长庆油田石油输送管道运行安全管理研究.docx

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长庆油田石油输送管道运行安全管理研究

摘要

本文采用对比分析法、定量分析法等方法，以安全管理理论为基础，从长庆油田石油管道运行现状出发，采用灰色关联分析对当地石油管道运行现状进行评价，随机选择马—惠—宁管道和安—延管道5个路段相关数据进行，各因素安全平稳运行的因素排列为：

第三方破坏＞停电＞设备故障＞油源不足＞热源不足＞人员误操作。

依托评价结果，并以当前国内外石油管道安全评价与管理手段研究成果为支持，提出长庆油田石油管道安全存在问题，包括危机意识淡薄，缺少有效的应急管理预案；风险评估体系运行失效，风险识别质量有待提升；风险统计工作不到位，安全隐患档案管理系统欠缺；内部监督机制运行缺位，人员考核缺乏依据。

进一步提出完善当前管道安全管理的策略，包括强化管道安全管理培训，提升危机意识与风险管理水平；科学建立风险评估体系，形成以风险管理为核心的组织体系与工作职责；重视风险档案管理相关工作，充分保障风险应急预案有效性；健全监督预警机制，实现全面的人员考核方案。

[关键词]长庆油田，石油输送管道，安全管理，运行优化

[研究类型]（小4号黑体）

Abstract

Title:

Changqingoilfieldpetroleumpipelinesafetymanagementandoperationoptimization

Specialty:

BusinessAdministration（4号TimesNewRoman加粗）

Name:

×××Signature:

Tutor:

×××Signature:

Abstract

Inthispaper,thecurrentoilpipelinesafetyassessmentandmanagementresearchachievementsbothathomeandabroadtosupport,usingcomparativeanalysis,quantitativeanalysis,onthebasisofsafetymanagementtheory,thepresentconditionsofoilpipelinefromchangqingoilfieldoperation,USESthegreyrelationanalysistoevaluatethestatusquoofthelocaloilpipelineoperation,changqingoilfieldpetroleumpipelinesecurityproblemsincludingcrisisconsciousness,thelackofeffectiveemergencymanagementplan;Riskassessmentsystemfailure,thequalityofriskidentificationtoascend;Riskofstatisticalworkdoesnotreachthedesignatedposition,lackofsecurityfilemanagementsystem;Theabsenceofinternalsupervisionmechanism,personnelappraisallackofthebasis.Choosegreycorrelationmethodtoevaluatetheriskfactorsaffectingthechangqingoilfieldpetroleumpipeline,randomlyselectahorse-hui-ningpipelineandAnn-pipelinefivesectionsofrelateddata,safeandsmoothoperationofvariousfactorsfactorsarearrangedasfollows:

thethirdpartydamage>power>>equipmentfailureinsufficientoilsource>heatsource>wrongoperation.Accordingtotheresultsoftheanalysisandevaluationofriskfactors,andputforwardtoperfectthecurrentpipelinesafetymanagementstrategies,includingstrengtheningthemanagementofpipelinesafetytraining,enhancethelevelofcrisisawarenessandriskmanagement;Sciencetoestablishriskassessmentsystem,formingriskmanagementasthecoreoftheorganizationandresponsibilities;Attachesgreatimportancetotheriskofarchivesmanagementrelatedwork,andfullyguaranteeriskemergencyplaneffectiveness;Soundsupervisionandearlywarningmechanism,realizethecomprehensivepersonnelassessmentscheme.

[KeyWords]changqingoilfield,oilpipelines,safetymanagement,operationoptimization

[ResearchType]（小4号）

目录

第一章绪论１

1.1研究背景１

1.2研究目的与意义１

1.3国内外研究现状２

1.3.1国外研究现状２

1.3.2国内研究现状２

1.4研究内容与方法４

第二章石油输送管道安全管理理论基础５

2.1管道可靠性理论依据５

2.1.1管道可靠性相关指标５

2.1.2管道事故分类６

2.1.3管道可靠性评价方法６

2.2管道风险控制理论依据８

2.2.1管道事故风险因素识别８

2.2.2管道风险控制方法１１

2.3石油输送管道安全管理的国际比较１３

2.3.1美洲国家石油输送管道管理经验分析１３

2.3.2欧洲国家石油输送管道管理经验分析１４

第三章长庆油田石油输送管道安全运行管理现状分析１６

3.1长庆油田石油管道基本情况１６

3.1.1长庆油田石油管道分布情况１６

3.1.2长庆油田石油管道特点分析１６

3.2长庆油田石油管道安全运行管理现状１７

3.2.1长庆油田石油管道安全管理职责分工１７

3.2.2长庆油田石油管道风险识别与控制程序１８

3.2.3长庆油田石油管道管理沟通与监督机制１８

3.3长庆油田石油管道安全存在问题１９

3.3.1危机意识淡薄，缺少有效的应急管理预案１９

3.3.2风险评估体系运行失效，风险识别质量有待提升１９

3.3.3风险统计工作不到位，安全隐患档案管理系统欠缺１９

3.3.4内部监督机制运行缺位，人员考核缺乏依据１９

3.4长庆油田石油管道危险因素分析２０

3.4.1运输物质危害分析２０

3.4.2管道因素危害分析２０

3.4.3自然因素危害分析２０

3.4.4管理因素危害分析２１

第四章长庆油田石油输送管道安全运行评价２２

4.1评价方法选择２２

4.2评价指标体系设计２２

4.2.1安全运行评价范围界定２２

4.2.2评价指标与权重选择２２

4.3管道安全运行评价过程２３

4.3.1基础数据获取２３

4.3.2指标数据处理２３

4.4管道安全运行评价结果２５

第五章长庆油田石油输送管道安全管理的对策建议２６

5.1强化管道安全管理培训，提升危机意识与风险管理水平２６

5.2科学建立风险评估体系，形成以风险管理为核心的组织体系与工作职责２６

5.3重视风险档案管理相关工作，充分保障风险应急预案有效性２７

5.4健全监督预警机制，实现全面的人员考核方案２７

第六章结论２９

参考文献３０

第一章绪论

1.1研究背景

石油是我国重要的战略资源，在全球能源的竞争中，尤其是对石油的竞争正在不断地加剧，石油行业对我国国民经济发展具有重大的影响，并在国家能源安全中承担着重大责任。

油气管道作为石油运输的重要手段，以其高效、经济、安全著称，具有高效率、低成本、低能耗、占地少、连续性强等特点，并且周边环境对其运输没有较大影响。

长庆油田总部位于陕西省西安市，工作区域在中国第二大盆地鄂尔多斯盆地，横跨陕、甘、宁、内蒙古、晋五省（区），勘探总面积37万平方公里，是中国石油近年来增长幅度最快的油气田，承担着向北京、天津、石家庄、西安、银川、呼和浩特等十多个大中城市安全稳定供气的重任，用工总量70848人，资产总额1012亿元。

专业技术人员占员工总数的15.8%。

中国石油长庆油田分公司勘探开发的鄂尔多斯盆地被誉为国家战略资源的“聚宝盆”，是中国石油二十一世纪潜力巨大的战略接替地区之一，是中国西部发展前景广阔的石油天然气工业基地，是中国具有鲜明成长性和前瞻性的未来又一能源中心，井被国家确定为西部矿产资源十大集中开发区之一。

近几年来，长庆油田分公司年油气储量，产量增长均名列中国石油第一，石油探明储量每年增加1亿吨，天然气探明储量每年增长近千亿立方米。

油气产量大幅度攀升，连续年超百万吨增产。

企业效益亦连创新水平，利润、销售收入、投资回报率年年迈上新台阶，已成为我国陆上第三大油气田、中国石油第二大油气田。

随着新领域不断突破、新区域不断拓展、新层系不断发现，长庆油田步入大发展的快车道，发现和探明了西峰、姬嫄、镇北等4个3亿t级、5亿t级储量规模的油田和探明、基本探明储量过万亿方的世界级整装大气田——苏里格气田，使长庆气区成为我国第一个探明天然气储量超万亿方的大气区。

截至2015年12月30日，长庆油田全年新增石油探明地质储量3.65亿吨，占中国石油新增储量的半壁江山。

至此，长庆油田共发现33个油田，提交石油探明储量累计超过40亿吨，为中国石油储量增长高峰期工程做出突出贡献。

目前长庆油田发展成为我国第二大油气田和重要的能源战略接替区和天然气供销管网中心，为中国石油工业的蓬勃发展和保障国家能源安全做出了突出贡献。

长庆油田已经成为中国油气当量最大的油田，油气管网运输业也迅速兴起，所管辖马惠宁线输油管道、中银输油管道和鸣红输水管道，油气管道长度总和已达383.7公里（杜朝锋等，2010）。

但伴随而生的管道破裂、爆炸、起火等等事故也屡屡发生。

这类事故往往造成巨大的经济损失、人身伤亡和环境破坏。

因此有必要进行石油输送管道的安全运行研究，提升石油输送的安全性与输送效率（张耀东，2014）。

1.2研究目的与意义

目前，我国正处于经济高速发展期，应能源市场的刺激，管道运输行业发展迅猛，形成了大量输油管网和供气系统。

按照打造中国重要的油气勘探开发生产基地，打造爱国创业求实奉献精神的员工队伍，打造国际一流的低渗透油气田研发中心的战略目标，长庆油田已规划了近期年产油气当量2000万吨和远期年产油气当量3000万吨的发展目标。

为确保长庆油田的战略目标顺利实现，有必要提升石油输送管道运行安全。

本文以长庆油田石油输送管道管理现状为研究对象，通过当前该地区石油输送管道发展现状与管理模式的实际分析，提出当前石油输送管道的安全运行状态以及危险因素，提出需要改进的关键，为提高石油输送安全性提供依据。

1.3国内外研究现状

1.3.1国外研究现状

在管道运营商方面，美国科洛尼尔管道公司将管理的重点放在管道的可靠性及安全上，系统地进行了风险的分析，有效提高了系统的完整性。

这个公司研发的风险评价模型将评价的指标分为腐蚀、设计因素、第三方破坏、操作不当等四个方面，能够帮助该公司确认管道的管道发生事故以及高风险区对民众安全以及环境造成的风险，进而制定了经济而有效的管道系统维护方法，还改善了系统的安全性（帅健，2010）。

针对石油输送管道的风险来源，学者做了非常清楚的说明：

除了包括材料及施工、设计文件、运行和维修记录、事故报告、验收与试压报告等，还包含输油气管道路由地区，更重要的是地区的资料（2011）。

当前使用的管道还需从防腐检测、管道内检测、开挖验证等获得管道完整性的数据。

第三方损害也是导致管道事故最主要原因。

对于腐蚀风险，包括大气腐蚀、管道内腐蚀和埋地金属腐蚀三个方面；对于设计风险，包括管道安全系数、系统安全系数、疲劳、水击潜在危害、土壤移动等几个方面；对于误操作风险，包括设计、施工、运行和维护四个方面。

Tixier等学者通过环境脆弱性评价对欧洲管道项目框架进行研究，提出潜在的环境风险因素（Tixieretal.，2006）。

Valérie和Cécile基于Bowtie模型和安全栅管理性能提出石油管道安全控制方案（Valérie&Cécil，2006）。

Olivier和Bruno提出SEVESOII指令框架下的管道工业风险评估方法（Olivier&Bruno，2006）。

William和Mohammad以有关机率理论为依据，对管道工业风险评价的发展与应用进行总结（William&Mohammad，2005）。

在具体的管道安全评估方面，学者基于DNVRP-F101标准的缺陷评估，通过评估受内压或受纵压与内压共同作用下的腐蚀缺陷，针对腐蚀情况进行评价（Noor，2011）。

提供两种评估法，一种是依据DNV近海标准与海底管道系统的标准来确定的安全准则，考虑缺陷深度尺寸大小与管道材料性质问题，使用概率修正方程来确定被腐蚀的管道在安全运行下的允许操作压力。

另一种是依据ASD标准对管道腐蚀缺陷失效压力进行计算，对于腐蚀缺陷尺寸的大小需自行判断。

其可适用于管材的内外部腐蚀和焊缝缺陷，不适用该标准的方面包括碳钢管道以外的其他材料管道、交变荷载、尖口缺陷、腐蚀和裂纹的组合、腐蚀和机械损伤的组合、由于金属损失缺陷而形成的机械损伤、焊接造成的缺陷、缺陷深度超过原始管壁厚度的85%、转变温度在操作温度之上的材料、材料厚度超过1/2英寸（除非转变温度低于操作温度）、电焊管道的焊接处存在缺陷的管道、使用搭接焊或电炉平焊而形成的管道、半镇静钢等。

有学者提出，常用石油管道防腐措施在可靠性、经济性指标上难以平衡。

为了增加防腐措施的可靠性、降低耐蚀合金管道的成本，双金属复合管应运而生，并展现出广阔的应用前景（Place，Chen，2011）。

国外双金属复合管的应用较为活跃，美国和俄罗斯早在上世纪八十年代就开始了相关研究（Kong，2011），美国墨西哥湾法尔韦油田、俄罗斯极北部和东部大陆架等油气田都有应用；德国Butting公司生产的机械复合管已有上千公里应用于欧洲、北美以及亚洲等国的海底和陆上油气管道；新奥尔良ShellOffshore公司对莫比尔湾输气管道广泛使用了双金属复合管道（Sami，2011）；ARCO阿拉斯加公司对阿拉斯加的普拉德霍湾输油管也采用了双金属复合管；英国PROCLAD公司生产的冶金复合管也在全球许多国家得到应用；日本NKK公司也研制成功了UOE工艺制造合金复合管，并应用推广到了高酸性油气田开采中。

1.3.2国内研究现状

我国学者从长输管道储运介质、储工艺、储运设备与设施、环境以及人力与安全管理等方面进行了深入的风险分析，并提出了风险控制措施。

在分析输油、输气管道事故的基础上，探讨了导致油气管道事故的风险因素（汪长永，杨卫，2010）。

研究人员分析了天然气长输管道输送介质、输送工艺和环境等方面的风险因素（杜金虎等，2014）。

研究人员总结了我国油气管道风险评价中存在的真实可靠的原始数据较少、风险影响因素较难确定等问题，并建议从发挥技术标准的作用、建立油气管道信息数据库、完善管道风险评价体系等方面发展风险评价技术（韩磊.，2011）。

对相关国家的典型管道事故进行的分析显示，对管道应进行区别性划分，考虑了泄漏事故的种后果。

与此同时，随着国家“十五”科技攻关将城市埋地燃气管道列为影响城布安全的重大危险源并作为子课题进行立项，一系列方法包括失效树分析法、模糊数学、概率统计、数值模拟等方法逐步用于管道风险评价中，研究成果也得到广泛应用，以上作的开展，对于提高我国油气管道风险评价技术具有重要作用（何仁洋，修长征，2010）。

在石油输送安全方面，研究人员总结了国内外输油管道泄漏检测的研究状况，详细阐述管道泄漏定位检测的原理方法、难点及解决办法，通过首末站设置GPS授时仪的方法实现首末站信号同步采集，并进行了验证（吴奇等，2012）。

在总结国内外输油管道泄漏检测的研究状况后，研究人员详细阐述管道泄漏定位检测的原理方法、难点及解决办法，分析了压力波泄漏检测技术的定位原理以及影响准确定位的关键因素；采用流量平衡法判断管道是否发生泄漏；通过首末站设置GPS授时仪的方法实现首末站信号同步采（李旦，2013）。

学者以中国石油公司为例，通过对国家油气战略通道安全平稳运行需求分析，提出海外油气管道实施完整性管理的必要性，为提高海外管道安全水平，避免海外投资遭受损失，需尽快开展海外管道的完整性技术应用工作，需要与国内管道完整性管理技术研究及应用单位相结合，充分发挥中国石油集团公司整体技术优势（冯庆善，2014）。

针对国家油气战略通道安全平稳运行的需要，基于中国石油海外油气管道的基本特点，学者提出要进一步提高管道安全管理水平，与国际同行技术水平接轨，确保我国油气战略通道的安全运行，应将完整性管理理念深入到油气管道整个生命周期的各项生产（李大全等，2015）。

中国石油管道公司提出新形势与安全要求下的石油输送运行新模式，包括运检分开，扁平化管理，成立运行筹备专门机构，以国际先进管理理念推进管理创新，加强员工的培训，有效地提高了管道的运行管理水平（房旭鹏，李国兴，2011）。

学者介绍分级资源丰度类比法、EUR类比法和小面元容积法的原理、评价流程、关键参数和使用条件，并选用鄂尔多斯盆地延长组致密油作为研究实例，应用结果相互验证，揭示了延长组致密油地质资源潜力巨大（郭秋麟等，2013）。

从软硬件设施、新技术方法研究及应用等方面，学者提出了加快我国非常规油气地球物理勘探技术发展的一些建议（赵万金等，2012）。

在长庆油田的相关研究方面，有学者回顾了长庆油田40多年的油气勘探历程，系统总结了长庆油田各历史阶段的地质理论的提出和认识的突破，以及由此取得的油气勘探开发成果，阐述了科技进步对长庆油田发展的重要作用（杨华，2012）。

另有学者采用套损管拔出、井下挂片和实验室研究相结合，研究了长庆油田的典型腐蚀套损的行为，在此基础上，鉴于油田特殊的自然环境和“三低”特点，设计并实施了环氧冷缠带加锌阳极与丛式井组阴极保护两项套管外防腐技术、点滴添加缓蚀剂和涂敷有机涂层两项套管内防腐措施，成功研制了相应的工程关键技术，形成了覆盖整个油田套管防腐的完整网络（周宗强，2009）。

在分析国内外石油输送管道运营现状的基础上，学者孙森提出线路优化建议（孙森，2010）。

有研究人员提出基风险因素分析的失效概率修正模型，通过层次分析法确定了类风险因素在我国油气长输管道系统中的重要度，根据风险闪素的重要度，将评分法的评价分值进行了调整，使评分更加符合我国油气长输管道的风险特征。

通过依据修正分值进行评分，根据总得分选抒修正系数，实现了对我国油气长输管道失效概率的修正（张圣柱，2012）。

研究人员针对长距离油气输送管道路由选线规划中涉及的各项法律法规和标准规范，从安全距离、环境保护、相关规划、管理要求等方面阐述了管道选线的基本要求。

指出公共安全、生态安全优先，管道廊道统筹、土地资源集约利用，技术合理、经济可行是选线规划时应当遵循的3个重要原则（赵字，沈莉芳，2011）。

田娜等将模糊综合评判法引入到管道风险评价中，通过对影响管道风险的评价指标（因素）体系的综合分析，确定了灰色综合评价的层次结构模型。

构建了由第三方破坏指数、腐蚀指数、设计指数、错误指数、介质危险指数5大指标体系构成的管道系统风险综合评价指标体系，并采用层次分析与专家打分相结合的方法计算权重（田娜等，2006）。

当前的研究多以石油输送管道安全性评价与检测技术等内容为主，较少涉及到通过建设全面的安全运行管理体系从管理手段、组织架构、宣传培训等系统性的进行管控，因此，本文以建立全面的石油输送管道安全运行管理体系为目标，进行相应的研究。

1.4研究内容与方法

1.4.1研究内容

本文以长庆油田石油输送管道为研究对象，对管道运行安全管理现状进行了研究，对管道运行的危险因素进行了分析，提出当前管道运行中存在的问题，提出相应的对策建议，为完善长庆油田管道运行安全管理体系提供对策。

1.4.2研究方法

本文以当前国内外石油管道安全评价与管理手段研究成果为支持，采用对比分析法、定量分析法，以安全管理理论为基础，从长庆油田石油管道运行现状出发，采用灰色关联分析对当地石油管道运行现状进行评价，通过评价结果分析，在综合国内外先进经验的基础上，提出一系列完善建议，为提升当地石油管道运行效率与安全性提供理论依据。

1.5研究创新点

本文的创新点主要体现在对长庆油田石油管道运行安全进行了较为全面的评价，并依据评价结果提出当前存在的问题以及解决对策等，对整体的研究提供了更为科学的依据。

第二章石油输送管道安全管理理论基础

2.1管道可靠性理论依据

2.1.1管道可靠性相关指标

可靠与失效是一对矛盾关系，这对矛盾的两个对立面又是可以相互转化的。

可靠经过一段时间可以变为失效，失效经过修复后，又转化成可靠。

可靠性是指产品或工程在规定了条件和规定了时间的情况下，完成规定功能的能力。

在一定的温度、压力条件下，天然气长输管道在设计使用寿命时间内，能够完成设计规定的年输气量，就叫做可靠。

对于可修复产品或工程，若再考虑维修性和有效性，则称为广义的可靠性。

管道可靠性相关指标包括以下几个方面。

（1）可靠度

产品在规定了条件和规定了时间的情况下，完成规定功能的概率，记为R（t），可靠度的值越大说明了产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的可靠性越大。

R（t）也称为可靠度函数，是产品失效行为的概率描述。

设产品出现故障前工作时间为T，规定的时间为t，则该产品在时刻t的可靠度表达式为：

R（t）=P（T＞t）

可靠度R（t）是时间函数，可靠度越大说明产品完成规定功能的可靠性越大。

且0≤R（t）≤1。

产品在开始投入使用时，可靠度为1，即R（0）=1；随着使用时间的增加，可靠度降低，且

R（t）=0。

（2）失效概率

产品在规定条件下和规定时间内，不能完成规定功能的概率。

根据某个产品的使用时间T的统计规律，可以用一个分布函数F（t）来描述。

F（t）=P（T≥t）t＞0

由该式可以看出，F（t）是描述产品失效时的时间少于或等于t的概率。

在可靠性理论中，F（t）称为失效分布函数，根据失效分布