海洋石油開發(fā)水下原油泄漏環(huán)保處理技術(shù)研究

魏學(xué)成

摘要：概述了我國海洋石油勘探開發(fā)現(xiàn)狀，結(jié)合國內(nèi)外典型海上漏油事故，分析了海洋石油勘探開發(fā)海底輸油管網(wǎng)、水下井口等設(shè)備設(shè)施損壞發(fā)生原油泄漏造成重大經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)勝利油田淺海石油開發(fā)的實(shí)際需要，開展了水下原油泄漏環(huán)保處理技術(shù)研究，設(shè)計(jì)了水下原油泄漏收集與儲(chǔ)存裝置，通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M和分析，實(shí)現(xiàn)了漏油的水下回收和水面儲(chǔ)存，有效防止原油在上浮過程中隨海流擴(kuò)散，避免或減少海洋環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：海底輸油管網(wǎng);原油泄漏;水下回收;水面儲(chǔ)存;環(huán)境污染

引言

隨著海洋石油勘探開發(fā)力度的不斷加大，海上油氣產(chǎn)量占比逐漸增加，據(jù)英國道格拉斯數(shù)據(jù)，世界石油產(chǎn)量2015年海上占39%。我國海域蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，已探明石油儲(chǔ)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(qū)域已經(jīng)成為我國石油穩(wěn)產(chǎn)的重要基地。目前，我國海上已形成超過5000萬噸石油的生產(chǎn)能力，所建造的固定平臺(tái)超過400座，海底管線超過5000公里，在平臺(tái)和平臺(tái)及陸地間形成了縱橫交錯(cuò)的海底輸油輸氣網(wǎng)，隨著海洋油氣資源的不斷開發(fā)，海底管網(wǎng)規(guī)模將會(huì)日益增大，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響日趨嚴(yán)重，一旦發(fā)生管線穿孔、意外事故、人為破壞等造成原油泄漏，不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能引發(fā)國際糾紛，更為嚴(yán)重的是，泄漏的原油漂浮在海洋或其它水域中，將嚴(yán)重破壞海洋、海岸及其它水域環(huán)境，造成難以修復(fù)的生態(tài)破壞。

1.國內(nèi)外海上石油泄漏環(huán)保處理技術(shù)現(xiàn)狀

目前，我國海上石油泄漏環(huán)保處理技術(shù)與國際先進(jìn)水平?jīng)]有明顯差距，國內(nèi)外海上石油泄漏環(huán)保處理技術(shù)主要是對(duì)海面浮油進(jìn)行處理，分為岸線防油技術(shù)和海面清油技術(shù)。岸線防油技術(shù)包括布設(shè)圍油欄、稻草墻、防護(hù)堤壩等。海面清油技術(shù)有“圍油欄及吸油拖欄法”、“化學(xué)消油法”、“燃燒法”、“撇油法”等?！盎瘜W(xué)消油法”是將分解劑直接注入海面浮油，降低原油對(duì)環(huán)境和安全的影響?！叭紵ā笔窍扔酶∮蜄艡诎崖┯椭谐蓤F(tuán)的油聚集起來、點(diǎn)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(chǎn)生的有毒黑煙和殘?jiān)鼑?yán)重污染生態(tài)環(huán)境?！皣蜋诩拔屯蠙诜ā笔菍⒚珰只騽?dòng)物毛皮裝進(jìn)吸油欄里，放到漏油的區(qū)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(tǒng)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(yīng)對(duì)未來海上漏油意外事故，各國專家一致認(rèn)為，封堵泄漏源頭、實(shí)現(xiàn)漏油水下收集，防止石油在上浮過程中隨海流擴(kuò)散，是最佳的處理方式，正加緊研究相關(guān)技術(shù)。

2.勝利淺海水下石油泄漏環(huán)保處理技術(shù)

中石化勝利埕島油田海上產(chǎn)能300余萬噸，已鋪設(shè)海底管線約200公里，近些年共發(fā)生海底管線懸空拉裂6次，人為管線穿孔偷油1次，導(dǎo)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(jié)合勝利油田淺海石油勘探開發(fā)的實(shí)際需要，對(duì)淺海水下原油泄漏環(huán)保處理技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，形成了一套完整的淺海水下漏油收集與儲(chǔ)存裝備及技術(shù)。

2.1水下漏油收集與儲(chǔ)存技術(shù)介紹

結(jié)合現(xiàn)有水下儲(chǔ)油技術(shù)、軟體儲(chǔ)罐技術(shù)和水下作業(yè)技術(shù)，在接近漏點(diǎn)處通過吸附、綁扎或錨固等方式將柔性收集罩置于漏點(diǎn)上方，可有效防止石油在上浮過程中隨海流擴(kuò)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(chǔ)罐中，通過多個(gè)軟體罐組合使用實(shí)現(xiàn)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(shí)易于儲(chǔ)備，使用時(shí)無需大型工程船舶配合，從而最大限度發(fā)揮應(yīng)急性能，有效防止環(huán)境污染事件發(fā)生。

2.2水下漏油收集與儲(chǔ)存裝置

水下漏油收集與儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)罐，8、浮體塊，9、2#連接管，10、2#閥門。

軟體收集罩的底部設(shè)有固定體，軟體收集罩的頂部設(shè)有輸出端，軟體儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)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(yīng)用時(shí)將軟體管道的兩端分別與輸出端和左側(cè)閥門連接構(gòu)成一個(gè)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(diǎn)的上方，軟體儲(chǔ)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(jīng)過輸出端、軟體管道暫存于軟體儲(chǔ)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(lián)一個(gè)或多個(gè)軟體儲(chǔ)罐，增加漏油的收集與存儲(chǔ)量。

當(dāng)發(fā)生海上水下漏油事故時(shí)，用工程船舶將該裝置運(yùn)至溢油地點(diǎn)，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(chǔ)罐中，實(shí)現(xiàn)漏油的水下回收和水面儲(chǔ)存，有效防止原油在上浮過程中隨海流的擴(kuò)散，避免或減少海洋環(huán)境污染。

3.結(jié)論與建議

（1）封堵泄漏源頭、實(shí)現(xiàn)漏油水下回收和水面儲(chǔ)存是海洋石油開發(fā)原油泄漏環(huán)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(fā)原油泄漏環(huán)保處理技術(shù)研究，完成了室內(nèi)物模試驗(yàn)，形成了一套完整的淺海水下漏油回收與儲(chǔ)存裝備及工藝技術(shù)。

（3）建議開展深海水下漏油回收與儲(chǔ)存裝備及工藝技術(shù)研究，為海洋石油開發(fā)和海洋環(huán)境保護(hù)提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林建，朱躍姿，蔡俊清，鐘新華，海上溢油的回收及處理.[J].福建能源開發(fā)與節(jié)約.20011：6-8.

[2] 劉彥呈，殷佩海，林建國，等.基于GIS的海上溢油擴(kuò)散和飄移的預(yù)測(cè)研究.[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，2002 28：41-44.

[3] 李世珍，侯正田.沿海地區(qū)溢油污染防治技術(shù)研究.[J].海洋技術(shù).1995 14 3：105-114