典型油氣田輻射環境現狀調查

祝繼東

(新疆維吾爾自治區輻射環境監督站，新疆 烏魯木齊,830011)

0 引言

石油天然氣開發在國民經濟發展中占據著極為重要的地位，近年來，我國對石油、天然氣的需求量也越來越大。油氣勘探、開采及利用過程中，與之共生的天然放射性核素會隨油氣開采從地下儲集層向地面遷移，必然會對周圍輻射環境產生影響。石油開發中造成的放射性污染是20 世紀80 年代后期發現和注意到的問題，1988 年原蘇聯在全國放射性生態環境調查中發現巴庫和高加索油氣區石油管道的輻射劑量率達到200～2 000 μR/h[1]。

本文主要調查了戈壁型和沙漠型兩種典型的油氣田，在油氣開采及加工企業場內：油井、石油管線、分離及存儲設備、污泥池、蓄水池等油氣開采及集輸設施設備周圍的γ輻射水平，可為評估我國油氣工業對周圍輻射環境造成的影響提供依據。

1 現場調查

按照《輻射環境監測技術規范》(HJ/T 61—2001)[2]的要求，現場調查根據工藝流程走向進行現場巡測，γ輻射劑量率瞬時測量采用《環境地表γ輻射劑量率測定規范》(GB/T 14583—1993)[3]。

本次調查采用的監測儀表及分析設備見表1。

2 調查結果

2.1 戈壁地形油氣田

戈壁地形油氣田的鉆井和油氣集輸環節中的γ輻射劑量率分布情況見圖1。結果顯示：① 整體上看，油氣井鉆場和采場γ輻射劑量率水平不高，一般低于3倍環境本底；② 聯合處理站內γ輻射劑量率較高，管線及閥門、儲油罐底部等部位γ輻射劑量率高于1 μSv/h，分離器附近輻射水平最高，最大值為30 μSv/h；③ 與聯合站相比，固廢液處理站內γ輻射劑量率較高，油泥池附近高于1 μSv/h，最高達4 μSv/h；④ 與其他工藝環節相比，油水氣分離環節的γ輻射劑量率水平明顯偏高。

圖1 戈壁油氣田鉆井和油氣集輸設施的γ輻射劑量率分布

2.2 沙漠地形油氣田

沙漠地形油氣田的鉆井場、采井廠、聯合處理站、固廢液處理站的γ輻射劑量率監測結果示于圖2。由圖2可見，① 與戈壁油氣田相比，沙漠中油氣開采及加工處理設施的γ輻射劑量率明顯偏低，并且劑量率水平偏高的環節處于工藝流程的后端；② 與其他工藝環節相比，固廢液處理環節的劑量率水平相對較高。

圖2 沙漠油氣田鉆井和油氣集輸設施的γ輻射劑量率分布

3 調查數據對比分析

3.1 鉆場和采場的數據對比分析(戈壁油氣田和沙漠油氣田)

不同地形油田鉆場和采場的γ輻射劑量率對比結果見圖3。戈壁油氣田和沙漠油氣田鉆場和采場的數據對比表明：① 沙漠油氣田鉆場和采場的γ輻射劑量率比戈壁油氣田鉆場和采場略低；②采場的γ輻射劑量率一般略高于鉆場。

圖3 不同地形油氣鉆場和采場γ輻射劑量率監測結果對比

3.2 聯合處理階段的數據對比分析(戈壁油氣田和沙漠油氣田)

不同地形油田聯合處理階段的現場γ輻射劑量率對比結果見圖4。戈壁油氣田和沙漠油氣田聯合處理階段的數據對比表明：戈壁油田聯合站內主要油氣處理環節的γ輻射劑量率水平遠高于沙漠油田的處理站。推測原因可能與原油中天然放射性核素含量不同有關。

圖4 不同地形油氣田聯合處理階段γ輻射劑量率監測結果對比

3.3 固廢液處理階段的數據對比分析

不同地形油田固廢液處理階段現場γ輻射劑量率對比結果見圖5。

圖5 不同地形油氣田固廢液處理階段γ輻射劑量率監測結果對比

戈壁油氣田和沙漠油氣田固廢液處理階段的γ輻射劑量率數據對比結果顯示： 戈壁固廢液處理站內主要油泥處理環節的γ輻射劑量率水平高于沙漠油田，推測可能與原油中天然放射性核素含量有關。

3.4 結果分析

參照國際原子能機構(IAEA)技術標準(IAEA 安全報告系列叢書第34 號[4])給出了油氣開采和集輸環節中典型位置的γ輻射劑量率水平，詳見表2。容器內部的γ輻射劑量率水平受條件限制，尚無法給出，但分離器外部已達到30 μSv/h，儲油罐外部達24 μSv/h，高于IAEA技術標準中給出的典型值(15 μSv/h)。

表2 油氣工業中的一些位置的輻射水平

由以上調查數據可知，油氣聯合處理站內存在大量γ輻射劑量率熱點，最大值達30 μSv/h，劑量率熱點多位于罐體閥門附近，屬人員操作位置，經常進入此類區域的操作人員，如巡查、檢修及分離器清罐人員可能會接受較高的照射劑量。油、水、氣分離是原油加工的初始階段，初加工的手段主要有分離、加熱、化學處理等。分析γ輻射劑量率較高的原因可能是天然放射性核素鈾、釷、鐳、釙、鉛等極易在這一階段隨原油中的其他雜質一起沉積在管線、閥門及儲罐底部，形成了水平較高的輻射場。

4 結論

國內關于油氣開發對輻射環境影響的研究起步較晚，調查成果較少，本次調查是針對典型油氣田開展的國內首次聯合調查，獲取了油氣開采與處理設施周圍輻射環境現狀的第一手資料，本文僅關注了γ輻射劑量率。通過調查發現油氣聯合處理站內存在大量γ輻射劑量率熱點，多位于罐體閥門附近，最大值達30 μSv/h，且屬人員操作位置。建議進一步開展油氣工業部分從業人員的受照劑量跟蹤調查和油田企業場區內天然放射性污染調查并指導企業進行相關治理。