海底输油管道化学清洗和封存方法

2022-03-31 08:09:05 | 浏览次数：

摘要：南海某海上油田海底输油管道需要截掉一段对两端进行封闭，截断之前必须清洗管道内壁上附着沉积的油垢，避免有油污泄露到海水中污染海洋环境，并尽可能降低停用期间海管腐蚀风险，有必要对海管开展清洗与封存作业。通过借鉴国内外同类管道施工经验和做法，采用了无毒、无污染的多功能清洗剂来清洗海管。采用药剂处理后的海水對海管进行封存。本文介绍了海底输油管道进行清洗的必要性，并结合实际项目案例来阐述化学药剂的选型和使用方法，为以后类似项目提供借鉴。

关键词：海底输油管道化学清洗海管封存

中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（a）-0024-02

本文结合南海某海上油田12"海底输油管道的化学清洗和封存过程，探讨输油管道绿色环保的化学清洗和封存方法。该海管为单层保温配重管，外径为304.8mm，壁厚为11.1mm，长度为18.3km。

1 项目背景

南海某海上油田海底输油管道因腐蚀破损，已经停用5个月，由于要给钻井船起升桩腿避让空间，该海管需要截掉一段对两端进行封闭，截断之前需要清洗管道内壁上附着的沉积油垢，避免有油污泄露到海水中污染海洋环境，为了降低停用期间海管腐蚀风险，因此对海管开展清洗与封存作业。该海域水深约40m，该海管输送介质为含水原油，其输送量为4.78×103m3/d。该海域属于国家一级海域，附近有海洋海生物保护区，对海洋环保要求较高。海管经过化学清洗和海水冲洗，海管废液取样要求含油低于20 mg/L，达到 “海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值（GB 4914-2008）”污水排放标准。本次海管清洗污水排放属于一次排放范畴，执行一次排放标准，排放污水石油类浓度一次容许值最高浓度为30mg/L[1]。

2 海管清洗化学药剂选型与用量估算

本次作业海管停用前进出口温度差记录可见，海管温降较快，下降幅度可达10℃～16℃，该海域全年海床温度为17℃～25℃，参照表1，该油田的原油存在凝点高、含蜡量高的特点，原油在海管接近出口处的流动性将变差，海管内壁会附着一定量的凝结原油和沉积结蜡。

该油田原油物性参数见表1所示。

由于海管内壁附着凝结原油与蜡量无法直接计量，原油含蜡量均达14%，油田保持有海管清管作业的能力，为确保对海管清洗彻底，结合前期海管清洗作业经验，估算海管内凝结原油与蜡量占管容体积3%，约为40m3。

结合以往化学药剂海管清洗项目实施经验，并经过多次油垢取样化验分析和效果评估后，本次海管化学清洗选用多功能清洗剂BH-QXJ-02[3]，其具有用量小（便于现场作业），溶解速度快（大幅缩短作业时间），效能比高的优点。

为确保海管清洗效果，实验室试验评价15mL接近凝固状态的油田油泥需要30mL多功能清洗剂直接浸泡2h可以完全溶解分散。因此，建议多功能清洗剂BH-QXJ-02用量与凝结原油体积比为2：1，作用于海管内壁时间必须在2h以上，结合前期经验，浸泡作用时间越长，效果越好；因此多功能清洗剂BH-QXJ-02用量估算为80 m3。

3 海管封存化学药剂选型与估算

海管封存液主要使用加入脱氧剂、杀菌剂、缓蚀剂处理后的海水，可对海管封存实现降低腐蚀，避免污染。

海水的脱氧处理：由于海水含有一定的溶解氧，对系统会产生一定的腐蚀性，因此，使用海水作为保护介质要进行脱氧处理，为确保脱氧彻底，建议浓度500ppm。

海水的杀菌处理：添加一定浓度的杀菌剂。首先对杀菌剂进行筛选，选择适合的杀菌剂，由于海管长期停用，因此，添加浓度要比平时的浓度要高，一般情况下，添加浓度在1000～1500ppm之间。结合前期作业经验，如果管道闲置3～60d，杀菌剂的浓度最小为1000ppm。如果超过60d，则剂量最好为1500ppm。

海水的防腐蚀处理：海水封存液必须具有良好的防腐蚀性能，确保海管封存期不出现因腐蚀穿孔造成的泄露，结合经验建议加注浓度为500ppm。

封存药剂建议加注量见表2所示。

4 工作实施

4.1 第一阶段：加热海水扫线

外输海管加热海水冲洗，启动海水加热器，连接加热器出口至海管的临时软管，外输排量30m3/h。用热海水冲洗同时发出第一个泡沫球，继续扫线，同时增加排量至50m3/h，累计外输量达到海管容积1300m3，泡沫球顺利到达，上岸检测污水含油小于20ppm，球体完好，扫除油泥0.5kg。

4.2 第二阶段：海管入口注入清洗药剂

海管注入清洗药剂，排量30m3/h，油田发出第二个泡沫球，便于药剂在外输海管形成段塞，作业时间4h，清洗液驱替完成，同时再向海管发第三个泡沫球。

4.3 第三阶段：注入封存液

注完清洗药剂后，开始注入海水驱替，外输泵控制在75m3/h，缓慢驱替药剂液柱，清洗海管内壁。并在驱替海水中加入封存药剂。油田海管出口装置接收到两个泡沫球后，可视为药剂段塞已完成扫线，向海管内注入海水封存液。

4.4 第四阶段：完成海管封存

封存液注入完毕后，检测上岸化验污水含油小于20ppm，海管封存作业顺利完成[2]。

5 结语