冀東油田海上導管架生產過程中海洋環(huán)境保護措施

楊歡 趙婕 李學鋼 賈磊 王明珠

【摘要】冀東油田NP1-35、NP1-29導管架平臺，位于河北省灤南縣南堡鄉(xiāng)西偏南4KM淺水海域，生產過程中具有海上油氣開發(fā)的特殊性，就此討論污染事故的原因、防范措施和事故處理。

【關鍵詞】污染事故? 防范措施? 處理方法

根據《河北省海洋功能區(qū)劃》（2006年），冀東油田生產中導管架平臺所在區(qū)域為淺海養(yǎng)殖區(qū)域，一旦發(fā)生重大漏油、溢油事件，將會給公司帶來財產、聲譽損失，還會嚴重污染海洋環(huán)境，該區(qū)域的海洋環(huán)境保護和油氣污染控制十分重要。

一、生產過程中污染事故的原因

（一）海底外輸管道損壞造成泄露污染事故

1.腐蝕影響

導管架平臺海底外輸管道主要輸送的石油、天燃氣介質中含有大量酸性物質（表1、表2），例如二氧化碳在有水存在時，會對金屬形成較強的腐蝕，石油中含硫成分，也會對管道內部造成腐蝕，另外因石油和天然氣在管道中混輸造成的氣液段塞流對管壁的沖刷，加劇了內腐蝕的速度。

2.沖刷作用影響

導管架平臺海域水深6.1米，本海域屬于正規(guī)半日潮流，潮流的運動形式為往復流，城NW-SE向，最大潮流流速105cm/s，余流最大流速約15.9cm/s，海底管道受海流攜帶泥沙的沖刷作用，會造成管段懸空，懸空管道受海洋流體級內部輸送流體的作用產生共振，增加開裂的風險，海流長時間的沖刷所攜帶的沙礫運動會磨蝕管道，造成刺漏風險。

3.受船舶影響

導管架平臺所在區(qū)域為淺海養(yǎng)殖區(qū)域，漁船起錨作業(yè)和拖網對海底輸油管道帶來極大風險。

（二）管線刺漏、密封泄漏造成污染事故

1.管線刺漏

天氣寒冷造成凍堵或其它原因造成管線堵塞憋壓，操作中系統壓力突然急劇升高，不能及時泄壓造成管線刺漏，刺漏的油氣隨風飄散落海造成海洋污染;

2.密封泄漏

平臺閉式排放系統或化學藥劑注入系統流程密封墊選材不當，磨損、溫度、壓力、腐蝕密封墊損壞，造成油氣泄漏噴出造成海洋污染。

（三）開、閉式排放系統溢油造成污染事故

1.管線堵塞

導管架平臺閉式排放罐收集處理來自工藝流程的壓力排放物，開式排放罐收集處理平臺設備、容器泄露、含油污水和甲板污水，開排槽收集井口泄壓油水、甲板積水。當開、閉排罐或開排槽管線發(fā)生堵塞，罐內液體積聚無法排放，造成冷放空塔沖油、冒罐、溢油污染事故;

2.報警控制失靈

導管架平臺開（閉）排系統主要設備有開（閉）式排放罐開、開（閉）式排放罐加熱器、開（閉）式排放泵，WHP平臺有開排槽、氣動隔膜泵。開、閉排系統通過液位開關檢測，檢測數值達到設定值時自動啟動排放泵。當報警控制失靈，控制系統未接收到變送器發(fā)來的電信號，始終認為可控變量在設定允許范圍內，排放泵得不到啟動命令，罐內液體無法排出，造成溢油污染事故;

3.排放泵故障

導管架平臺開、閉排系統自動控制系統正常，因排放泵未進行預防性保養(yǎng)，發(fā)生無法啟動、泵效低、運行后突然停車等故障，罐內液體積聚溢油污染事故;

4.排放泵手動啟動不及時

開閉排系統排放泵無法自動啟動，生產人員可通過人機界面的監(jiān)視設備運轉狀態(tài)，及時遠程手動啟動或現場手動啟動排放泵。當生產人員檢查不到位、手動起泵不及時，存在溢油污染的風險。

二、海底外輸管道控制措施

（1）定期對海管進行在線監(jiān)測，每5年一次，投用10年后監(jiān)測周期減短。通過在線監(jiān)測技術，對海底管線可能存在的幾何缺陷、腐蝕、裂紋、變形、外力損傷等泄漏隱患點采取維修措施，以免因輸油管道損壞造成石油泄漏污染海洋環(huán)境;。

（2）定期對海管進行潛水探摸，每年1次，發(fā)現懸空管段進行拋沙袋填充后混凝土覆蓋海管作業(yè)來提高海管覆蓋層抗沖刷能力，采用水下支撐樁減少管段懸空長度，減少共振影響;

（3）在海底管線兩側做漂浮標示，提醒船舶注意，切實貫徹《海域法》，嚴格按照海域功能進行海洋保護和開發(fā)利用，確保在海底石油管線區(qū)禁止拋錨和捕撈作業(yè)，從而降低外力作用造成的海管破裂泄漏風險。

（4）冀東油田海上導管架平臺通過PCS系統對海管進行檢測，當海管輸油溫度高于45℃或低于28℃，會發(fā)出高高報警或低低報警，海管壓力高于1.45MPa或低于0..8MPa，ESD系統自動緊急切斷海管外輸閘門，減少海管泄露量，使事故處于可控范圍;

三、管線刺漏、密封泄漏控制措施

（1）海上導管架平臺各壓力容器、工藝流程、柱塞泵、計量泵都安置有安全泄壓裝置，壓力增高至安全設定值時自動泄壓，同時平臺SIS系統維持被控變量的范圍，自動實現遠程緊急關斷，切斷相關設備或SDV緊急關斷閥，降低管線壓力，控制油氣刺漏;

（2）以導管架平臺化學注入系統為例，化學藥劑介質為JRYN-4清蠟劑，清蠟劑含有馬來酸酐化學成分，具有一定的腐蝕性，密封件選擇耐腐蝕的性能;而化學注入泵為機械隔膜計量泵，排出壓力位25MPa，密封件選擇耐高壓性能，根據密封件選用參考，在常壓化學儲罐快速接頭使用橡膠密封墊，承壓部分采用聚四氟乙烯密封墊，從而保證密封完好性，同理，對平臺開、閉式排放系統、井口流程密封選用合適密封墊，控制密封泄漏油氣污染事故。

四、開、閉式排放系統控制措施

（1）導管架平臺開、閉排系統的排放泵吸入口工藝管線安置有Y形過濾器，平臺生產人員定期對Y形過濾器的過濾網進行清理;開排槽頂部放置有柵板，放置大顆粒物體落入;開、閉式排放罐定期進行清淤，減少吸入口管線堵塞的可能性。開排槽要定期進行消油處理，清理開排槽內壁的油泥，對開排槽底部進行清淤，確保開排槽內無黑水（含油污水）;確保開排槽、開排罐、閉排罐日常處于低液位，確保最大收集容量，控制突發(fā)性泄漏事故;

（2）導管架平臺維修人員應定期對開（閉）排系統LIC液位計、LSH液位高開關、LSL液位。

（3）導管架平臺機械師應每周對開排泵、閉排泵、氣動隔膜泵進行試運行，檢查設備存在的問題，定期按月度、季度為期限，進行化驗機油變質更換、經常盤泵活動軸承、更換損壞膜片或磨損閥片、研磨拋光齒輪、調整或更換密封件、潤滑軸承、緊固螺栓等工作，通過設備預防性維修保養(yǎng)，提高設備完好率，有效控制泄漏事故。

（4）導管架平臺油氣泄漏風險最大的區(qū)域是WHPA井口區(qū)域，平臺尺寸14m×10m，開排槽容積均為2.5方，按照平臺小時最大降水量，每小時開排槽收集雨水量為V，V=14m×10m×0.05 m=7m3，井口氣動隔膜泵理論最大流量為6.1m3/h。當平臺遇到小時最大降水量時，平臺SIS系統正常自動啟動井口氣動隔膜泵排液，理論上會有2.5小時的緩沖時間啟動溢油事故應急程序，控制污染事故發(fā)生。

五、泄露發(fā)生后的處理方式

（一）啟動相應的應急響應程序

冀東油田海上導管架平臺為自動化平臺，一旦發(fā)生當泄露事故，中控系統會自動啟動ESD緊急關斷程序，平臺安全裝置連鎖反應，切斷、隔離、泄壓控制事故擴大化，班組人員立即趕到現場，啟動相應的應急響應程序處理事故;

（二）若泄露事故擴大造成原油落海事故則進行海洋石油污染治理修復

（1）通過物理修復。通過應急搶險船舶建立油障，用圍油欄將溢油海面封閉起來，然后使用撇油機、吸油氈、拖油網將油帶清除。物理修復措施是比較簡單、安全、有效且造成污染最小的溢油處理方法。

（2）通過化學修復。海上導管架平臺、應急搶險船、守護船、人工島都配備有一定量的消油劑，當泄露事故發(fā)生后，將向溢油海面噴灑消油劑分散溢油。化學修復方法見效快、在惡劣天氣下也能快速有效的處理溢油帶，但是消油劑消耗太大，而且會造成海洋環(huán)境二次污染。

（3）其他修復方式。冀東油田導管架平臺海洋石油污染治理修復主要是以上兩種方式，其他修復方式如生物修復未在冀東油田公司采用。

六、總結

我國海上油氣開采的發(fā)展起步較晚，經過幾十年的發(fā)展，取得了驚人的成就，但是仍與國外存在著較大的差距。冀東油田南堡作業(yè)區(qū)海上導管架平臺自2009年投產至今，雖然未發(fā)生一起石油污染事故，但是卻是一支年輕的涉海隊伍，更應將國內外海上石油泄露事故引以為鑒，舉一反三，加以重視研究，在實踐中不斷摸索學習，同時加強溢油事故的演練，杜絕海洋污染事故。

參考文獻：

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