三、不确定性分析方法研究管道流动安全面临的新挑战

将不确定性分析方法(模糊数学、灰色理论等)引人到含蜡原油管道流动安全评价研究，评价结果将改变过去仅以安全或不安全两种形式出现的传统模式(0-1模式)，而以概率形式出现。当评价结果以概率形式出现时，就需要研究安全评价的标准问题，即失效概率多大时才能认为管输方案是可以接受和安全的。而影响因素不确定性描述将直接影响管道流动安全评价结果的准确性，甚至改变评价结论。因此，使用不确定性分析方法进行含蜡原油管道流动安全研究将面临以下新挑战。

1、影响因素不确定性的描述

影响含蜡原油管道流动安全性的许多因素都具有不确定性。例如，原油是一种多组分的复杂混合物，对原油流变性影响最大的三个组分(蜡、胶质和沥青质)在化学上都是一类物质的集合，组成成分具有随机性，例如，来自不同区块、层位的原油混合不均匀等都将导致原油组成成分的不确定性。含蜡原油的流变性复杂，不仅与含蜡原油组成成分有关，还与其经历的热历史、剪切历史有关，而对于某段含蜡原油，其经历的历史作用一直在变化。含蜡原油的物性和流变性受温度影响很大，而管内油温计算同样要受到许多不确定因素的影响，例如管道输量、原油物性和流变性等。以管外土壤热物性参数导热系数为例，土壤的导热系数取决于土壤的种类及土壤的孔隙度、温度、含水量等因素，而这些因素随季节和空间位置的变化是不确定的。另外，降雨、下雪以及土壤温度的昼夜及季节的波动等气象因素也会影响土壤导热系数，所以土壤导热系数具有不确定性。含蜡原油管道流动安全影响因素不确定性描述的准确性，将影响含蜡原油管道流动安全评价结果。但是，这些因素种类繁多，很多因素的变化规律都不确定，并且部分因素之间还存在复杂的影响关系，要实现对这些因素不确定性的准确描述非常困难，因此，影响因素不确定性的描述是不确定性分析方法研究含蜡原油管道流动安全面临的一个新挑战。

2、凝管风险可接受标准的确定

含蜡原油管道流动安全评价的最终目的是确定原油管道输送方案中的管道流动安全性是否符合国家、社会和公司的要求，这就需要确定一个衡量管道安全、判断管道流动风险是否可以被接受的标准，从而确定管输方案是否需要调整以降低管道运行风险。目前，国外关于管道风险可接受标准一般分为个人风险可接受标准和社会风险可接受标准。国外是根据事故统计数据来确定风险可接受标准的[23]其可接受标准代表了国外管道事故的统计水平，但只适合国外管道的安全评价，并不适合于国内管道行业，更不适合于含蜡原油管道流动的安全评价。凝管是含蜡原油流动安全评价的核心，其风险可接受标准的确定对含蜡原油管道流动安全评价具有重要意义。而国外不但缺乏这样的可接受标准，也缺乏凝管的统计数据。我国多次发生过凝管(或初凝)事故，但缺乏详细公开的事故统计数据，这就不能用国外的标准来确定凝管的风险可接受标准，所以，需要研究并制定凝管风险可接受标准的方法。由于影响风险可接受标准确定的因素很多，因此凝管风险可接受标准的确定将十分困难。

        四、含蜡原油管道流动安全评价的研究方向

1、管道流动安全的安全标准研究

将不确定性分析方法引人含蜡原油管道流动安全评价，需要按照管道流动安全的标准来判定管输方案的流动安全状况。目前，国内外并没有可供利用的标准，而要实现含蜡原油管道流动安全评价，流动安全的安全标准必不可少。因此，有必要开展管道流动安全的安全标准研究。

2、含蜡原油流变性研究

虽然含蜡原油流变性的研究已经取得了丰硕成果，但对含蜡原油流变性机理的认识还较肤浅，对流变特性规律的认识，还主要停留在定性的水平上[24]。例如，含蜡原油触变性受剪切历史和热历史的影响，但目前还没有一个理想的能够描述包含剪切历史与热历史效应的含蜡原油触变模型。屈服应力的测量方法很多，而日各种方法测试的结果差异较大，但并没有公认的适合于停输再启动压力计算的屈服应力测定方法。含蜡原油流变性是进行管道流动安全评价的基础，因此，需要加强含蜡原油流变性研究。例如，可以着重研究不同剪切条件、不同温降条件(动态温降和静态温降条件)对原油屈服应力和触变性的影响，建立包含热历史与剪切历史效应的触变性模型和屈服应力计算模型。

3、重要影响因素不确定性研究

使用不确定性分析方法研究管道流动安全评价时，影响因素不确定性描述的准确性对评价结果具有重要影响。目前，影响因素不确定研究并没有得到足够重视，影响管道流动安全的因素很多，不必对每个影响因素的不确定都进行研究，而应有针对性地研究重要影响因素的不确定性特点，掌握其变化规律。

4、含蜡原油管道停输再启动安全评价方法研究

现行的安全评价方法，仅根据再启动压力是否大于管道最大允许操作压力来评价管道再启动的安全性。而管道停输再启动的安全性不仅与此有关，还与停输再启动后管道流量能否在有限时间内达到稳定有关。因为管道停输再启动的危险情况既有可能出现在管道启动初始阶段，也有可能出现在启动后到稳定运行的过程中，这在某些热油管道停输再启动故障中都有体现[25,26]。现有评价方法的评价结果并不一定能够完全反映客观安全性，需要继续研究停输再启动安全评价方法。

5、凝管损失计算模型研究

风险是事故发生的可能性与管道事故造成的后果的严重程度的综合度量。目前含蜡原油管道流动安全评价的研究成果仅就凝管概率进行了定量化研究，而未对凝管损失进行研究。实际上，对于不同管道或者同一管道不同地区的管段，发生凝管事故的损失并不相同。因此，应该研究凝管损失计算模型，以便更好地实现含蜡原油管道流动安全评价。

        五、结束语

我国所产原油大多为含蜡原油。近十年来，国外含蜡原油的开采量逐渐增大，特别是深海石油的开发，使含蜡原油管道的安全经济输送问题成为国际上研究的热点，同时也凸显含蜡原油管道流动安全评价的重要意义。我国在含蜡原油管道流动安全评价方法研究中取得了一些进展，但仍存在等级划分标准缺乏依据、评价结果不稳定和使用范围有限等问题。因此，需要加强安全等级划分标准、停输再启动安全评价方法和含蜡原油流变性研究等的研究，以便更加准确、合理地开展含蜡原油管道流动安全评价，更好地实现含蜡原油的安全经济输送。