海洋石油勘探開發對海洋環境的影響及環保措施

陳欣維，張倩(.中海石油環保服務(天津)有限公司，天津 300457；.中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300457)

0 引言

海洋油氣資源儲量巨大，合理利用和開發海洋油氣資源對于國家的發展具有戰略性的重要意義。海洋在蘊藏巨大能源的同時，更有著豐富的海洋生物資源，海洋環境的健康程度關系到人類的可持續發展。在海洋石油勘探開發過程中做好海洋環境保護工作，尋求兩者的平衡發展，一直是我國海洋石油勘探開發工作的重點[1-2]。本文以南海某油田石油勘探開發項目為案例，分析海洋石油勘探開發過程中對海洋環境的影響及其采取的污染管控措施。

1 項目概況

L油田位于南海北部海域，屬于海洋油氣開發及其附屬工程，油田所在海域水深約202 m。油田總體布局如圖1所示。

圖1 油田總體布局示意圖

本項目新建一座4腿導管架有人駐守井口平臺，先期鉆有12口生產井、預留8個井槽，總井槽數為20口；1艘浮式生產儲油卸油輪(FPSO)和1座永久系泊系統(SPM)，新建一條2 km井口平臺至FPSO海底混輸管道，新建一條2 km FPSO至井口平臺海底復合電纜。井口平臺及FPSO均設有油水分離設施、含油生產水及生活污水處理設施，初步處理后的井口物流通過海底混輸管道流入FPSO進一步處理為合格原油，合格原油進入FPSO儲油艙儲存并定期外運，分離出的含油生產水處理合格后排海。FPSO上配備有原油發電機，通過海底電纜為平臺提供電力。具體的工程建設內容如下。

(1)1 座4 腿導管架井口平臺A，總井槽數為20口，呈5×4排列，先期鉆有12口生產井、預留8個井槽，設有90人生活樓。

(2)新建10萬噸級浮式生產儲油卸油輪(FPSO)，采用內轉塔式單點系泊系統，設計壽命為30 年(15年不進塢)，配置有80人生活樓及相關生活設施；其主要功能為原油生產、儲存、外輸，生活，并為油田生產和生活提供電力。

(3)一座永久系泊系統(SPM)。

(4)新建一條2.9 km井口平臺至FPSO海底混輸管道，10″/16″雙層保溫鋼管。

(5)新建一條3 km的35 kV光電復合海纜，外徑121.6 mm。

2 污染因素

2.1 施工期污染因素

海上施工/安裝的作業內容包括導管架就位與安裝，平臺上部模塊安裝/連接與調試，系泊系統安裝，FPSO就位安裝/連接與調試，鉆完井以及海底管道、電纜的鋪設等。

主要污染物為鉆完井產生的鉆井液和鉆屑[3]、平臺導管架打樁、系泊系統錨固等階段攪動的懸浮泥沙，施工船舶的機艙含油污水、施工人員生活污水、生活垃圾和生產垃圾。施工期的產污環節如圖2所示。

圖2 施工期產污環節圖

2.2 運營期污染因素

在油田生產運營期，主要污染物為：含油生產水、人員生活污水、生活垃圾、生產垃圾、伴生氣放空及火炬燃燒、發電機尾氣等；平臺和FPSO的沖洗水和初期雨水；守護船、外輸油輪及拖輪等運營船舶也會產生一定量的船舶污染物。主要的產污環節如圖3所示。

圖3 運營期產污環節圖

3 污染控制措施

3.1 施工期污染控制措施

3.1.1 鉆井液和鉆屑處置措施

根據GB 4914—2008標準規定，工程所處海域為三級海域，鉆井液和鉆屑的生物毒性容許值達到GB 18420—2009中二級海區標準的要求和滿足GB 4914—2008 中三級標準要求后排海[4]。

平臺在泥漿池中配制水基鉆井液，配制前檢查各個管線閥門，確保管線閥門不漏[5]。鉆井作業中水基鉆井液循環使用，在鉆井作業完成后一次性排放，鉆井液排放前需取樣進行生物毒性檢測、含油量檢測，檢測滿足排放標準方可在鉆井作業中進行排放。如檢測結果不滿足排放標準，水基鉆井液應進行回收處理[6]。鉆井作業中油基鉆井液循環使用。油基鉆井液和不符合排放標準的水基鉆井液按照危險廢物的管理要求進行管控，目前交由回收送回陸地交由有資質的專業環保公司處理[7]。

鉆井作業中產生的鉆屑包括：使用油基鉆井液鉆井產生的鉆屑和使用水基鉆井液鉆井產生的鉆屑[8]。油基鉆井液產生的含油鉆屑經振動篩處理后，經螺旋輸送器傳送至鉆屑甩干機處理，處理后的鉆屑現場檢測含油量，含油量≤8%的鉆屑方可進行排放；如檢測結果不滿足排放標準，則進入電磁熱處理裝置無害化處理，處理后再次檢測含油量，達標則排海，不達標的含油鉆屑進行回收，送回陸地由有資質的單位接收處理[9]。使用水基鉆井液產生的鉆屑，現場檢測含油量，檢測滿足排放標準方可進行排放；如檢測結果不滿足排放標準，鉆屑進行回收送回陸地由有資質的單位接收處理。結合以往工程經驗，使用水基鉆井液產生鉆屑的含油量一般較低，可以滿足≤8%的要求，經海區主管部門批準后可以全部原井位直接排海。

3.1.2 懸浮物

海底管道、海底復合電纜均直接敷設于海底，不進行挖溝，對海底擾動很小，懸浮物產生量很小。

平臺導管架打樁、系泊系統施工等階段，會對海底造成擾動產生少量懸浮物，但占海面積小，對海底擾動產生懸浮物的總量較小，對海洋環境影響很小。

3.1.3 生產垃圾處置措施

海上建設階段將產生一定量的生產垃圾，如廢鋼材、棉紗、木塊、邊角料、水泥以及廢油、污油等廢棄物，根據《國家危險廢物管理名錄》(環境保護部令第39號)，廢棄的含油抹布、勞保用品屬于危險廢物豁免管理清單，可以混入生活垃圾處理，全過程不按危險廢物管理。生產垃圾將全部分類回收至垃圾箱內，分類裝箱運回陸地交給有資質的單位進行處理。

3.1.4 船舶污染物處理措施

項目所用浮吊船、鋪管船、鋪纜船、駁船和供應船等各類施工作業船舶，產生的船舶污染物包括船舶含油污水、船舶垃圾和船舶大氣污染物等。施工船舶配備油水分離器和垃圾粉碎機，含油污水和船舶垃圾排放與處理執行GB 3552—2018標準相關要求。同時，施工船舶盡量選用硫含量較低的船用燃油，減少大氣污染物的排放。

3.2 運營期污染控制措施

3.2.1 含油生產水處理措施

A平臺和FPSO含油生產水采用“水力旋流器+聚結脫氣除油罐”的兩級處理流程：從一級分離器中分離出的生產水先通過水力旋流器進行初步除油，脫離出的油送入閉排系統；生產水繼續進入聚結脫氣除油單元進一步除去剩余的油，聚結脫氣除油單元出來的氣體直接放空。含油生產水經含油生產水處理系統處理后，石油類污染物達標排放。

3.2.2 其他含油污水

本項目新建的A平臺和FPSO均設置開式排放系統和閉式排放系統。開式排放系統主要包括開排槽、開排泵和開排電加熱器，主要用來收集溢出液、冷凝水、甲板雨水和沖洗水。甲板初期雨水送開排槽，當開排槽達到一定液位時，經開排泵將含油污水打入閉排罐。

閉排系統主要包括閉排罐、閉排罐電加熱器、閉排泵過濾器、閉排泵和冷放空管。閉排罐主要收集平臺上帶壓容器、管線等排放出的帶壓流體。同時作為平臺生產安全泄放系統，平臺需要泄放的氣體經放空管匯進入閉排兼放空罐，經過分液后的氣體進入放空管放空。當達到一定的液位時，經閉排泵過濾器，由閉排泵將流體輸送至原油生產系統。

3.2.3 生活污水處理措施

新建A平臺及FPSO上均設置生活污水處理裝置(電解法)，核心工藝為電解催化氧化系統，通過電極和催化材料的作用產生超氧自由基 (·O2)、H2O2、羥基自由基 (·OH)等活性基團來氧化水體中的有機物[10]。生活污水處理達標后排海。

3.2.4 生產垃圾和生活垃圾處理措施

本項目生產過程中產生的生活垃圾中的食品廢棄物經粉碎至顆粒直徑小于25 mm后排海；其他生活垃圾和生產垃圾將集中裝箱運回陸地。

4 結語

海洋石油鉆采平臺的主要污染物包括：施工期平臺和導管架安裝產生的懸浮沙、鉆完井產生的鉆井液鉆屑等排放，運營期含油生產水和生活污水排放[11]。目前，海上石油勘探開發技術較為成熟，在滿足工程條件的情況下均采用清潔生產模式，環境保護措施比較充分，因此，海洋油氣資源的開發對海洋環境的影響在可接受的范圍內。