道腐蝕評價覆蓋率、高后果區腐蝕評價覆蓋率；質量控制指標包括評價結果準確性、評價完成及時率，效果控制指標管道腐蝕現狀認知情況、管道開挖驗證準確率、評價結果決策貢獻率、腐蝕評價對其他工作的貢獻情況，共計8項指標。

2.5 腐蝕防護

本體管理投入指標為管體及焊縫缺陷修復費用；產出指標共計9項，腐蝕防護綜合指標體系如圖3所示。

圖3 腐蝕防護模塊指標體系

2.6 地質災害評價

埋地集輸管道沿地敷設，易遭受地質災害侵襲。地質災害評價投入指標為自然與地質災害風險評價項目費用。在產出指標中，數量控制指標為自然與地質災害風險評價覆蓋率，質量控制指標為自然與地質災害風險評價發現高風險點數、自然與地質災害風險評價建議立即治理高風險點數、自然與地質災害風險評價建議計劃治理高風險點數及自然與地質災害風險排查完成率；效果控制指標為自然與地質災害導致的管道事故率、自然與地質災害導致的管道失效次數。

2.7 失效評估

投入指標為管道失效評估費用，數量控制指標為管道失效評估覆蓋率，質量控制指標包括評價方法適用性和失效評估準確性，效果控制指標包括歷史失效數據應用情況、失效評估對風險控制的貢獻情況，共計5項指標。

2.8 管道安全運行評價

管道安全運行評價投入指標為管道監測項目費用。在產出指標中，數量控制指標包括管道監測計劃完成率、高風險點監測覆蓋率；質量控制指標包括監測方法適用性、監測結果評價準確性；效果控制指標包括運行異常報警率、監測結果指導修復維護率及監測結果對其他工作的貢獻情況，共計7項指標，如圖4所示。

圖4 管道安全運行評價指標體系

2.9 風險控制

風險控制投入指標為風險消減與維修維護費用。產出指標共計14項，其中數量控制指標為日常巡護覆蓋率、第三方損壞風險控制完成率、缺陷修復計劃完成率、地災治理完成率、地災監控率及應急響應覆蓋率；質量控制指標為日常巡護到位合格率、缺陷修復合格率、地災治理工程合格率、應急支持合格率；效果控制指標為日常巡護事故發現率、第三方損壞事故率、地災防治風險消減情況、應急響應情況。

2.10 綜合管理

考慮集輸管道投入與產出，建立綜合管理模塊指標體系。投入指標為實施管道完整性管理各項工作的費用、完整性；管理相關人員的投入；產出指標共計11項，綜合管理指標體系如圖5所示。

圖5 綜合管理模塊指標體系

3 結論

基于管道效能評價標準和方法，結合新疆油田實際情況，形成集輸管道效能評價要素（重點考慮管道失效率與更新改造維護費用等指標）與評價指標，建立以綜合效能評價為核心的管道效能評價技術。管道完整性管理綜合效能評價指標體系按照具體業務劃分為數據管理、高后果區識別、風險評價、完整性評價、腐蝕防護、本體管理、自然與地質災害管理、管道保護、管道保衛及綜合管理共計10個模塊。根據評價要素和指標對效能評價結果的影響，建立多層次的油氣田站管道完整性管理效能評價綜合技術體系。