完整性管理高效運(yùn)營海底管道

□ 文/中國海洋石油有限公司

完整性管理高效運(yùn)營海底管道

□ 文/中國海洋石油有限公司

中國海洋石油（中國）有限公司（以下簡稱中國海油）自1985年在渤海埕北鋪設(shè)第1條海底管道以來，許多海底管道逐步進(jìn)人了中后期服役階段。由于受當(dāng)初技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的制約，以及設(shè)計、施工水平、材料缺陷和多年運(yùn)行的損傷等原因，有些管線已存在不同程度的損傷，近年還發(fā)生過數(shù)次管線損壞事故，更給管道安全造成了嚴(yán)重的威脅。導(dǎo)致事故發(fā)生的原因包括第三方破壞、內(nèi)腐蝕、工程質(zhì)量、外腐蝕和操作原因，其中第三方破壞占故障總數(shù)的41%；管道內(nèi)腐蝕占故障總數(shù)的23%；管道外腐蝕占故障總數(shù)的20%；由于受海底管道制造缺陷、施工缺陷以及焊接缺陷影響，導(dǎo)致管道發(fā)生泄漏的占故障總數(shù)的10%，這類事故原由于工程質(zhì)量引起的，同時由于工程階段涂敷質(zhì)量導(dǎo)致的外腐蝕也可歸該類事故（圖1）。

由于海底管道事故造成的經(jīng)濟(jì)損失非常嚴(yán)重，某分公司從2006-2011年期間，重大設(shè)施搶修共計投入直接費(fèi)用49.2億，其中海底管道費(fèi)用15.24億。

根據(jù)“十二五”在建油氣田建設(shè)規(guī)劃，到2015年底，中國海油海底管道總長度將達(dá)到6000多公里。海底管道的安全生產(chǎn)與管理是中國海油實現(xiàn)風(fēng)險管理，確保海底管道的安全性、可靠性，預(yù)測并預(yù)防事故的發(fā)生，減少或避免事故帶來的經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)量損失；優(yōu)化各項維護(hù)支出，避免海底管道維護(hù)方面的資金和資源浪費(fèi)，最優(yōu)化的方式使全生命周期成本達(dá)到最小，提升企業(yè)管理水平的重要戰(zhàn)略。

圖1 海底管道事故統(tǒng)計（按事故原因統(tǒng)計）

中國海油海底管道完整性管理的先進(jìn)性、創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：優(yōu)化管理組織機(jī)構(gòu)，成立海底管道完整性管理職能結(jié)構(gòu)；建立海底管道完整性管理體系，統(tǒng)一規(guī)范管理；加強(qiáng)建設(shè)期管理，實現(xiàn)全生命周期管理；引入先進(jìn)的完整性管理技術(shù)，實現(xiàn)基于風(fēng)險的管理；開展海底管道完整性管理效能評估，督促落實管理要求；建設(shè)海底管道完整性管理信息平臺，有效提升完整性管理的水平和效率；加強(qiáng)應(yīng)急能力和技術(shù)建設(shè)，保證海上油氣田安全有序生產(chǎn)。

一、建立一套海底管道完整性管理體系

完整性管理體系是針對完整性管理的計劃、實施、效能、評審、培訓(xùn)、持續(xù)改進(jìn)等內(nèi)容，建立一套具有規(guī)范性、強(qiáng)制性和科學(xué)性的可執(zhí)行的、可操作性和可遵循的管理技術(shù)文件。通過管理體系文件來表達(dá)明確的要求和信息，使管理和執(zhí)行人員目標(biāo)一致，統(tǒng)一行動；并通過管理體系文件來傳遞所需信息，利用這些信息實現(xiàn)完整性管理活動的目標(biāo)和持續(xù)改善，使管理活動具有可追溯性、重復(fù)性。完整性管理體系的建立，可實現(xiàn)公司完整性管理達(dá)到世界先進(jìn)公司水準(zhǔn)。

1. 管理延伸至工程階段，實現(xiàn)全生命周期管理

海底管道全生命周期的完整性管理工作核心是以風(fēng)險分析、完整性檢測與評價技術(shù)等做支撐，為管理者提供海底管道全過程潛在風(fēng)險及風(fēng)險等級，并給出風(fēng)險管控的措施，以最終降低安全風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險和運(yùn)營風(fēng)險。

海底管道全生命周期完整性管理可分為以下四個階段:前期研究階段、工程建設(shè)階段、運(yùn)營維護(hù)階段和廢棄階段；從大的方面來分又可分為建立完整性階段和保持完整性階段（圖2）。

前期研究階段主要關(guān)注設(shè)計基礎(chǔ)的準(zhǔn)確性和風(fēng)險因素識別和分析情況，設(shè)計階段主要關(guān)注監(jiān)測裝置的設(shè)置情況、風(fēng)險控制措施、高后果區(qū)識別情況和檢測空間等內(nèi)容。前期研究和設(shè)計階段完整性管理手段為編寫完整性分析報告并進(jìn)行審查。自2013年2月下發(fā)了《關(guān)于開展設(shè)備設(shè)施完整性管理工作的通知》后，開發(fā)生產(chǎn)部與研究中心先后編寫了前期研究和基本設(shè)計《完整性分析報告編寫要求》，至2013年年底，共完成8個前期研究、2個基本設(shè)計完整性分析報告的編寫和審查，充分分析了海底管道在前期研究和設(shè)計階段的風(fēng)險并采取了相應(yīng)措施，有效避免了海底管道類似事故的發(fā)生，并充分考慮了良好作業(yè)實踐的借鑒。

工程建設(shè)階段主要關(guān)注變更管理、工程質(zhì)量管理、資料完整性管理和基線檢測情況。自2013年2月下發(fā)了《關(guān)于開展設(shè)備設(shè)施完整性管理工作的通知》后，為更好了解工程階段完整性管理開展情況，開發(fā)生產(chǎn)部會商工程建設(shè)部完成了麗水36-1和南海深水2個項目組的調(diào)研、評估、考核工作，針對工程建設(shè)階段海底管道后調(diào)查情況、埋設(shè)保護(hù)情況、設(shè)計變更情況和文檔保存情況進(jìn)行了專題報告。

在油氣田試生產(chǎn)后的1.5年內(nèi)，作業(yè)單元開展海底管道生產(chǎn)適應(yīng)性評估，并將評估結(jié)果及時反饋給前期研究、工程設(shè)計與建設(shè)等單位或部門，完成了縱向管理溝通工作，實現(xiàn)了海底管道的閉環(huán)管理。自2012年海底管道完整性管理體系發(fā)布后，先后開展了番禺4-2/5-1綜合調(diào)整項目和流花19-5項目生產(chǎn)適應(yīng)性評估工作，2014年初步計劃完成4個新建投產(chǎn)海底管道的生產(chǎn)適應(yīng)性評估工作。

2. 加強(qiáng)常規(guī)運(yùn)行管理，提高海底管道管理水平

海底管道的運(yùn)行工況監(jiān)測、介質(zhì)組分分析、化學(xué)藥劑篩選/使用與第三方評價、常規(guī)清管、陰極保護(hù)檢測與分析、警示與巡線、異常運(yùn)行工況管理等工作，通稱為海底管道常規(guī)運(yùn)行管理工作，在未開展完整性管理之前中國海油已扎實有效地開展了此類工作，但在某些方面還存在欠缺，需要加強(qiáng)管理，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

圖2 海底管道完整性管理的四個主要階段

海底管道常規(guī)清管是有效減緩腐蝕、保障流動安全的最有效手段。截止到2011年底，中國海油海底管道的通球率僅為40%，有一半以上的海底管道尚未開展常規(guī)通球工作。未有效開展常規(guī)通球工作的原因有很多，如歷史上發(fā)生過卡堵，管道中間有變徑、彎頭彎曲半徑小，長期未通內(nèi)部狀況不了解，重要集輸管道設(shè)施不敢通等。海底管道完整性管理體系發(fā)布后，在中國海油的統(tǒng)一安排下，各分公司逐步對未清管通球和復(fù)雜的海底管道開展了研究和通球工作，采取了收發(fā)球筒適應(yīng)性改造、漸進(jìn)式清管方案等措施，取得了一定的進(jìn)展。截至2013年底，有限公司海底管道數(shù)量為272條，其中不能通球管線為76條；已通球數(shù)量為139條，通球率為51.1%，比2011年提高了約10個百分點。

化學(xué)藥劑篩選/使用與第三方評價是預(yù)防普通碳鋼海底管道腐蝕的最主要手段，有限公司海底管道日常運(yùn)行管理中一直在開展化學(xué)藥劑篩選/使用工作，但化學(xué)藥劑使用效果評價工作未能有效開展起來。海底管道完整性管理體系發(fā)布后，明確了化學(xué)藥劑第三方評價的頻率和方法，在有限公司的統(tǒng)一安排下，各分公司正開展化學(xué)藥劑使用效果評價工作，有效評估了化學(xué)藥劑的使用效果，為化學(xué)藥劑篩選和使用提供了指導(dǎo)意見，減緩了海底管道產(chǎn)生腐蝕的風(fēng)險。

3. 引入風(fēng)險評估和檢測技術(shù)，開展海底管道完整性管理

運(yùn)營維護(hù)階段海底管道的完整性管理的目標(biāo)：借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的海底管道完整性管理理念，采用先進(jìn)的管理方法和內(nèi)外檢測、風(fēng)險評估、維修與維護(hù)技術(shù)，提高管理水平。工作環(huán)節(jié)和內(nèi)容則采用6步循環(huán)法，按照PDCA的步驟開展，包括：數(shù)據(jù)收集、高后果區(qū)識別、風(fēng)險評價與檢測方案、完整性評價、減緩措施/改造/維修、效能評估與持續(xù)改進(jìn)等內(nèi)容（圖3），其中風(fēng)險評估與檢測方案、完整性評估與效能評價是此階段的完整性管理關(guān)注重點。

海底管道完整性管理的重點在于高后果區(qū)和高風(fēng)險區(qū)，海底管道完整性管理體系，根據(jù)陸地管道高后果區(qū)的識別方法，創(chuàng)新性地提出了海底管道高后果區(qū)識別辦法，制定了明確統(tǒng)一的高后果識別準(zhǔn)則；針對風(fēng)險評估，制定了明確統(tǒng)一的危害識別準(zhǔn)則，識別出海底管道各管段尤其是高后果區(qū)段可能存在的危害，采用了半定量評價法，針對第三方破壞與機(jī)械損傷、腐蝕與沖蝕、設(shè)計與工程建設(shè)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行與管理、自然與地質(zhì)災(zāi)害等6大類風(fēng)險因素，共計76項指標(biāo)，開展海底管道的風(fēng)險評估。2013年在中國海油的統(tǒng)一安排下，各分公司開展了海底管道高后果區(qū)識別和風(fēng)險評估工作，有效識別出了各作業(yè)單元的高后果區(qū)和高風(fēng)險區(qū)海底管道，并制定了相應(yīng)的控制措施。

海底管道完整性檢測和評價是管理高后果和高風(fēng)險海底管道的有效手段。海底管道的檢測技術(shù)分為內(nèi)檢測技術(shù)、外檢測技術(shù)和外勘察技術(shù)，針對不同的風(fēng)險因素實施不同的檢測技術(shù)。內(nèi)外腐蝕是造成海底管道事故的最大風(fēng)險因素，通過開展實施內(nèi)檢測，可提前發(fā)現(xiàn)危險點，采取預(yù)防維修措施。由于歷史原因和傳統(tǒng)管理理念，造成了有限公司開展內(nèi)檢測工作的海底管道非常少，至2011年底，共有11條海底管道開展了內(nèi)檢測工作。海底管道實施完整性管理后，中國海油引入油建公司作為海底管道內(nèi)檢測工作的戰(zhàn)略合作伙伴，長期租用國外的漏磁智能檢測球，針對高腐蝕性、高風(fēng)險和高后果的海底管道按照輕重緩急、先易后難的順序加強(qiáng)海底管道內(nèi)檢測工作，2012年至2013年期間，共開展了24條海底管道的內(nèi)檢測工作，特別是針對渤海地區(qū)在“十一五”期間大規(guī)模采用的單層保溫管，有限公司共有單層保溫管23條，已檢測管道15條，其中嚴(yán)重腐蝕3條、中度腐蝕3條、輕微腐蝕4條、無腐蝕5條，通過內(nèi)檢測工作的開展，及時發(fā)現(xiàn)海底管道隱患，提前采取了預(yù)防措施，有效避免了產(chǎn)量損失和環(huán)境污染。

圖3 運(yùn)營維護(hù)階段海底管道完整性管理流程

圖4 海底管道完整性管理信息平臺

4. 開展完整性管理效能評估，督促落實完整性管理要求

為了了解海底管道完整性管理目標(biāo)和工作計劃完成情況、完整性管理系統(tǒng)的有效性，促進(jìn)各級單位、各級人員按照完整性管理要求開展各項活動，不斷提高管理效能，達(dá)到海底管道安全運(yùn)行的目的，開展海底管道完整性管理效能評估。中國海油在海底管道完整性管理體系文件中，對效能評價要素、要求、方式、頻率和指標(biāo)都進(jìn)行了明確規(guī)定。

二、建立海底管道完整性管理信息平臺

海底管道完整性信息系統(tǒng)的建設(shè)為海底管道完整性管理業(yè)務(wù)提供信息化管理手段，整合完整性管理方法和理念，使各分公司完整性管理基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對管理過程進(jìn)行規(guī)范，有效提升完整性管理的水平和效率；信息系統(tǒng)對信息進(jìn)行完整記錄和匯總，實現(xiàn)海底管道全生命周期、各類完整性數(shù)據(jù)統(tǒng)一、規(guī)范管理，確保數(shù)據(jù)可靠性和安全性，提高數(shù)據(jù)利用效率，為完整性各項業(yè)務(wù)等提供數(shù)據(jù)支持，為海底管道相關(guān)專業(yè)人員提供完整性信息綜合高效查詢服務(wù)；清晰掌握海底管道風(fēng)險，明確各管線或管段的風(fēng)險等級及危害因素，明確海底管道各類缺陷及安全運(yùn)行條件；優(yōu)化投資決策，動態(tài)跟蹤執(zhí)行，為海底管道維修維護(hù)計劃制定，優(yōu)化投資等提供科學(xué)決策依據(jù)，實現(xiàn)海底管道風(fēng)險治理執(zhí)行情況的動態(tài)跟蹤管理。

海底管道完整性管理信息平臺（圖4）為有限公司、各分公司、作業(yè)區(qū)等海底管道管理及業(yè)務(wù)人員提供統(tǒng)一工作平臺，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化管理，實現(xiàn)了基于風(fēng)險的管理，實現(xiàn)了海底管道完整性管理業(yè)務(wù)統(tǒng)一、高效管理，與世界先進(jìn)管理水平接軌。

海底管道搶修項目與常規(guī)項目的區(qū)別在于緊急，技術(shù)方案的確定、承包商的響應(yīng)和應(yīng)急物資的準(zhǔn)備都要滿足應(yīng)急的需求。通過多年的項目積累，有限公司已經(jīng)摸索出一套行之有效的途徑，滿足應(yīng)急項目的需求。

※ 簽訂戰(zhàn)略協(xié)議，加快應(yīng)急響應(yīng)速度

中國海油在2011年與海油工程公司簽訂了海底管道搶修框架協(xié)議。協(xié)議中明確了未來海底管道搶修工程將以工程訂單的形式委托海油工程執(zhí)行，海油工程在接到訂單后立即啟動應(yīng)急響應(yīng)，著手開展工作。這個協(xié)議的簽訂，為海底管道搶修工程從管理流程上鋪平了道路。海油工程以此為契機(jī)，完善了公司內(nèi)部涉及搶修工程的管理流程，在施工船舶調(diào)遣、技術(shù)方案審查、外部資源獲取等方面大幅度簡化流程，使得搶修工程能夠在一個非常連貫和通暢的大道上疾馳。海油工程公司在2011年6月成立維修/管道公司，作為海底管道維修和應(yīng)急搶修工程的具體實施者?？蚣軈f(xié)議的簽訂，有效縮短了應(yīng)急響應(yīng)時間，保障了恢復(fù)生產(chǎn)，減少了環(huán)境污染影響。

※ 儲備應(yīng)急維修物資，加快搶修速度

海底管道應(yīng)急維修備件基本依靠進(jìn)口定制，供貨周期長，中國海油2012年在塘沽、湛江、深圳等地建立了備件庫，涵蓋機(jī)械連接器、球法蘭、旋轉(zhuǎn)法蘭、結(jié)構(gòu)管卡、封堵卡具等，基本能夠覆蓋總公司轄內(nèi)管道設(shè)施，并且專門為海底管道維修備件存儲制定了存儲和保養(yǎng)辦法，為應(yīng)急物資的存放和維保做好了準(zhǔn)備，為部分搶修項目減少了長線采辦時間，發(fā)揮了重要作用。

※ 建立專業(yè)支持力量，加強(qiáng)搶修技術(shù)研究

海底管道搶修項目技術(shù)方案的確定方法也須滿足應(yīng)急的要求，通過多年的項目積累，有限公司已經(jīng)摸索出一套行之有效的途徑，首先初步了解現(xiàn)場情況，提出2-3套搶修施工思路，并按此準(zhǔn)備施工方案、程序、圖紙、計算書，同時動員相關(guān)的人員、工程機(jī)具和材料；然后全面詳細(xì)了解現(xiàn)場環(huán)境條件、管道破損情況，討論并確定主選方案和備選方案；最后現(xiàn)場施工階段，結(jié)合工程實際，對施工程序細(xì)節(jié)進(jìn)行現(xiàn)場微調(diào)。

應(yīng)急搶修技術(shù)方案的確定，離不開專家隊伍的支持，有限公司、分/子公司分別組建了海底管道事故應(yīng)急維修專家支持庫，并與其他專家機(jī)構(gòu)建立了聯(lián)絡(luò)機(jī)制。在海底管道事故發(fā)生后，從專家支持庫挑選專家組成專家組，負(fù)責(zé)提供應(yīng)對海底管道事故應(yīng)急維修的決策咨詢建議和技術(shù)支持，必要時參與應(yīng)急處置。

三、海底管道完整性管理實施效果

1. 加大檢測實施，提前發(fā)現(xiàn)隱患，實施預(yù)防維修，確保安全生產(chǎn)

治理隱患本著“早發(fā)現(xiàn)、快響應(yīng)、有成效”的原則，并形成系統(tǒng)的長期有效的工作機(jī)制。充分的辨識潛在風(fēng)險并制定有效的消除隱患措施，建立完善的隱患治理機(jī)制是安全生產(chǎn)的有力保障。通過實施海底管道完整性管理，海底管道故障影響產(chǎn)量、故障次數(shù)持續(xù)降低，2010年海底管道故障頻率的1.47次/（千公里·年），而2013年海底管道故障頻率為0.58次/（千公里·年）。

2013年通過實施海底管道內(nèi)檢測17次，提前發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕、變薄缺陷3處，如SZ36-1A/B、JZ21-1等，實施不停產(chǎn)預(yù)防打卡維修，確保了油氣田的安全生產(chǎn)，避免產(chǎn)量損失約4.6萬噸油當(dāng)量。

2. 重大事件搶修，垂直管理，橫向協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌規(guī)劃，快速復(fù)產(chǎn)

2013年10月，崖城氣田至香港海底管道受外力損傷，中國海油迅速啟動應(yīng)急管理程序，這次搶修上下協(xié)作、各司其職的體現(xiàn)，完整的檔案資料為成功搶修奠定了基礎(chǔ)，30天內(nèi)臨時修復(fù)（其中臺風(fēng)天影響16天，14天現(xiàn)場作業(yè)）比預(yù)期提前1個月恢復(fù)供氣，挽回產(chǎn)量損失達(dá)7.4萬噸油當(dāng)量。

3.實施海底管道完整性管理，保障社會穩(wěn)定，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展。

（本文獲中國石油企業(yè)協(xié)會行業(yè)部級2014年度全國石油石化企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果一等獎）