冀东油田海上导管架生产过程中海洋环境保护措施

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　　【摘要】冀东油田NP1-35、NP1-29导管架平台，位于河北省滦南县南堡乡西偏南4KM浅水海域，生产过程中具有海上油气开发的特殊性，就此讨论污染事故的原因、防范措施和事故处理。
　　【关键词】污染事故  防范措施  处理方法
　　根据《河北省海洋功能区划》（2006年），冀东油田生产中导管架平台所在区域为浅海养殖区域，一旦发生重大漏油、溢油事件，将会给公司带来财产、声誉损失，还会严重污染海洋环境，该区域的海洋环境保护和油气污染控制十分重要。
　　一、生产过程中污染事故的原因
　　（一）海底外输管道损坏造成泄露污染事故
　　1.腐蚀影响
　　导管架平台海底外输管道主要输送的石油、天燃气介质中含有大量酸性物质（表1、表2），例如二氧化碳在有水存在时，会对金属形成较强的腐蚀，石油中含硫成分，也会对管道内部造成腐蚀，另外因石油和天然气在管道中混输造成的气液段塞流对管壁的冲刷，加剧了内腐蚀的速度。
　　2.冲刷作用影响
　　导管架平台海域水深6.1米，本海域属于正规半日潮流，潮流的运动形式为往复流，城NW-SE向，最大潮流流速105cm/s，余流最大流速约15.9cm/s，海底管道受海流携带泥沙的冲刷作用，会造成管段悬空，悬空管道受海洋流体级内部输送流体的作用产生共振，增加开裂的风险，海流长时间的冲刷所携带的沙砾运动会磨蚀管道，造成刺漏风险。
　　3.受船舶影响
　　导管架平台所在区域为浅海养殖区域，渔船起锚作业和拖网对海底输油管道带来极大风险。
　　（二）管线刺漏、密封泄漏造成污染事故
　　1.管线刺漏
　　 天气寒冷造成冻堵或其它原因造成管线堵塞憋压，操作中系统压力突然急剧升高，不能及时泄压造成管线刺漏，刺漏的油气随风飘散落海造成海洋污染;
　　2.密封泄漏
　　平台闭式排放系统或化学药剂注入系统流程密封垫选材不当，磨损、温度、压力、腐蚀密封垫损坏，造成油气泄漏喷出造成海洋污染。
　　（三）开、闭式排放系统溢油造成污染事故
　　1.管线堵塞
　　 导管架平台闭式排放罐收集处理来自工艺流程的压力排放物，开式排放罐收集处理平台设备、容器泄露、含油污水和甲板污水，开排槽收集井口泄压油水、甲板积水。当开、闭排罐或开排槽管线发生堵塞，罐内液体积聚无法排放，造成冷放空塔冲油、冒罐、溢油污染事故;
　　2.报警控制失灵
　　 导管架平台开（闭）排系统主要设备有开（闭）式排放罐开、开（闭）式排放罐加热器、开（闭）式排放泵，WHP平台有开排槽、气动隔膜泵。开、闭排系统通过液位开关检测，检测数值达到设定值时自动启动排放泵。当报警控制失灵，控制系统未接收到变送器发来的电信号，始终认为可控变量在设定允许范围内，排放泵得不到启动命令，罐内液体无法排出，造成溢油污染事故;
　　3.排放泵故障
　　 导管架平台开、闭排系统自动控制系统正常，因排放泵未进行预防性保养，发生无法启动、泵效低、运行后突然停车等故障，罐内液体积聚溢油污染事故;
　　4.排放泵手动启动不及时
　　 开闭排系统排放泵无法自动启动，生产人员可通过人机界面的监视设备运转状态，及时远程手动启动或现场手动启动排放泵。当生产人员检查不到位、手动起泵不及时，存在溢油污染的风险。
　　二、海底外输管道控制措施
　　（1）定期对海管进行在线监测，每5年一次，投用10年后监测周期减短。通过在线监测技术，对海底管线可能存在的几何缺陷、腐蚀、裂纹、变形、外力损伤等泄漏隐患点采取维修措施，以免因输油管道损坏造成石油泄漏污染海洋环境;。
　　（2）定期对海管进行潜水探摸，每年1次，发现悬空管段进行抛沙袋填充后混凝土覆盖海管作业来提高海管覆盖层抗冲刷能力，采用水下支撑桩减少管段悬空长度，减少共振影响;
　　（3）在海底管线两侧做漂浮标示，提醒船舶注意，切实贯彻《海域法》，严格按照海域功能进行海洋保护和开发利用，确保在海底石油管线区禁止抛锚和捕捞作业，从而降低外力作用造成的海管破裂泄漏风险。
　　（4）冀东油田海上导管架平台通过PCS系统对海管进行检测，当海管输油温度高于45℃或低于28℃，会发出高高报警或低低报警，海管压力高于1.45MPa或低于0..8MPa，ESD系统自动紧急切断海管外输闸门，减少海管泄露量，使事故处于可控范围;
　　三、管线刺漏、密封泄漏控制措施
　　（1）海上导管架平台各压力容器、工艺流程、柱塞泵、计量泵都安置有安全泄压装置，压力增高至安全设定值时自动泄压，同时平台SIS系统维持被控变量的范围，自动实现远程紧急关断，切断相关设备或SDV紧急关断阀，降低管线压力，控制油气刺漏;
　　（2）以导管架平台化学注入系统为例，化学药剂介质为JRYN-4清蜡剂，清蜡剂含有马来酸酐化学成分，具有一定的腐蚀性，密封件选择耐腐蚀的性能;而化学注入泵为机械隔膜计量泵，排出压力位25MPa，密封件选择耐高压性能，根据密封件选用参考，在常压化学储罐快速接頭使用橡胶密封垫，承压部分采用聚四氟乙烯密封垫，从而保证密封完好性，同理，对平台开、闭式排放系统、井口流程密封选用合适密封垫，控制密封泄漏油气污染事故。
　　四、开、闭式排放系统控制措施
　　（1）导管架平台开、闭排系统的排放泵吸入口工艺管线安置有Y形过滤器，平台生产人员定期对Y形过滤器的过滤网进行清理;开排槽顶部放置有栅板，放置大颗粒物体落入;开、闭式排放罐定期进行清淤，减少吸入口管线堵塞的可能性。开排槽要定期进行消油处理，清理开排槽内壁的油泥，对开排槽底部进行清淤，确保开排槽内无黑水（含油污水）;确保开排槽、开排罐、闭排罐日常处于低液位，确保最大收集容量，控制突发性泄漏事故; 　　（2）导管架平台维修人员应定期对开（闭）排系统LIC液位计、LSH液位高开关、LSL液位。
　　（3）導管架平台机械师应每周对开排泵、闭排泵、气动隔膜泵进行试运行，检查设备存在的问题，定期按月度、季度为期限，进行化验机油变质更换、经常盘泵活动轴承、更换损坏膜片或磨损阀片、研磨抛光齿轮、调整或更换密封件、润滑轴承、紧固螺栓等工作，通过设备预防性维修保养，提高设备完好率，有效控制泄漏事故。
　　（4）导管架平台油气泄漏风险最大的区域是WHPA井口区域，平台尺寸14m×10m，开排槽容积均为2.5方，按照平台小时最大降水量，每小时开排槽收集雨水量为V，V=14m×10m×0.05 m=7m3，井口气动隔膜泵理论最大流量为6.1m3/h。当平台遇到小时最大降水量时，平台SIS系统正常自动启动井口气动隔膜泵排液，理论上会有2.5小时的缓冲时间启动溢油事故应急程序，控制污染事故发生。
　　五、泄露发生后的处理方式
　　（一）启动相应的应急响应程序
　　 冀东油田海上导管架平台为自动化平台，一旦发生当泄露事故，中控系统会自动启动ESD紧急关断程序，平台安全装置连锁反应，切断、隔离、泄压控制事故扩大化，班组人员立即赶到现场，启动相应的应急响应程序处理事故;
　　（二）若泄露事故扩大造成原油落海事故则进行海洋石油污染治理修复
　　（1）通过物理修复。通过应急抢险船舶建立油障，用围油栏将溢油海面封闭起来，然后使用撇油机、吸油毡、拖油网将油带清除。物理修复措施是比较简单、安全、有效且造成污染最小的溢油处理方法。
　　（2）通过化学修复。海上导管架平台、应急抢险船、守护船、人工岛都配备有一定量的消油剂，当泄露事故发生后，将向溢油海面喷洒消油剂分散溢油。化学修复方法见效快、在恶劣天气下也能快速有效的处理溢油带，但是消油剂消耗太大，而且会造成海洋环境二次污染。
　　（3）其他修复方式。冀东油田导管架平台海洋石油污染治理修复主要是以上两种方式，其他修复方式如生物修复未在冀东油田公司采用。
　　六、总结
　　我国海上油气开采的发展起步较晚，经过几十年的发展，取得了惊人的成就，但是仍与国外存在着较大的差距。冀东油田南堡作业区海上导管架平台自2009年投产至今，虽然未发生一起石油污染事故，但是却是一支年轻的涉海队伍，更应将国内外海上石油泄露事故引以为鉴，举一反三，加以重视研究，在实践中不断摸索学习，同时加强溢油事故的演练，杜绝海洋污染事故。
　　参考文献：
　　[1] 冀东南堡油田南堡1-3、1-29井组海上集输工程环境影响评价报告书简本，2010.
　　[2] 王桂杰.冀东油田海上导管架降凝剂的研究与应用[J].石油化工应用2011，10（5）.
　　[3]曾江宁.海底石油管道溢油的生态风险及防范对策[ J].海洋开发与管理2007，24（3）.
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