??????? 三、不確定性分析方法研究管道流動安全面臨的新挑戰(zhàn)

將不確定性分析方法(模糊數(shù)學、灰色理論等)引人到含蠟原油管道流動安全評價研究，評價結果將改變過去僅以安全或不安全兩種形式出現(xiàn)的傳統(tǒng)模式(0-1模式)，而以概率形式出現(xiàn)。當評價結果以概率形式出現(xiàn)時，就需要研究安全評價的標準問題，即失效概率多大時才能認為管輸方案是可以接受和安全的。而影響因素不確定性描述將直接影響管道流動安全評價結果的準確性，甚至改變評價結論。因此，使用不確定性分析方法進行含蠟原油管道流動安全研究將面臨以下新挑戰(zhàn)。

1、影響因素不確定性的描述

影響含蠟原油管道流動安全性的許多因素都具有不確定性。例如，原油是一種多組分的復雜混合物，對原油流變性影響最大的三個組分(蠟、膠質(zhì)和瀝青質(zhì))在化學上都是一類物質(zhì)的集合，組成成分具有隨機性，例如，來自不同區(qū)塊、層位的原油混合不均勻等都將導致原油組成成分的不確定性。含蠟原油的流變性復雜，不僅與含蠟原油組成成分有關，還與其經(jīng)歷的熱歷史、剪切歷史有關，而對于某段含蠟原油，其經(jīng)歷的歷史作用一直在變化。含蠟原油的物性和流變性受溫度影響很大，而管內(nèi)油溫計算同樣要受到許多不確定因素的影響，例如管道輸量、原油物性和流變性等。以管外土壤熱物性參數(shù)導熱系數(shù)為例，土壤的導熱系數(shù)取決于土壤的種類及土壤的孔隙度、溫度、含水量等因素，而這些因素隨季節(jié)和空間位置的變化是不確定的。另外，降雨、下雪以及土壤溫度的晝夜及季節(jié)的波動等氣象因素也會影響土壤導熱系數(shù)，所以土壤導熱系數(shù)具有不確定性。含蠟原油管道流動安全影響因素不確定性描述的準確性，將影響含蠟原油管道流動安全評價結果。但是，這些因素種類繁多，很多因素的變化規(guī)律都不確定，并且部分因素之間還存在復雜的影響關系，要實現(xiàn)對這些因素不確定性的準確描述非常困難，因此，影響因素不確定性的描述是不確定性分析方法研究含蠟原油管道流動安全面臨的一個新挑戰(zhàn)。

2、凝管風險可接受標準的確定

含蠟原油管道流動安全評價的最終目的是確定原油管道輸送方案中的管道流動安全性是否符合國家、社會和公司的要求，這就需要確定一個衡量管道安全、判斷管道流動風險是否可以被接受的標準，從而確定管輸方案是否需要調(diào)整以降低管道運行風險。目前，國外關于管道風險可接受標準一般分為個人風險可接受標準和社會風險可接受標準。國外是根據(jù)事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)來確定風險可接受標準的[23]其可接受標準代表了國外管道事故的統(tǒng)計水平，但只適合國外管道的安全評價，并不適合于國內(nèi)管道行業(yè)，更不適合于含蠟原油管道流動的安全評價。凝管是含蠟原油流動安全評價的核心，其風險可接受標準的確定對含蠟原油管道流動安全評價具有重要意義。而國外不但缺乏這樣的可接受標準，也缺乏凝管的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。我國多次發(fā)生過凝管(或初凝)事故，但缺乏詳細公開的事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這就不能用國外的標準來確定凝管的風險可接受標準，所以，需要研究并制定凝管風險可接受標準的方法。由于影響風險可接受標準確定的因素很多，因此凝管風險可接受標準的確定將十分困難。

??????? 四、含蠟原油管道流動安全評價的研究方向

1、管道流動安全的安全標準研究

將不確定性分析方法引人含蠟原油管道流動安全評價，需要按照管道流動安全的標準來判定管輸方案的流動安全狀況。目前，國內(nèi)外并沒有可供利用的標準，而要實現(xiàn)含蠟原油管道流動安全評價，流動安全的安全標準必不可少。因此，有必要開展管道流動安全的安全標準研究。

2、含蠟原油流變性研究

雖然含蠟原油流變性的研究已經(jīng)取得了豐碩成果，但對含蠟原油流變性機理的認識還較膚淺，對流變特性規(guī)律的認識，還主要停留在定性的水平上[24]。例如，含蠟原油觸變性受剪切歷史和熱歷史的影響，但目前還沒有一個理想的能夠描述包含剪切歷史與熱歷史效應的含蠟原油觸變模型。屈服應力的測量方法很多，而日各種方法測試的結果差異較大，但并沒有公認的適合于停輸再啟動壓力計算的屈服應力測定方法。含蠟原油流變性是進行管道流動安全評價的基礎，因此，需要加強含蠟原油流變性研究。例如，可以著重研究不同剪切條件、不同溫降條件(動態(tài)溫降和靜態(tài)溫降條件)對原油屈服應力和觸變性的影響，建立包含熱歷史與剪切歷史效應的觸變性模型和屈服應力計算模型。

3、重要影響因素不確定性研究

使用不確定性分析方法研究管道流動安全評價時，影響因素不確定性描述的準確性對評價結果具有重要影響。目前，影響因素不確定研究并沒有得到足夠重視，影響管道流動安全的因素很多，不必對每個影響因素的不確定都進行研究，而應有針對性地研究重要影響因素的不確定性特點，掌握其變化規(guī)律。

4、含蠟原油管道停輸再啟動安全評價方法研究

現(xiàn)行的安全評價方法，僅根據(jù)再啟動壓力是否大于管道最大允許操作壓力來評價管道再啟動的安全性。而管道停輸再啟動的安全性不僅與此有關，還與停輸再啟動后管道流量能否在有限時間內(nèi)達到穩(wěn)定有關。因為管道停輸再啟動的危險情況既有可能出現(xiàn)在管道啟動初始階段，也有可能出現(xiàn)在啟動后到穩(wěn)定運行的過程中，這在某些熱油管道停輸再啟動故障中都有體現(xiàn)[25,26]?，F(xiàn)有評價方法的評價結果并不一定能夠完全反映客觀安全性，需要繼續(xù)研究停輸再啟動安全評價方法。

5、凝管損失計算模型研究

風險是事故發(fā)生的可能性與管道事故造成的后果的嚴重程度的綜合度量。目前含蠟原油管道流動安全評價的研究成果僅就凝管概率進行了定量化研究，而未對凝管損失進行研究。實際上，對于不同管道或者同一管道不同地區(qū)的管段，發(fā)生凝管事故的損失并不相同。因此，應該研究凝管損失計算模型，以便更好地實現(xiàn)含蠟原油管道流動安全評價。

??????? 五、結束語

我國所產(chǎn)原油大多為含蠟原油。近十年來，國外含蠟原油的開采量逐漸增大，特別是深海石油的開發(fā)，使含蠟原油管道的安全經(jīng)濟輸送問題成為國際上研究的熱點，同時也凸顯含蠟原油管道流動安全評價的重要意義。我國在含蠟原油管道流動安全評價方法研究中取得了一些進展，但仍存在等級劃分標準缺乏依據(jù)、評價結果不穩(wěn)定和使用范圍有限等問題。因此，需要加強安全等級劃分標準、停輸再啟動安全評價方法和含蠟原油流變性研究等的研究，以便更加準確、合理地開展含蠟原油管道流動安全評價，更好地實現(xiàn)含蠟原油的安全經(jīng)濟輸送。