油砂長輸管線路由方案研究

姚恒洋，王振伍，陳巍，楊乾坤，高銘志

（海洋石油工程股份有限公司設(shè)計院， 天津 300451）

1 前言

油砂（Oil sand）也稱“焦油砂”、“重油砂”或“瀝青砂”。其指富含天然瀝青的沉積砂，是一種瀝青、沙、富礦黏土和水的混合物，具有高密度、高黏度、高碳氫比和高金屬含量的油砂瀝青油。現(xiàn)已查明，加拿大的油砂中瀝青的總含量達4000億立方米，是世界上最大的瀝青資源。目前油砂深層開采應用較多的方式是蒸汽輔助重力泄油技術(shù)，英文簡稱SAGD，該技術(shù)是基于注水采鹽原理提出，應用于注蒸汽熱采油砂。蒸汽輔助重力泄油技術(shù)可將采收率提高至60%左右，比常規(guī)水平井蒸汽吞吐開采采收率高出約30%[1]。

針對某油砂項目，在現(xiàn)有中心處理廠南部新建三個井場，預計新增產(chǎn)量約為2.5萬桶/天。連接現(xiàn)有中心處理廠的井場有兩根管線分別為24寸蒸汽輸送管線和20寸原油管線，本文針對該兩條長輸管線路由方案進行了研究。

2 路由選擇原則

2.1 路由選擇原則

2.1.1 平行與已有的管線路由

為減少對野生動物棲息地的影響，減少建設(shè)臨時工作區(qū)域，將新建設(shè)施與現(xiàn)有路由設(shè)施相平行布置。

2.1.2 管線施工和操作的困難

路由選擇要考慮避免陡峭的斜坡、大型河流交匯處、大面積濕地、不穩(wěn)定的斜坡、稀松的土壤、已被侵蝕的河道等。

2.1.3 魚類和野生動物的影響

路由選擇在可行的情況下要盡可能地避免跨越魚類和野生動物主要棲息地，例如：主要冬季活動范圍、野生動物活動走廊、魚類產(chǎn)卵區(qū)等。

2.1.4 歷史資源的影響

管道路由選擇盡可能減少與考古和歷史資源的沖突。

2.2 中心處理廠接入點改造情況

管道在中心處理廠的接入點位置是影響管線路由選擇的一個比較重要的因素。連接中心處理廠到項目井場之間的最短路徑顯然是項目路由的首選，同時接入點改造的難易程度都是項目經(jīng)費投入所需要考慮的。

3 路由方案

根據(jù)以上原則，共有5個管線路由方案，如圖1所示。

(1)路由A，西側(cè)主要路由，在中心處理廠西側(cè)接入；(2)路由B，西側(cè)主要路由，在中心處理廠西側(cè)接入；(3)路由C，東側(cè)主要路由，在中心處理廠東側(cè)井場14和15管線接入點接入；(4)路由D，東側(cè)主要路由，D1：在中心處理廠東側(cè)井場14和15管線接入點接入，D2：在中心處理廠東側(cè)接入；(5)路由E，東側(cè)主要路由，在中心處理廠東側(cè)井場14和15管線接入點接入。

3.1 路由方案

表1中給出了5個管線路由長度以及可依托已有路由情況及沿途跨越，具體數(shù)量如表1。從表1可以看出，路由A/B/E均有依托現(xiàn)有管線路由，可以共享部分道路，但是對于施工避讓等安全考慮成本略有增加。路由A，40m寬路由長度最短為2.58km，路由C和D，70m寬路由長度最短為2.4km，穿越沼澤也是路由C和D最短，距離為3km，馴鹿等棲息地長度路由A最短，距離為1.6km，路由B、C、D不穿越歷史遺跡，新建跨越道路長度路由C和D最短，距離為2.4km，路由B長度最短即管線長度最短，路由E路由即管線長度最長。

圖1 路由方案圖

表1 本項目路由方案對比表

4 路由方案費用情況對比

4.1 費用估算原則

(1)材料和人工、機具成本費率按照本年度項目地平均費率考慮；(2)按照項目計劃確定的項目建造施工開始計劃；(3)按照工作十天+休息4天倒班，每天工作10小時；(4)費用估算按照4級費用估算原則-20%～+50%；(5)應用的機械設(shè)備按照廠商報價；(6)施工是持續(xù)的，不存在怠工；(7)按照專業(yè)工程師估算的料單，包括結(jié)構(gòu)、管道、樁基、跨越橋設(shè)計等，包含施工損耗；(8)經(jīng)項目業(yè)主批準的5%施工管理費用、1%調(diào)試費用、3%業(yè)主費用、9%場地服務費用（包括營地、基礎(chǔ)設(shè)施等）；

4.2 費用對比情況

表2 路由方案費用對比表 （單位：人民幣萬元）

5 路由推薦方案和風險

根據(jù)費用比選以及路由方案對比分析，路由D1基于以下主要因素被推薦為最佳方案。

(1)路由D1的總投資費用最低。(2)路由D1利用在已有的雙關(guān)斷閥門處接入，對已有設(shè)備無限制和影響。(3)管線施工情況。路由D1沿著管線路由有足夠的設(shè)施安裝空間和臨時占用空間，并且項目需要的脫氣罐和一個排放罐能夠安裝在已有的井場啟動區(qū)域和排放區(qū)域，也節(jié)省了部分工程投資費用。(4)風險。河的橋梁跨越設(shè)計以及施工須經(jīng)當?shù)丨h(huán)境部門批準。由于在路由選擇評估階段資料有限，路由的訪問性和沼澤、土壤地址條件評估不足，需要進一步深入調(diào)查和研究。