渤海某石油鉆井平臺項目對海洋環(huán)境的污染及應對措施

謝志元，田洪捷

中海油能源發(fā)展股份有限公司天津分公司，天津300457

渤海某石油鉆井平臺項目對海洋環(huán)境的污染及應對措施

謝志元，田洪捷

中海油能源發(fā)展股份有限公司天津分公司，天津300457

石油資源開采對海洋環(huán)境尤其是海洋漁業(yè)資源有直接影響。以渤海某油田的開發(fā)為案例，分析了項目建設、生產(chǎn)和后期維護等階段對海洋環(huán)境的影響和可采取的控制措施。由于油田生產(chǎn)工藝成熟可靠，工程設計各項指標以及設備、原材料采辦所用國際/國內(nèi)標準先進，并采取了有效的預防和保護措施，使得環(huán)保治理措施較為充分合理；本油田發(fā)生溢油事故的風險較小，在可接受范圍內(nèi)。只要有效利用好環(huán)保設施和認真落實各項環(huán)保措施，油田開發(fā)工程對海洋生態(tài)環(huán)境的影響是可以接受的。

海洋石油開發(fā)；渤海海域；漁業(yè)資源；海洋環(huán)境

渤海漁業(yè)資源既是渤海的重要生物資源，又是渤海生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其健康狀況直接制約著環(huán)渤海區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。石油資源的開采對海洋環(huán)境尤其是海洋漁業(yè)資源有著直接影響。本文通過對渤海某典型油田開發(fā)的實際案例分析，研究了項目建設、生產(chǎn)和后期維護等階段對環(huán)境的污染和應對措施，提出可行有效的意見建議，旨在保護渤海環(huán)境，推動海洋生態(tài)文明建設。

1 項目概況

1.1 項目位置

JX1-1油田位于渤海東部遼東灣海域，東經(jīng)121°03′～121°08′，北緯39°58′～40°03′，在天津大沽燈塔東北66°方向298 km處，西南距旅大10-1油田約42.5 km，西北距錦州25-1南油田約25 km；油田水域范圍內(nèi)水深29 m。附近海域主要有海洋自然生態(tài)保護區(qū)，水產(chǎn)種植資源保護區(qū)，增養(yǎng)殖區(qū)，魚類產(chǎn)卵場、索餌場、洄游通道等，見表1。

表1 油田環(huán)境敏感目標

1.2 項目工程方案

JX1-1油田總體開發(fā)方案的工程內(nèi)容如下：

（1）1座12腿導管架中心平臺CEPA，60人生活樓，“模塊鉆機井架式修井機”。

（2）1座6腿導管架井口平臺WHPB，30人生活樓，“模塊鉆機井架式修井機”。

（3）1條從CEPA到錦州25-1南平臺12 in（1in=25.4 mm）雙層保溫輸油海底管道，29.7 km。

（4）1條從WHPB到CEPA，12 in雙層保溫混輸海底管道，4.1 km。

（5）1條從CEPA到WHPB，8 in單層注水海底管道，4.1 km。

（6）1條從錦州25-1南平臺到CEPA海底復合電纜，35 kV，3×300 mm2，29.7 km。

（7）1條從CEPA到WHPB海底復合電纜，35 kV，3×300 mm2，4.1 km。

JX1-1中心平臺CEPA是一座集井口、原油處理、燃料氣處理、生產(chǎn)污水處理、原油外輸、注水、供熱及生活等設施為一體的綜合平臺。該平臺有25口生產(chǎn)井、3口注水井、1口水源井、總井槽數(shù)為48口。

JX1-1井口平臺WHPB為采油平臺，有12口生產(chǎn)井、5口注水井，總井槽數(shù)為48口。油井生產(chǎn)污水經(jīng)水處理系統(tǒng)處理合格后作為注水水源回注地層。

2 主要污染源和污染物

2.1 建設階段

海上建設階段的主要工作內(nèi)容包括JX1-1油田CEPA/WHPB平臺導管架及其上部模塊等工程設施的安裝、鉆完井、海底管道與電纜的鋪設以及錦州25-1南平臺改造與調(diào)試等。

海上設施的安裝、改造與調(diào)試過程中，將有浮吊船、值班船及駁船等船舶參加作業(yè)，這些船舶將產(chǎn)生少量的機艙含油污水、生活污水和食品廢棄物等生活垃圾及少量工業(yè)垃圾。

在鉆完井過程中，將從平臺上排放鉆井泥漿和鉆屑、生活污水以及食品廢棄物等生活垃圾。此外，參加鉆井作業(yè)的值班船、供應船本身還將產(chǎn)生一定量的機艙含油污水、生活污水以及食品廢棄物等生活垃圾。

海底管道的鋪設作業(yè)包括鋪管和埋管，鋪埋管作業(yè)船舶包括鋪管船、供應船和駁船。因此鋪管作業(yè)過程中除挖出一定量的海底沉積物外，也會產(chǎn)生少量的機艙含油污水、生活污水和食品廢棄物等生活垃圾及少量工業(yè)垃圾。海上建設階段污染物產(chǎn)生量和處理方式見表2。

表2 建設階段主要污染物產(chǎn)生量和處理方式

2.2 生產(chǎn)階段

在生產(chǎn)階段，JX1-1油田開發(fā)工程產(chǎn)生的污染物主要是含油生產(chǎn)水，參加生產(chǎn)作業(yè)的人員和船舶還將產(chǎn)生少量生活污水和食品廢棄物等生活垃圾，以及少量工業(yè)垃圾。此階段主要污染物產(chǎn)生量和處理方式見表3。

表3 生產(chǎn)階段主要污染物產(chǎn)生量和處理方式

3 對環(huán)境的影響分析

3.1 建設階段對環(huán)境的影響

3.1.1 鉆井作業(yè)對環(huán)境的影響

鉆井作業(yè)產(chǎn)生的主要污染物為鉆屑和泥漿。泥漿和鉆屑的排放對海洋環(huán)境影響的范圍受海洋水文、氣象條件和排放的泥漿鉆屑類型、數(shù)量、速度及排放深度等各種因素影響。國外研究結果表明，泥漿和鉆屑入海后，由于受海水的作用，黏土粒子迅速發(fā)生絮凝，形成較大的顆粒下沉，有95%的泥漿和鉆屑沉降在鉆井平臺周圍海底150 m范圍以內(nèi)。滯留在水體中的泥漿、鉆屑懸浮物，由于海水的稀釋和擴散作用，在離排放點100 m遠處懸浮物的濃度比中心處降低4～5個數(shù)量級，懸浮物濃度的增量最高不超過10 mg/L；在離排放點500 m處懸浮物濃度就降到背景水平。基于以上國外研究結果，結合本油田開發(fā)工程中泥漿和鉆屑的排放量很小，可以認為其對環(huán)境的影響僅僅局限在排放點周圍很小范圍內(nèi)，影響的時間也是很短暫的。

3.1.2 鋪設海底管道電纜對環(huán)境的影響

鋪設海底管道和電纜時產(chǎn)生的主要污染物為挖溝掀起的懸浮沙。經(jīng)類比分析，挖溝時懸浮物超一類水質(zhì)影響范圍一般不超過500 m。挖溝停止后1～2 d，周圍海域海水水質(zhì)便可恢復到施工前的水平。

3.2 生產(chǎn)階段的環(huán)境影響

生產(chǎn)階段產(chǎn)生的污染物主要包括含油生產(chǎn)水、船舶污染物、工業(yè)垃圾等。本油田生產(chǎn)的油氣水混輸?shù)街行钠脚_進行處理，處理合格的生產(chǎn)水回注；船舶污染物將進行回收，運回陸地處理；除食品廢棄物以外的生活垃圾及工業(yè)垃圾由船舶運回陸地處理，因此不會對油田海域周圍的大氣、海水質(zhì)量產(chǎn)生顯著影響。

3.3 工程對生態(tài)環(huán)境的影響

根據(jù)以往同類工程經(jīng)驗，泥漿和鉆屑主要沉積在平臺周圍500 m以內(nèi)，大部分沉積在周圍200 m以內(nèi)，將會掩埋部分底棲生物；鋪設海底管道將會使路由區(qū)海水懸浮物濃度短時間增大，并對管道兩側幾十米范圍內(nèi)的底棲生物造成掩埋。但鉆完井和鋪設管道是短期的、一次性的，生產(chǎn)水也將逐步實現(xiàn)零排放，因此不會對工程海域的生態(tài)造成顯著影響。

4 污染控制方案

4.1 建設階段污染控制

4.1.1 船舶污染物

海上建設階段需動用浮吊船、供應船、鉆井船、鋪管船等各類施工船舶，其間將產(chǎn)生一定量的機艙含油污水、生活污水、生活垃圾等。其中，機艙含油污水根據(jù)《渤海海域船舶排污設備鉛封程序規(guī)定》運回陸地處理不外排；生活污水將分別進入各自的船用生活污水處理裝置經(jīng)處理后排海；生活垃圾中的紙、玻璃、金屬、陶瓷和塑料等制品被禁止投入海中，將全部回收并運回基地處理；未經(jīng)粉碎的食品廢棄物也被禁止在離最近陸地12海里以內(nèi)投棄入海。

4.1.2 鉆井泥漿和鉆屑

根據(jù)GB 18420.1-2001《海洋石油勘探開發(fā)污染物生物毒性分級》的規(guī)定，水基泥漿及鉆屑的生物毒性容許值不低于30 000 mg/L時，方可排海。否則，要運回陸地處理。

4.1.3 工業(yè)垃圾

海上建設階段產(chǎn)生的工業(yè)垃圾將全部回收，裝箱運回陸地處理。

4.2 生產(chǎn)階段污染物控制

4.2.1 含油生產(chǎn)水

JX1-1油田CEPA平臺采用斜板隔油器＋氣體浮選機＋雙濾料過濾器的三級處理流程來處理平臺上的生產(chǎn)污水，處理合格的生產(chǎn)水與水源井水一起經(jīng)過注水過濾器過濾后作為注水水源回注地層。

4.2.2 其他含油污水

JX1-1油田CEPA/WHPB平臺均設有開式排放和閉式排放系統(tǒng)。開式排放系統(tǒng)用于收集設備冷卻、冷凝水，甲板、設備沖洗水等，經(jīng)開式排放罐處理后排海，廢油則泵入閉式排放系統(tǒng)；閉式排放系統(tǒng)用于收集帶壓容器、管道及安全釋放閥等處排放的帶壓流體，收集的液體將進入生產(chǎn)流程進行處理。

4.2.3 生活污水

JX1-1油田CEPA/WHPB平臺為有人駐守平臺，安裝有生活污水處理裝置，對來自廁所、浴室和醫(yī)務室等處的生活污水進行消毒處理后排放。

4.2.4 固體廢物

JX1-1油田CEPA/WHPB平臺配備垃圾回收設施，用以收集平臺上產(chǎn)生的工業(yè)垃圾和生活垃圾，并運回陸地處理。

正常生產(chǎn)階段產(chǎn)生的船舶污染物（包括機艙含油污水、生活污水、食品廢棄物等生活垃圾）等的控制與治理方案同海上建設階段。

5 溢油風險分析與防治措施

5.1 溢油風險分析

在JX1-1油田開發(fā)過程中，鉆完井及生產(chǎn)作業(yè)過程中均存在著發(fā)生溢油的潛在危險，其風險范圍涉及井口平臺和海底管道，溢油可能引發(fā)的事故類型包括鉆井井噴、火災/爆炸、海底管道泄漏等。

5.2 溢油事故風險概率

本油田開發(fā)工程中：鉆完井井噴的概率約為0.01次/年；海上設施發(fā)生火災/爆炸的風險概率為3×10-4～4×10-3次/年，以儲油區(qū)、井口區(qū)及油氣處理區(qū)發(fā)生火災/爆炸的事故率相對較高些；由于腐蝕原因導致海底管道發(fā)生事故的概率為10-3km/a。

5.3 溢油事故防治措施

防止溢油事故發(fā)生的最有效途徑就是從工程設計、施工建造和安裝及生產(chǎn)管理上采取有效措施，消除事故隱患，及時制止事故苗頭，防止事故的發(fā)生[2]：

（1）選用的設備符合安全和環(huán)境保護規(guī)范、標準。

（2）海底管道采取挖溝埋設方式鋪設，且埋深不小于1.5 m，并采取內(nèi)外防腐措施。

（3）井口平臺立管外設置保護套管。

（4）在油氣井的井下和井上設置安全閥，甲板以下的立管上設置應急關斷閥。

（5）配備安全有效的防噴設備和良好的壓井材料及井控設備。

（6）加強鉆時觀測，及時發(fā)現(xiàn)先兆，按正確的關井程序實行有效控制，并及時組織壓井作業(yè)[2]。

（7）在設計和作業(yè)中考慮環(huán)境的危險，在布局時提供防火、防爆保護。

（8）設計和保持可靠的火警及可燃氣體關閉系統(tǒng)，提供充足的消防設備。

（9）為危險作業(yè)制訂書面程序，為作業(yè)人員提供充分的培訓，作業(yè)中加強檢查與監(jiān)測。

5.4 溢油處理措施

JX1-1油田開發(fā)工程，雖在設計、建造、施工、運行期間采取各種預防措施，但仍有難以預料的內(nèi)部或外部原因導致海上溢油事故發(fā)生的可能性。因此建議JX1-1油田在預防為主的基礎上，配備處理10 t以下小型溢油的應急設備，制訂嚴格的應急程序。

6 結束語

由于油田生產(chǎn)工藝成熟可靠，工程設計各項指標以及設備、原材料采辦所用國際/國內(nèi)標準先進，并采取了有效的預防和保護措施，使得環(huán)保治理措施較為充分合理；本油田發(fā)生溢油事故的風險較小，在可接受范圍內(nèi)。只要有效利用好環(huán)保設施和認真落實各項環(huán)保措施，油田開發(fā)工程對海洋生態(tài)環(huán)境的影響是可以接受的。

[1]楊琳.石油勘探開發(fā)區(qū)風險評估及對策研究[D].青島：中國海洋大學，2014．

[2]范麗麗，李廣茹，陳袁袁.海上油氣田工程溢油風險分析與防范[J].油氣田環(huán)境保護，2014（3）：46-48．

Analysis on impact ofa petroleum drilling platform project in BohaiSea on marine environment pollution and countermeasures

XIE Zhiyuan，TIAN Hongjie
CNOOC Energy Technology&Services Ltd.Tianjin Branch，Tianjin300457，China

Petroleum resources development has direct impact on marine environment，especially on marine fishery resources.Taking a tpicaloilfield development in BohaiSea for example，this paper analyzes the marine environmental impact factors in the phases of project construction，production and maintenance，also the adoptable countermeasures.The environmental protection and treatment measures are relatively adequate and reasonable because of the mature and reliable oilfield production process，the engineering design specifications and the procurement of equipment and raw materials according to advanced international and domestic standards，and the effective prevention and protection measures.The oil spilling risk in the oilfield is relatively low and within acceptable range.Therefore，as long as the environmental protection equipment is effectively applied and the environmental protection measures are conscientiously implemented，the impact of the oilfield development on the marine ecologicalenvironment is acceptable.

offshore petroleum development；BohaiSea area；fishery resources；marine environment

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.02.008

謝志元（1985-），男，天津人，工程師，2017年畢業(yè)于天津大學，工程碩士，現(xiàn)主要從事海洋工程施工、混凝土平臺模式開發(fā)及海洋石油邊際油田的研究工作。Email：xiezhy5@cnooc.com.cn

2016-12-12