從后評價角度看我國油氣管道取得的成就

王保群* 林燕紅 艾勇 周夏伊 王小強

（1.中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院；2.中國石油集團海洋工程有限公司；3.中國石油大學（北京）機械與儲運工程學院；4.中國石油天然氣與管道分公司）

王保群等. 從后評價角度看我國油氣管道取得的成就. 石油規(guī)劃設計，2014，25（4）：6～9

截至2013年10月，我國長輸油氣管道總長度達10.6×104km［1］，其中90%以上在2000年之后建成投產。從管道輸送介質看，天然氣管道約 6×104km，原油管道約2.6×104km，成品油管道約2×104km。從歸屬情況看，中國石油已建油氣管道主要分布在我國西北、東北和華北地區(qū)，包括西氣東輸管道一線、西氣東輸管道二線、西部原油和成品油管道、中-俄（中國—俄羅斯）原油管道、蘭-成-渝（蘭州—成都—重慶）成品油管道、蘭-鄭-長（蘭州—鄭州—長沙）成品油管道等，總長度約 4.9×104km；中國石化已建油氣管道主要分布在華中、華南和西南地區(qū)，包括川氣東送天然氣管道、榆林—濟南天然氣管道、甬-滬-寧（寧波—上海—南京）原油管道、臨邑—儀征原油管道、大西南成品油管道、珠三角成品油管道等，總長約 2.4×104km；中國海洋石油總公司已建油氣管道主要分布在東南沿海地區(qū)，包括平湖油氣田原油外輸管道、崖城13-1氣田天然氣外輸管道、東莞立沙成品油管道等，總長約 0.6×104km；除三大石油公司之外的其他管道主要分布在油氣田周邊、煤制氣工廠周邊和我國東部部分省管網公司內部，包括長慶—呼和浩特天然氣管道、克什克騰旗煤制天然氣外輸管道以及省管網公司自建天然氣管道等，總長約2.7×104km。

2005年起，中國石油全面啟動油氣管道后評價工作，目前，已經完成中-亞天然氣管道、西氣東輸管道一線、西氣東輸管道二線等10條天然氣管道，中-俄原油管道（漠河至大慶段）、西部原油管道等6條原油管道，蘭-成-渝、蘭-鄭-長等4條成品油管道的獨立后評價工作［2］。通過對油氣管道現場調研、資料搜集，總結我國近十幾年油氣管道在管網布局、設備材料、工程設計、施工建設、運行管理方便取得的顯著成就。

1 油氣管道布局

1.1 油氣進口戰(zhàn)略通道格局已經形成

在過去的十年里，困擾我國多年的80%進口原油必經之地——馬六甲海峽這一戰(zhàn)略咽喉要道的不利局面出現根本改觀；在西北我國首條跨國原油管道中國—哈薩克斯坦原油管道于2006年建成投產；橫貫中國、土庫曼斯坦、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦的中-亞天然氣管道與2009年底全線貫通；在東北，中-俄原油管道于 2011年初投產運行；在西南，中國—緬甸油氣管道已完成主體工程的建設；在東南沿海，大連、曹妃甸、天津、日照、青島、如東、上海、莆田、廣州、深圳等港口相繼建成原油接卸碼頭和LNG接收站。西北、東北、西南及海上四大油氣進口戰(zhàn)略通道格局已基本形成，大大提高了我國油氣資源的進口途徑。

1.2 全國油氣基干管網初步形成

在過去的十幾年里，我國形成由西氣東輸系統、陜-京管道系統、川氣東送為骨干，以冀-寧（青山—安平）管道、蘭州—銀川管道、淮陽—武漢管道為聯絡的橫跨東西、縱貫南北、聯通海外的全國性天然氣管網，同時，川渝、華北、長江三角洲、東北等地區(qū)已經形成相對完善的區(qū)域天然氣管網，提高了我國天然氣的供應能力和調運靈活性；中國—哈薩克斯坦原油管道、阿拉山口—獨山子原油管道、獨山子—烏魯木齊原油管道、西部原油管道、石空—蘭州原油管道、蘭州—成都原油管道、惠安堡—銀川原油管道、中-俄原油管道、慶-鐵（大慶—鐵嶺）原油管道、鐵嶺—大連原油管道、鐵嶺—秦皇島等原油管道構筑起區(qū)域性原油管網，提高了我國原油配置靈活性；西部成品油管道、蘭-成-渝成品油管道、蘭-鄭-長成品油管道、錦州—鄭州等成品油管道構成“西油東送、北油南下”成品油骨干管網格局，提高了我國成品油的銷售能力。

1.3 多條管廊帶初步形成

通過近十幾年油氣管道行業(yè)的發(fā)展，在我國西北地區(qū)、東北地區(qū)、華北地區(qū)、西南地區(qū)均初步形成管廊帶。其中西北地區(qū)管廊帶由西部原油管道、西部成品油管道、西氣東輸管道一線、西氣東輸管道二線、西氣東輸管道三線天然氣管道等油氣管道組成；東北地區(qū)管廊帶由慶-鐵管道一線、慶-鐵管道二線、慶-鐵管道三線、慶-鐵管道四線、鐵嶺—秦皇島管道、秦皇島—北京原油管道，錦州—鄭州成品油管道，以及永清—唐山—秦皇島、秦皇島—沈陽、哈爾濱—沈陽天然氣管道組成；華北管廊帶由陜-京管道一線、陜-京管道二線、陜-京管道三線天然氣管道組成；西南管廊帶由中-緬原油管道、中-緬天然氣管道、蘭-成-渝成品油管道、蘭州—成都原油管道、中衛(wèi)—貴州天然氣管道組成。

通過大型油氣管道獨立后評價過程可以看出：油氣管廊帶的形成有利于減少土地的征用，合理利用土地資源；同類站場可以合建或鄰建（公用設施可以共用），節(jié)省投資；對同期建設的管道可統一協調地方關系，加快核準工作的辦理；可以減少對沿線植被的破壞，有利于保護環(huán)境；可以共用維搶修力量和巡線人員，方便管理。

針對管廊帶內多條管道近距離敷設的問題，開展了石方管溝爆破震動試驗、埋地冷熱管道并行溫度場數值模擬，提出了管道并聯運行設計技術，建立管道并行敷設間距的確定方法及防護措施，形成管道并行敷設設計的行業(yè)標準。

2 油氣管道材料與設備

通過后評價過程中對項目建設水平、設備材料采購工作分析，可以看出我國油氣管道建設所用管材鋼級快速發(fā)展，從早期的 X42鋼、X56鋼到澀-寧-蘭（格爾木澀北—蘭州）管道的 X70鋼，再到西氣東輸管道二線的X80鋼；同時壓縮機、大型閥門等關鍵設備國產化也取得了初步成果。

2.1 管材鋼級逐漸提高

我國管線鋼的生產和應用起步較晚，繼 1989年完成了X42至X56系列管線鋼的研究和應用后，我國管線鋼的研制、開發(fā)和應用均得到快速發(fā)展，X70鋼級管道在澀-寧-蘭管道試驗段首次采用，在西氣東輸管道一線全線推廣應用；X80鋼級管道在西氣東輸冀-寧聯絡線試驗段首次采用，并在西氣東輸管道二線全線推廣應用。

目前，我國已經掌握X80高強度鋼的冶煉和軋制工藝，制定了高強度管材的技術標準；開發(fā)了高鋼級管線鋼制管成型工藝，形成了大口徑螺旋焊管和直縫焊管生產能力，全面實現X80大口徑厚壁螺旋埋弧焊管和直縫埋弧焊管國產化。并已獲得了X100和 X120的初步研究成果，國內第一根 X100鋼級、直徑 1422mm螺旋埋弧焊管已成功試制；X120鋼級、直徑1422mm螺旋縫埋弧焊管已成功研制出，待技術成熟后可大批量生產應用。

2.2 壓縮機、大型閥門關鍵設備國產化

目前，我國天然氣管道干線所使用的壓縮機組和大型球閥等關鍵設備均為進口，價格高、售后服務難。在西氣東輸管道二線開工建設的同時，我國也啟動了天然氣長輸管道關鍵設備國產化的研究，兩臺國內生產的20MW等級的電驅壓縮機組已經投產運行。30MW等級的燃驅壓縮機已進入實驗階段，高壓大口徑全焊接球閥已通過出廠鑒定，待技術成熟后，它們將在新建的天然氣管道干線中推廣應用，不僅節(jié)省投資，方便售后維護，也將推動關鍵設備國產化進程，并帶動國內其他行業(yè)的發(fā)展。

3 油氣管道設計

通過后評價過程中對項目設計階段的分析研究，可以看出我國油氣管道設計逐步實現標準化，衛(wèi)星遙感技術的使用，提高了設計的效率和精準度。同時，也引入了基于應變的設計方法，提高了管道運行的安全性。

3.1 管道設計實現標準化

為統一油氣管道設計標準，中國石油于 2009年啟動編制油氣管道標準化設計文件。目前，已經形成“標準化、模塊化、信息化”的設計文件，建立了一套油氣儲運項目設計標準，形成系列化的設計模塊，實現知識共享和積累。搭建了統一的數據庫、協同設計及管理信息平臺，通過持續(xù)改進的工作方法保持標準化設計文件的適用性和先進性。

3.2 應用衛(wèi)星遙感技術、GPS衛(wèi)星定位技術選線

早期長輸管道選線需要根據地形圖，依靠人工現場踏勘為主的作業(yè)方式確定路由走向，存在人力投入大、周期長、效率低等諸多不足。隨著科學技術的發(fā)展，衛(wèi)星遙感技術、GPS衛(wèi)星定位在長輸管道路由選擇工作中發(fā)揮了重要作用。在不同階段通過對不同比例尺的遙感綜合解譯，提取管道沿線地理、地貌、地質、災害等方面的信息，為室內多線路方案的比選論證提供平臺，有效指導野外現場踏勘；利用高分辨率衛(wèi)星遙感資料，對難點地段進行遙感精細解譯分析，為線路優(yōu)化提供可靠的基礎信息；利用多時相和高分辨率遙感資料對控制性工程科學選址。遙感技術選線能夠彌補傳統選線方式的不足，提高工作效率。

3.3 引入基于應變的設計方法

西氣東輸管道二線工程首次將國際上先進的基于應變的設計方法應用于地震活動斷裂帶穿越設計中，針對強震區(qū)、活動斷裂帶、采空區(qū)等可能產生大位移的地段，引入應變理論，基于不同地區(qū)具體情況，建立涵蓋地面變形預測、管道應變計算、管材性能指標、無損檢測及管道敷設方案優(yōu)化在內的管道應變設計方法。制定了西氣東輸管道二線應變設計導則和大變形鋼管焊接工藝，用于指導工程設計和施工，使設計更加安全可靠。

4 油氣管道建設方面

通過后評價過程中對項目建設階段的分析研究，我國已經形成專業(yè)的管道建設隊伍，并采用了集中建設的管理模式，管道建設的數字化為管道后期的完整性管理提供了方便。通過中-俄原油管道的建設取得了在多年凍土區(qū)和原始森林地帶管道建設的經驗，并在西氣東輸管道三線建設過程中首次引入了社會資本和民營資本。

4.1 管道建設實現專業(yè)化

為適應管道業(yè)務發(fā)展的要求，中國石油于2007年年初成立管道建設項目經理部，實現管道建設專業(yè)化。油氣管道專業(yè)化建設有助于統籌開展多條管道的管理工作，由過去一個項目多次招標變成多個項目一次招標，由過去“多對多”變成“一對多”；有利于多條管道統一采購，并通過對大宗物資統一實施駐廠監(jiān)造制度，加強質量抽檢，提高大宗物資質量；有利于提高施工質量。通過全面推行績效考核管理，對參建單位的考核結果與其后續(xù)市場份額直接掛鉤，大大提高參建單位的責任心。

4.2 實現數字化管道

數字化管道是指管道及周邊地區(qū)資料的數字化、網絡化、智能化和可視化。充分采用國家空間數據基礎設施數據，并通過航空攝影測量和衛(wèi)星遙感影像獲得最新的地形、地質、水文等環(huán)境數據，與過去傳統數據獲取方式相比，內容更豐富、更新，速度更快，數據描述更加完整，數據表達也更加直觀。數字化管道技術于2005年在西氣東輸管道冀-寧聯絡線率先使用，在后期西氣東輸管道二線、陜-京管道三線等大型天然氣管道建設中推廣和完善。目前，相關技術逐漸成熟，大大縮短了管道建設周期，降低了成本，提高了精度，方便了運行管理。

4.3 取得多年凍土區(qū)原始森林地帶管道建設經驗

中-俄原油管道漠河至大慶段經過多年凍土區(qū)長達 500km，穿越大興安嶺原始森林約 460km，是目前國內第一條通過多年凍土區(qū)、原始森林的大口徑原油長輸管道。通過對中-俄原油管道的設計、建設和近3年的運行管理，確定了多年凍土區(qū)、原始森林地帶管道敷設方案，掌握了多年凍土區(qū)冬季施工技術，積累了大量運行管理經驗，并形成了一系列多年凍土區(qū)管道運行管理的行業(yè)標準規(guī)范，為今后多年凍土區(qū)類似項目的建設起到了良好的指導作用。

4.4 管道建設開始引入其他資本

隨著我國天然氣管道的進一步發(fā)展，在管道建設技術水平提高的同時，企業(yè)與地方關系協調難度逐步加大，合資建設天然氣管道將是發(fā)展趨勢。目前，山東天然氣管網建設采用了中國石油和地方政府合資建設模式；在西氣東輸管道三線建設過程中，首次引入社會資本和民營資本，中國石油天然氣股份有限公司持股52%，全國社會保障基金理事會、城市基礎設施產業(yè)投資基金和寶鋼集團持股48%。該項目廣泛引入社會資本具有創(chuàng)新開放、保穩(wěn)增長的雙重意義，開創(chuàng)了全民資本投資于大型央企國家重點項目的新模式，也標志著中國石油對全民及民營資本的開放邁出了新的步伐。

5 油氣管道運行管理方面

通過后評價過程中對項目運行管理階段的分析可以看出，我國油氣管道的運行管理已經開始由單條管道管理向區(qū)域化集中管理轉變，逐步實現油氣管道的完整性管理。同時，國家頒布了管道保護法，為油氣管道的安全運行提供了法律保障。

5.1 管道運行管理區(qū)域化

為適應油氣管道業(yè)務的快速發(fā)展，2012年初中國石油成立了西南管道分公司，并優(yōu)化調整中國石油西部管道公司、中國石油西氣東輸管道公司、中國石油管道公司、中石油北京天然氣管道有限公司等的業(yè)務管轄范圍，實現油氣管道按線管理調整為按區(qū)域管理，將原來以油或以氣為主的管道運營公司逐步建成輸送介質多元化、管理區(qū)域化的綜合性管道運營公司。管道區(qū)域化管理有利于提升管道運營服務保障能力，有利于油氣資源的合理配置，有利于提高管理效率。

5.2 管道實現完整性管理

管道的完整性管理是指根據不斷變化的管道因素，制定相應的風險控制對策，將管道運營的風險水平控制在合理的、可接受的范圍內，并對可能使管道失效的主要威脅因素進行檢測、檢驗，最終達到持續(xù)改進、減少和預防管道事故發(fā)生，經濟合理地保證管道安全運行的目的。陜-京輸氣管道是首家在國內實施管道完整性管理試點的管道。經過十幾年的研究，我國已經全面推廣實施了管道完整性管理，掌握了管道完整性管理的核心支持技術，建成了管道完整性管理體系和信息化系統，實現了管道數據的集中管理存儲和完整性管理業(yè)務流程的信息化。

5.3 管道自動化控制

隨著 SCADA（數據采集與監(jiān)控）系統在陜-京天然氣管道中應用之后，管道自動化控制技術在西氣東輸管道一線、西氣東輸管道二線以及陜-京管道二線、陜-京管道三線等干線管道中廣泛應用，技術水平逐漸提高。目前，基本實現“有人值守、無人操作、遠程控制”的目標。為實現對油氣管網資源統一調配，優(yōu)化運行，中國石油于2006年5月成立了油氣管道調度控制中心，對中國石油所屬的長輸油氣管道實施遠程監(jiān)控、調度管理和搶維修協調，目前，所管轄長輸油氣管道總里程約5×104km。

5.4 超齡管道完成以舊換新

以慶-鐵管道、慶-鐵管道復線為代表的東北原油管網已連續(xù)運行超過40年，進入易發(fā)生事故的風險期，管道螺旋焊縫缺陷和腐蝕等風險因素較多，安全生產形勢比較嚴峻。為保證管道運行安全，自2009年起陸續(xù)啟動慶-鐵管道三線、慶-鐵管道四線等原油管道的建設，投運后將代替早期建設的原油管道，實現超齡管道的以舊換新，確保管道運行的安全穩(wěn)定。

5.5 國家頒布油氣管道保護法

中華人民共和國主席令（第30號）《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》于2010年6月25日通過，首次從法律角度規(guī)定了石油、天然氣管道有關各方的權利義務，理清了管道活動中的有關法律關系，規(guī)定了管道保護措施，明確了保護責任，是一部有效保護我國石油及天然氣管道，保障石油、天然氣輸送安全，維護國家能源安全和公共安全的法律。管道保護法的頒布，充分體現國家對油氣管道安全運行和保護工作的高度重視，使石油天然氣管道保護的法律依據更加清晰，對正在實施的國家能源安全戰(zhàn)略具有重大意義。

[1]池洪建.長輸油氣管網區(qū)域化管理探討[J].國際石油經濟,2013,21(8): 80-83.

[2]羅鋒,趙忠德,西昕,等.長輸管道工程項目建設經驗啟示[J].石油規(guī)劃設計,2013,24(3): 7-10.