何举涛1 豆亮亮2 马方1

1.长庆油田分公司第七采油厂； 2.长庆油田分公司长北作业分公司

摘要：环江油田油气水管道数量多、路由复杂，所处环境为典型黄土源地貌，自然环境脆弱，区域敏感，管道一旦泄漏不仅影响油气集输，还面临较大的环保和舆情压力。本文探索并实践了以数智平台为驱动的管道管理新模式，通过构建集标准数据体系、数据中台与智能算法于一体的数智平台，实现了管道信息的可视化追踪、高后果及高风险管段的智能化识别、检测评价的精准指导以及维修维护的在线闭环管理。实践表明，平台应用后使管道防泄漏措施更具针对性，2024年管道失效率降至0.006次/公里·年，较2019年下降了74%，有效验证了该模式在推动油田管道完整性管理向数智化发展的指导价值与创新性。

关键词：管道；数智平台；完整性管理

长庆油田是我国重要的油气生产基地，环江油田作为长庆油田开发建设的亿吨级整装油田，管辖面积3400 km²，地面海拔1350～1750 m，属典型的黄土源地貌，沟壑纵横。原油密度0.7～0.8 g/cm³，黏度1.03～2.62 mPa.s，采出液矿化度20～110 g/L，Cl-含量5～36 g/L，采出液具有高矿化度、低密度、低黏度等特点。建设地面管道6105 km，其中Ⅰ类管道占4.6%，Ⅱ类管道占25.0%，Ⅲ类管道占70.4%。各类穿跨越199处，其中跨越占93%，穿越占7%。区域内分布河流36条、水库6座、革命遗址2处、风景区1处、常住人口5.3万余人，分布高铁、高速、国道等重要交通基础设施，环境敏感区多，管道数量多、分布广、穿跨越多，表现出“多敏感叠合”特点，管道安全和生态保护责任重大。管道一旦泄漏，不仅影响油气供应效率和供应量，而且对下游环境造成难以估量的影响，甚至发生火灾爆炸事故，后果不堪设想。同时，受区域内地质灾害、平田整地、基础设施建设、新能源建设等因素影响，对管道完整性管理提出了较大挑战，常规人工数据采集、高后果区识别和风险评价等工作效率低、工作量大、及时性和准确性不足，难以适应新形势下的环保管理要求，急需借助数字化和智能化手段，以数智平台建设为抓手，提升管道完整性管理水平。

1  数智平台建设思路和内容

1.1  管道完整性管理概述

管道完整性管理是以预防为主的管理模式，通过对风险因素的识别和评价，针对性的实施风险减缓措施，将风险控制在合理、可接受的范围内，从而保证管道安全经济的运行[1,2]。我国管道完整性管理包括1项引领完整性管理领域的核心国家标准GB 32167―2015《油气输送管道完整性管理规范》，10项配套国家标准，以及国家部委文件，为相关工作的开展奠定了法规基础[3]。

管道完整性管理工作流程包括数据采集、高后果区识别和风险评价、检测评价、维修维护、效能评价等5个环节[4]。传统的数据分析挖掘方法使得各项数据的综合利用效率低，工作强度较大、重复性较高。因此，开展数据挖掘分析，确保数据的准确性、提高工作效率是增强完整性管理水平的当务之急[5,6]。同时基于人工经验的决策已不能满足智能决策的需求，西南油气田首次建立了针对高后果区识别、风险评价、完整性管理方案编制这3项业务工作的智能分析辅助决策模型[7,8]，并搭建了“高后果区智能识别模块”“风险评价可视化分析模块”和“完整性管理方案编制智能文字识别填充模块”[9]，取得了较好应用效果。

1.2  数智平台建设思路

完整性管理是以“风险管控+隐患治理”为核心，用“技术手段+管理方法”让管道始终处于无事故状态。2015年以来，长庆油田启动管道完整性管理建设工作，结合油田生产现状和地域特点，形成以“完整性管理平台”为抓手的管理模式，持续探索数智化条件下的管道完整性管理方法。

管道完整性管理数智平台遵循智能油气田建设思路，依托油田公司云平台及勘探开发梦想云等基础设施，采用微服务+容器化的方式构建云端开发和部署方案，采用中台化设计和标准化思路，实现业务应用全面上云，新增业务需求便捷扩展。油田管道完整性管理平台（图 1）由管理驾驶舱、管道档案、高后果区、风险评价、检测评价、维修维护、效能评价、失效管理、决策管理、技术支持十大模块组成，通过数据中台（图 2）进行数据的录入和管理。

图 1 油田管道完整性管理平台主界面

图 2 油田管道完整性管理数据中台主界面

1.3  数智平台建设内容

（1）管理驾驶舱。

管理驾驶舱（图 3）是管道智能管控的“中枢大脑”，包括综合展示、指标统计、全图浏览3大模块13项内容，通过三维地图可视化呈现高后果区分布、高风险管道分布，展示风险因素，预测风险趋势，方便管理者掌握管道风险状况，实现科学决策。

图 3 管理驾驶舱主界面

（2）管道档案。

管道档案实现管道基础数据采集“全覆盖”，包括2大模块50项内容，通过对环江油田6105 km油气水管道基线检测等数据全覆盖采集，实现管道静态、动态参数“可视化追踪”“一键式查询”，做到数据资源共建共享。

在管道档案数据模块中可查看每条管道的管道分类、管道类型、管道等级、管道材质、管道规格等详细信息。在此界面，可查看该条管道的埋深点、特征点、穿跨越、线路阀门、高后果区、风险管段、视频监控、监测点、防腐层漏损点、更换管段、双高管段、站场阀室、弯头、水工保护、桩、第三方施工、沿线异径管、管道本体缺陷修复等信息。也可查看该管道的基础信息、管道施工图、高后果区记录、风险评价记录、管道检测记录、维修维护记录、竣工资料、结算资料、泄漏监测等资料。

（3）高后果区。

高后果区紧抓管道运行的“敏感区”，包括统计分析、地图分布和动态管理等3大模块17项内容，平台共识别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级高后果区116处，并对高后果区的影响因素进行分类，明确河流、居民区、湖泊、铁路、公路等因素占比。同时可对某一区域进行高后果区识别，也可对某一条管道进行高后果区识别，展示高后果区的管道位置、管段长度及高后果区等级、特征、影响因素等信息，满足各级管理者的管理需要。

（4）风险评价。

风险评价精准确定管道运行的“薄弱点”，包括统计分析、地图分布、静态风险评价、综合风险评价、双高管段等5大模块79项内容，可以对任意一条管道的高后果管段的失效可能性和失效后果量化打分，平台共识别出风险管道138条，其中Ⅰ、Ⅱ类管道识别出低风险106条，Ⅲ类管道识别出中风险管道3条、低风险管道29条，无高风险管道。失效可能性主要从第三方损坏、腐蚀损伤、设计、误操作、输送介质等方面量化打分，失效后果主要从最大泄漏量、介质扩散性、人口密度、对下游用户影响等方面量化打分，根据分值判断低、中、高风险等级，最后给出风险缓解建议措施。

（5）检测评价。

检测评价是预判管道运行状况的重要手段，包括6大模块140项内容，通过分析腐蚀检测和清水试压结果，评价管道运行状况，便于提前制定补强修复、重点监控、降压运行、加密巡护等预防措施。

检测评价主要按照不同类型管道开展，其中出油管道以“清水试压+定性风险评价”为主，集油管道以“内腐蚀直接评价（ICDA）+半定量风险评价”为主，输油管道以“外腐蚀直接评价（ECDA）+半定量风险评价”为主。2022年以来，环江油田集输油管道检测率100%，高后果区管道试压和检测率均为100%，发现并治理风险管道103条，有效预防了管道失效事件的发生。

（6）维修维护。

维修维护是精准治理缺陷管道和隐患管道的必要措施，包括5大模块72项内容，实现管道维护计划在线审批、管道修复/更换实时在线追踪。

环江油田管道维修维护主要采用纤维复合材料、厚胶型铝皮、G型卡具、钢带、管道连接修补器等工艺局部补强或修复。针对局部较为集中腐蚀严重的管道，采取局部更换措施。针对管道整体腐蚀严重，剩余使命寿命存在较高风险的，开展全段聚乙烯内衬修复，减缓管道腐蚀速率。2022年以来，环江油田完成维修维护管道423 km，管道失效率下降33%。

（7）效能评价。

效能评价是管道管理水平高低的重要体现，包括3大模块69项内容，通过智能分析，实现智能决策，更好体现“效益优先”原则和“有钱用在刀刃上”的理念。2022年以来，环江油田管道更换费用下降80%，提质增效显著。

（8）失效管理。

失效管理是管道运行过程的重要数据资源，包括3大模块5项内容，综合评价影响管道失效可能性的所有因素，便于更好提出防控措施，实现管道“一失一析、根源可溯、持续改进”。

（9）决策管理。

决策管理是管道完整性管理的“智能参谋”，包括4大模块49项内容，主动推送高后果区变化、管道更换窗口和高风险区域动态，实现“管理倒逼”，助力风险防控主动化、决策支持前瞻化，确保管道管理由“事后处理”向“事前预防”转变。

（10）技术支持。

技术支持是打造完整性管理的“强大后厨”，包括3大模块13项内容，可随时查询体系文件、下载培训题库，并支持在线培训与管理功能，为平台长期稳定运行与人员技能提升提供坚实保障。

2  应用效果

通过构建并应用管道完整性管理数智平台，环江油田在管道管理方面取得显著成效。该平台大幅减轻了技术人员劳动强度，实现了管理效率与质量的同步提升。根据平台高后果区识别和风险评价结果，针对性开展管道防泄漏工作，2024年管道失效率下降到0.006次/公里·年，较2019年下降74%。特别是2022年以来，在管道更换费用下降80%的情况下，管道失效率下降33%，效果效益明显。

3  结论及认识

通过管道完整性管理数智平台的应用，对环江油田海量复杂的管道数据整合共享，极大程度方便管理者科学决策，突出风险管理在管道完整性管理中的核心地位，促使管道失效率持续降低。

管道完整性管理数智平台是管道完整性管理和数字化智能化技术的有机结合，运行高效，减少人工依赖程度，发挥了“预测精准，智能决策，高效协同”的作用，提升了管道完整性管理数智化水平，探索了数智油田管道完整性管理新方向。

环江油田应用数智平台后，管道失效率较2019年下降74%。特别是2022年以来，在管道更换费用下降80%情况下，通过针对性开展维修维护等预防性措施，管道失效率下降33%，双高管道实现零泄漏，效果效益显著。

完整性管理是系统工程，采出液经过“井—线—站”，回注水经过“站—线—井”，闭环生产，相互影响。下一步将利用大数据分析、机器学习和数字孪生技术，构建“井—线—站”和“注—驱—采”全链条、全流程、全节点共建共享数据库，突出风险的源头防范，降低输送介质腐蚀速率和失效后果，打造“超低腐蚀、超低后果”的“免检”管道。

管道完整性管理工作应充分应用5G、大数据、工业4.0、AI等技术，融合油藏、井筒、地面、工艺、设备、运行等油田生产相关领域，完善“数据中心”和“算力中心”，确保万物互联、互联互通，实现管道完整性管理在建设、运行、报废全生命周期内的“智能交付、智能运行、智能建模、智能预警、智能决策、智能评价”的目的，构建智能体应用和人机互动场景，创建管道完整性管理“大模型”，推动完整性管理工作向更加智慧的方向发展。

参考文献：

[1]张刘军，韩永波，田娜.长输管道完整性管理信息系统建设现状及发展方向[J].石油化工自动化，2020，56(4)：58-61.

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[3]董绍华.中国油气管道完整性管理20年回顾与发展建议[J].油气储运，2020，39(3)：241-261.

[4]孙青峰，杨玉峰，赵春雷，等.城镇燃气管网完整性管理体系研究与实践[J].天然气工业，2020，40(3)：123-129.

[5]孟波，安超，鲜俊，等.输油气管道完整性管理数据采集研究[J].全面腐蚀控制，2019，33(10)：53-56.

[6]闫凤元，宫敬，徐孝轩.国内油气管道完整性管理数据库的建立[J].油气储运，2005，24(S1)：22-25.

[7]周永涛，董绍华，董秦龙，等.基于完整性管理的应急决策支持系统[J].油气储运，2015，34(12)：1280-1283.

[8]顾正华.河网水闸智能调度辅助决策模型研究[J].浙江大学学报(工业版)，2006，40(5)：822-826.

[9]温庆，张文娟，张大双，等.管道完整性管理智能分析辅助决策模型及应用[J].天然气勘探与开发，2022，45(02)：63-70.

作者简介：何举涛，1980年生，油气田开发高级工程师，本科，现任第七采油厂注水副总工程师，2004年毕业于西安石油大学石油工程专业，主要从事特/超低渗透油田油水井增产增注和油气场站及管道完整性管理等技术研究工作。联系方式：13993430505，hjt_cq@petrochina.com.cn。