海洋石油開發水下原油泄漏環保處理技術研究

魏學成

摘要：概述了我國海洋石油勘探開發現狀，結合國內外典型海上漏油事故，分析了海洋石油勘探開發海底輸油管網、水下井口等設備設施損壞發生原油泄漏造成重大經濟損失和環境污染的風險，根據勝利油田淺海石油開發的實際需要，開展了水下原油泄漏環保處理技術研究，設計了水下原油泄漏收集與儲存裝置，通過實驗模擬和分析，實現了漏油的水下回收和水面儲存，有效防止原油在上浮過程中隨海流擴散，避免或減少海洋環境污染。

關鍵詞：海底輸油管網;原油泄漏;水下回收;水面儲存;環境污染

引言

隨著海洋石油勘探開發力度的不斷加大，海上油氣產量占比逐漸增加，據英國道格拉斯數據，世界石油產量2015年海上占39%。我國海域蘊藏著豐富的油氣資源，已探明石油儲量246億噸，占石油資源總量的22.9%;海域天然氣資源量為15.79萬億立方米，占天然氣資源總量的29.0%，海上石油區域已經成為我國石油穩產的重要基地。目前，我國海上已形成超過5000萬噸石油的生產能力，所建造的固定平臺超過400座，海底管線超過5000公里，在平臺和平臺及陸地間形成了縱橫交錯的海底輸油輸氣網，隨著海洋油氣資源的不斷開發，海底管網規模將會日益增大，對海洋生態環境的影響日趨嚴重，一旦發生管線穿孔、意外事故、人為破壞等造成原油泄漏，不僅會造成巨大的經濟損失，還可能引發國際糾紛，更為嚴重的是，泄漏的原油漂浮在海洋或其它水域中，將嚴重破壞海洋、海岸及其它水域環境，造成難以修復的生態破壞。

1.國內外海上石油泄漏環保處理技術現狀

目前，我國海上石油泄漏環保處理技術與國際先進水平沒有明顯差距，國內外海上石油泄漏環保處理技術主要是對海面浮油進行處理，分為岸線防油技術和海面清油技術。岸線防油技術包括布設圍油欄、稻草墻、防護堤壩等。海面清油技術有“圍油欄及吸油拖欄法”、“化學消油法”、“燃燒法”、“撇油法”等。“化學消油法”是將分解劑直接注入海面浮油，降低原油對環境和安全的影響。“燃燒法”是先用浮油柵欄把漏油中成團的油聚集起來、點火，然后再派船只打撈燃燒焦油球，這樣可以清除水面50%到70%的石油，但是燃燒產生的有毒黑煙和殘渣嚴重污染生態環境。“圍油欄及吸油拖欄法”是將毛氈或動物毛皮裝進吸油欄里，放到漏油的區域，將漏油圍住，再拖帶吸油。

美國墨西哥灣漏油事件處置暴露出，傳統的海面浮油收集、處理方法，形成污染面積大，收集效率低，已不能迅速應對未來海上漏油意外事故，各國專家一致認為，封堵泄漏源頭、實現漏油水下收集，防止石油在上浮過程中隨海流擴散，是最佳的處理方式，正加緊研究相關技術。

2.勝利淺海水下石油泄漏環保處理技術

中石化勝利埕島油田海上產能300余萬噸，已鋪設海底管線約200公里，近些年共發生海底管線懸空拉裂6次，人為管線穿孔偷油1次，導致石油泄漏污染，造成的損失巨大。中石化勝利石油工程有限公司結合勝利油田淺海石油勘探開發的實際需要，對淺海水下原油泄漏環保處理技術進行了系統研究，形成了一套完整的淺海水下漏油收集與儲存裝備及技術。

2.1水下漏油收集與儲存技術介紹

結合現有水下儲油技術、軟體儲罐技術和水下作業技術，在接近漏點處通過吸附、綁扎或錨固等方式將柔性收集罩置于漏點上方，可有效防止石油在上浮過程中隨海流擴散，并將收集到的漏油通過潛泵（或者依靠泄露壓力注入）輸送到水面軟體儲罐中，通過多個軟體罐組合使用實現大量漏油的收集與暫存。由于整套裝置重量輕可變形甚至可折疊，因而平時易于儲備，使用時無需大型工程船舶配合，從而最大限度發揮應急性能，有效防止環境污染事件發生。

2.2水下漏油收集與儲存裝置

水下漏油收集與儲存裝置主要由水下收集部分、水面暫存部分、水中輸送部分等三部分組成，水下收集部分由軟體收集罩、固定體和輸出端組成，水面暫存部分由軟體儲罐、浮體塊、連接管和閥門等組成，水中輸送部分為軟體管道。

1、軟體收集罩，2、固定體，3、輸出端，4、軟體管道，5、1#閥門，

6、1#連接管，7、軟體儲罐，8、浮體塊，9、2#連接管，10、2#閥門。

軟體收集罩的底部設有固定體，軟體收集罩的頂部設有輸出端，軟體儲罐上安裝有浮體塊和1#連接管，1#連接管與1#閥門連接;軟體儲罐上安裝有2#連接管，2#連接管上裝有2#閥門;軟體收集罩為薄膜、膠皮等柔性材料制作的軟體收集罩;采用軟體收集罩時需要在罩體上附著或綁扎浮體塊，使得軟體收集罩能夠在水中上浮形成一定的收集空間。

在應用時將軟體管道的兩端分別與輸出端和左側閥門連接構成一個整體，打開1#閥門，然后固定體通過重力牽拉、綁扎或磁力吸附等方式將軟體收集罩固定在水下漏油點的上方，軟體儲罐在浮體塊作用下漂浮于水面處，軟體收集罩收集的漏油經過輸出端、軟體管道暫存于軟體儲罐中。如果在水下漏油量較大的情況下，可打開2#閥門，并通過2#閥門串聯一個或多個軟體儲罐，增加漏油的收集與存儲量。

當發生海上水下漏油事故時，用工程船舶將該裝置運至溢油地點，通過軟體收集罩收集水下漏油，并將收集的漏油暫存于軟體儲罐中，實現漏油的水下回收和水面儲存，有效防止原油在上浮過程中隨海流的擴散，避免或減少海洋環境污染。

3.結論與建議

（1）封堵泄漏源頭、實現漏油水下回收和水面儲存是海洋石油開發原油泄漏環保處理的最佳方式。

（2）中石化勝利石油工程有限公司開展了海洋石油開發原油泄漏環保處理技術研究，完成了室內物模試驗，形成了一套完整的淺海水下漏油回收與儲存裝備及工藝技術。

（3）建議開展深海水下漏油回收與儲存裝備及工藝技術研究，為海洋石油開發和海洋環境保護提供技術支持。

參考文獻：

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