第四篇第九章 海上溢油处理

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1、第九章 海上溢油处理在海上油气田开发过程中，由于涉及大量易燃、易爆石油和天然气产品。加上油气田开 发工艺、设备运行的复杂性，存在着发生油气泄漏、火灾和爆炸等重大事严故的风险。溢油 风险存在于油气田开发的各个阶段，可能发生的溢油事故包括井喷、火灾、爆炸、输油海底 管线破裂，污油罐溢油、燃料罐破裂和燃料油传输溢油等。一、溢油事故概率分析1井喷溢油在生产作业过程中，发生井喷的可能性及小。发生井喷的最大可能性是在修、完井作业 时，其主要原因是钻/修井作业突然与到高压油气层时，地层压力过高，且钻井泥浆比重失调， 防喷器失灵以及其它防井喷措施不当或失效所致。一旦发生井喷，将会有大量的石油天然气 物质喷出，

2、对人群的生命和周围的生态环境产生严重威胁。井喷发生后，一般都是由于井壁 坍塌或地层压力下降而自然停止喷射。2火灾、爆炸在生产作业期间，由于工艺流程压力较高和井下物流的腐蚀性，以及冰期振动的影响， 造成工艺流程管线和容器的管壁刺穿破裂、井口控制失灵、生产处理设备泄漏、立管破裂、 海底管线泄漏等重大油气泄漏事故，遇明火就会发生火灾和爆炸。而人员操作失误是造成火 灾和爆炸等事故的主要原因。3输油海底管线破裂根据国外的统计资料，各种海底管线的事故率（未泄漏油气）如下：距平台300m内的海底管线& 4X10-3次 /a；距平台1000m内的海底管线6.4X10-3次 /a；2.7X 10-2次 / km

3、 a 7.9X 10-4次 / km a 1.3X10-3 次 /a； 5.6X10-3 次/a。80cm覆盖层的压埋管线 100cm覆盖层的压埋管线 大于 762mm 的立管小于 71lmm 的立管由此看出，输油海底管线事故率很小，进而导致油气泄漏事故的概率将会更小。4其它溢油事故在油气田开发生产期间，可能发生的溢油事故还有燃料油管破裂，废油罐泄漏或燃料油 罐破裂等。引起上述事故的原因主要有内压、腐蚀以及平台爆炸。台风袭击、严重冰情和地 震等外力作用。这些事故的规模一般比较小，泄漏出的原油大部分可以控制在平台甲板上， 入海原油量将远低于海底管线破裂的溢油量S.Fjeld, T.Anderse

4、n等人对北海油气田的生产风 险分析时给出了生产设施各区的火灾和爆炸等事故的发生频率为井口区1X10-3 次 /a；油气传输区 泵舱 生产分离器区 油气处理区动力区 控制室 生活区 储油区3X10-4 次/a；9X10-4 次 /a；6X10-4 次/a；4X10-3 次/a；7X10-4 次/a；1X10-4 次 / a；3X10-4 次 / a；2X 10 - 3 次 a由此看出，上述事故率很小，由此引起生产处理设施破裂溢油事故的概率将会更小。二、不同类型的溢油事故处理1溢油事故分类 根据海洋石油勘探开发环境保护管理条例实施办法第三十三条规定，溢油事故分为 大、中、小三种类型。小型溢油事故：

5、溢油量小于10t；中型溢油事故：溢油量大于10t,小于1001；大型溢油事故：溢油量大于 100t；2发生各种溢油事故的处理程序如下图图 9 1 小型溢油事故处理程序图图 9 2 大、中型溢油事故处理程序图三、可选择的溢油处理措施及影响因素 可选择的溢油处理措施包括机械撇油法、化学分散剂除油法和燃烧法；主要影响因素包 括区域覆盖率、风浪、溢油厚度和效率（见图93）。围油栏、撇油村L、储油 装置和处理装置耐火 田油栏、点火装置化学分散剂应用设备J1T1措施影u向因素1处理龍力 机会大小 + 相关影响考虑后曲工作图 9 3 溢油处理措施及影响因素四、机械撇油法 机械撇油法所用的主要设备包括拖船、围

6、油栏、撇油机。 1典型的围油栏见图 94图 9 4 典型柔性围油栏2典型的撇油机见图95。图 9 5 围堰式撇油机3几种常见机械撇油方法见图96。图 9 6 机械撇油方法4机械撇油法处理溢油的优缺点见表91。表 9 1 机械回收方法优缺点优点通常不用获得授权或批准不受原油品质和气候条件限制机会大易于控制遗失的原油仍可烧环境污染影响小缺点规模大，清除难度大相应要求大量后勤支援清除速度慢受风浪限制要求短期储存使用大型回收系统受水深限制受能见度限制（通常仅在白天使用）对劳动力要求大成本高五、化学处理溢油法1考虑采用化学分散剂除油的理由（1）避免溢油进入敏感生物环境；（2）降低溢油的粘性；（3）加速溢

7、油自然降解和分散过程；（4）当溢油规模、环境条件和现有的设备人员明显降低采用其他应变措施（如 机械除油和燃烧除油）的可行性时，提供一种附加的应变处理的选择。2影响化学分散剂效果的因素（1）溢油类型和特性1）粘度； 2）相对密度； 3）蜡和沥青含量； 4）凝固点。（2）环境条件1）水的含盐度； 2）水温； 3）海况。（3）分散剂1）配方类型； 2）应用方法； 3）用量。3使用化学分散剂的设备（1）在外海可采用三用工作船或飞机喷洒；（2）在岸边可采用工人喷洒。4使用化学分散剂清除溢油的优缺点见表92。表92化学分散剂法优缺点优点缺点覆盖面大需获得批准清除率高受原油品质限制不需回收和储存分散剂用量大

8、后勤工作量小机会小抗风浪能力高要求混合能量环境污染影响小受水深限制降低粘性受能见度限制（仅在白天使用）比海岸上清洁更经济需要进行设备调校和维修保养保持原油仍可回收和燃烧在出事地点水质短暂下降应用灵活劳动力要求低六、燃烧法燃烧法是采用耐火围油栏将溢油捕获并在不影响溢油附近生命财产安全的条件下将溢油 点燃。1采用燃烧法的决策树见图97。2燃烧法所需的主要设备UK床HMET4X 农MDI止JTd 淮蛊S旳裟翳:就二 嚣工E 金豐E 茎翼近 尼SX 殖畀SF 探柯S业 醫虫S+1-尼讦貞W*T旳火讦：hui3F E4Eew/h,? earn- jsl u 点世袒 m ； 佃.Hjihfi押整此苦亦 W

9、Js-W?北欣浊 All xz-teb IAI iK 甩件 d 剜nr冲打 冋 农尼x*? JH-Sfl Ht叶卡F呼t：ldzfl V1W-A 蛆 74璋上|叩別歼饴燃烧法所需的主要设备包括拖船、耐火围油栏、直升飞机和点火装置（见图98 和图99）图 9 7 燃烧水上溢油决策树3采取燃料法的几种情形（1）平台发生溢油采取燃烧法处理；（2）海底管线破裂发生溢油采取燃烧法处理；（3）油轮触礁发生溢油采取燃烧法处理。清除率高燃烧效率高回收和储存工作量小处理和清洁工作量小通用性较好可夜间作业后勤工作量小受水深限制小易于控制图 9 9 直升机空中点火系统燃烧法优缺点缺点需获批准受原油品质限制受风和海况

10、限制通常需要耐火围栏受机会限制烟火巨大影响视线可能要进行二次点火会造成出事地点空气质量下降环境污染影响小劳动力要求少成本低七、溢油监察与跟踪溢油监察与跟踪是海上溢油处理的重要环节，是采用有效溢油处理措施的重要前提。1海上溢油监察程序2海上原油表面特征表 9 4 海上原油表面特征颜色原油类型油厚，mm每平方公里溢油量，m3银色发闪光0.00010.1晕色发闪光0.00030.3深褐色原油/燃油0.1100棕色/橙色乳化油110003海上溢油厚度估算水面银光闪闪0.08p m初显彩色0.15|J m光亮彩带O.3|J m彩色开始变暗l.Op m深彩色2.0m黑色大于2.0p4海上溢油监察方法（1）

11、观察法；（2）彩色摄影法；（3）热红外扫描法；（4）紫外扫描法；（5）航空雷 达扫描法；（6）微波辐射测量法；（7）荧光测定激光法。5溢油跟踪根据海面的流向、流速和风向、风速等资料对溢油移动进行粗略的预测。溢油移动速度 与海流相同，大约是风速的3%。用简单的几何方法可以估算溢油的方向和速度。如果海流和风是随时间和距离而变化，就要求采用更复杂的计算方法。需要详细的水文 资料来描述海流运动，并采用计算机模型对溢油移动进行快速准确预测，有多种溢油预测跟 踪模型，简单的只用海流和风速资料，复杂的则要用水文和海浪模型。为准备数据模型就得 花几个月时间。八、溢油回收装置操作规程 1在溢油回收装置调到船上使用之前，打开各集装箱检查设备、管线及附件是否齐全， 检查液压油和柴油液位是否合适，启动空压机动力柴油机和收油艇动力柴油机，检查工作是 否正常；