基于系统动力学的页岩气管道泄漏失效仿真分析

吴晓华 庞林 杨利

(东方地球物理公司西南物探分公司，四川 成都 610213)

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近年来，为响应节能减排和碳中和方面的要求，社会对页岩气等绿色清洁能源的需求量不断提高。但由于我国页岩气开发起步较晚，对页岩气管道的腐蚀问题研究较少。据相关调查表明，随着气田开采时间的增加，国内涪陵、威远、长宁等页岩气田集输管线或井筒陆续出现不同程度的内腐蚀[1-4]。由于腐蚀导致管道泄漏失效，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，制约了整个油气田的正常生产和运营。

目前，国内外学者通过不同的方法对于管道泄漏失效进行了大量的研究。如使用故障树[5-8]、层次分析法[9-10]、贝叶斯网络[11-12]、模糊逻辑方法[13-15]等构建管道泄漏失效的评价体系，但对泄漏失效因素的整体、系统的评价分析过程较少。

系统动力学(System Dynamics，SD)是系统科学理论与计算机仿真紧密结合、研究系统反馈结构与行为的一门科学，是系统科学与管理科学的一个重要分支。通过系统动力学，可以降低实际工程数据处理量，简化模型结构，有效从整体出发寻求改善系统行为的机会和途径[16-20]。

基于此，本文通过构建页岩气管道腐蚀泄漏失效的SD 模型，根据实际情景绘制页岩气管道泄漏致因的因果关系图，忽略部分对页岩气管道失效影响较小的因素，简化得到管道泄漏失效致因存量流量图，设置相应的变量方程和参数值，根据仿真结果分析页岩气管道泄漏失效致因的主要影响因素和相互耦合关系。……