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【海洋开发与环境保护】10海洋石油勘探开发产生的环境

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海洋 开发 环境保护 10 石油勘探 产生 环境
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第二章 我国海洋开发产业第二节 海洋石油开发第二问题 海洋石油勘探开发产生的环境影响及建议措施一、 近海要求使用高压气枪代替炸药作为震源 ) 带来的环境问题:① 对鱼类听觉短期干扰 , 影响生态和渔业;② 船舶噪音 对娱乐的干扰 ( 潜水 、 浴场 ) ;③ 作业中的 废物排放:电缆油 、 生活垃圾和船舶废水 ;④ 危险物的库存;⑤ 垃圾 ;⑥ 潜在事故性排放: ( 例如 , 燃油 ) 作业船及补给船的近海航行风险会较高 。视力 17米,依靠超声波定位,声纳爆炸军事演习都有影响2. 措施:① 依环评 确定环境敏感因素给出措施 , 如作业避开渔业的洄游产卵期 、 必要时做噪音的研究和处理 。② 建立 环境管理系统 , 详细 培训作业者 ( 现场培训 、 应急计划和演习等 ) , 并 组织各方参加听证会保证方案的完备和落实 。③ 有关问题进行足够 ( 时间 、 经费 ) 技术咨询 。④ 监控作业者 的施工过程 。⑤检查并记录操作程序, 确定各种常规操作 (例如:电缆保养和电缆油的处理)和可能发生的 附带事件 (失灵仪器的修复、声学干扰的位置等)。二、探井和评价井的环境影响及预防措施分为 钻井 、 测井 。钻井带来的问题:机械干扰 、 钻机存在对环境的损害 、 作业中排放 (液体 )和散发 (气体 )、 固体废弃物 、 化学品的使用 、 意外事故等 。钻出石油 , 进行系列测试和测试性生产以确定其生产能力和区块的潜力 — 称测井 ( 试油 ) 。测井带来的问题:燃烧天然气和碳氢化合物对海洋大气环境的污染、产生的水和蒸汽对环境的影响、废物处理等。 钻机就位的痕迹 ( 坐底式 ) 、 锚阵列 ( 半潜式 )和桩靴 ( 自升式 ) 对海床的机械干扰 , 会影 响固定于本地的水产业 , 如:固定捕鱼网具 、 养殖场 、 底栖生物 。② 钻井的影响 海上只能使用水基泥浆(防止泥浆被油污染),水基泥浆的排放和扩散对环境的影响很小,但是现在要求钻屑和泥浆全部回注地下。下套管可能导致过量水泥的排出 :对局部小范围的海床造成影响;钻机钻进时 泄出的 含油污水 、 冲洗机舱 、 地板的污水等:单独存放 , 运回岸上集中处理;生活水排放系统:黑水和灰水黑水指厕所 、 医院排出的废水 , 含细菌 、 病原体 、 腐蚀产物;灰水指洗涤用水 , 含氮量较多 , 较黑水容易分解一些 。排放必须达到标准 。③ 测井过程的影响燃烧导致的废气排放:包括 二氧化碳 、 一氧化碳 、 氮氧化合物 、 硫氧化合物和没有燃烧充分的碳氢化合物;内燃机 、 涡轮机的 尾气排放 ;潜在原油溢出 (井喷 、 意外油管开裂 , 溢油探测和回收设施如守护船 、 围油栏 、 消油剂必配 );泥浆中化学物质 、 原油 、 汽油和液压油的溢出以及柴油机和动力传输装置 。④ 其它垃圾碎片 的丢弃、 视觉冲击 、完井后钻井平台离开时 ,应该做到 海床没有障碍物出现 。① 进行环境本底及敏感性调查 。② 进行环境影响评价分析研究 环境调查中确定的敏感性对渔业和社会经济的影响 ;预先估计 正常运做和紧急状态下的环境污染水平 ;评价 对环境短期和长期的影响 ; 各种因素取舍 。③ 环境风险评价确定合适风险标准,环境风险评价应该结合井喷应急计划、溢油应急计划进行。④ 选择有资质和能力现场作业队伍⑤ 检查和填写工作记录要明确操作者 、 服务承包人及其所负的环境管理责任 、 减轻危害的方法 。 至少包括下面领域:泥浆配比公式和处理 (溢出和渗漏的预防措施 );‘ 防喷器组 ’ 的压力测试;测井过程;点火操作;废弃物管理 ( 钻屑粉碎处理 、 和废泥浆一起回注 ) ;补给和运行操作;应急计划;检查和维修 。⑥ 制定环境标准确定环境执行标准、明确环境问题和减轻措施。三、开发和生产阶段的环境影响及预防措施海上油气生产设施:混凝土重力结构物带有管线等,设计使用寿命大于 25年。漂浮生产系统,以油轮来完成运输,设计使用年限一般在 5年以内。何种方式取决于油藏:储量、流体特性、碳水化合物成分(从冷凝后像蜡一样的原油到天然气)以及变化范围、被硫化氢污染的程度等;相关的环境问题应该加入到设计和生产设施的运行中。环境敏感因素开发海域的环境敏感因素一般包括 :冬季溢油 、 水温 、 冰区溢油等 );源对溢油的敏感性 (渔业、盐业、保护区、养殖等);渔业 、 航行和娱乐消费者的影响 ;例如管线着陆 、 岸上开发 、 油轮的往复交通等 )带来问题;船舶和直升机运输的干扰 )。此外,必须监测环境影响,评价季节性变化。② 工艺流程和设施的设计环境专家参与设计全过程;提高能量效率 , 燃烧会产生废气而且耗能 , 尽量 采用天然气外输 、 流程设施公用 、 气和水的回注等 、 避免流程处理能力不足 。甲烷和 发性有机化合物 )主要来源:乙二醇 、 涡轮机的启动气体 、 罐口挥发 、 扫线和填充操作;往来的满载油轮释放出甲烷和 增加 回注和再利用 减轻 排放的压力 。③ 建设并在施工阶段监督环境变化 。④ 安装和试运行尽可能地控制来自安装和试运行过程对环境的影响 , 例如:排放 、 散发和废弃物等;安装和设备缺陷一般是在启动阶段对环境造成坏影响的主要因素 。⑤ 开发井丛式开发井产生废弃物多些 , 其它相似于探井 。⑥ 运行程序管理 :注意环境问题 , 如:减轻流程安装 、 关闭和开始时的环境后果 (排放 、 散发 ), 环境责任划分清楚 ( 陆上和海上的员工 ) 。应急准备 :应急计划作为企业的基本能力要定期检查 、 演习 。维修 :规范的检查和保养是降低安全和环境风险的手段,维修应该针对潜在的环境问题 (如预防损耗 )、直接管理环境结果 (如废水管理、扫线气体的发 )和间接的环境结果 (通过流程安装 )。环境风险评价和环境影响评价在申请勘探开发执照时就应该进行 在工程的概念设计和基本设计中结合 新建设备的设计阶段就考虑采用那些控制和减轻手段比后来修改和翻新更加经济 ) 。② 运行过程建立独立的环境管理系统。环境问题特别关注运行中的停止作业、维修、紧急情况。确保环境管理贯穿整个项目,关键的问题是:包括钻屑 ); 液体 ) 和散发 ( 气体 ) 的监测和报告 ; 启动和关闭 ;行标准 :执行诸多设施的、各个阶段(例如建筑、调试和运行)标准;其中环境标准包括环评中明确的环境影响因素、并且用来指导行动;在冲突频繁的地方环境管理系统应包括优化环境行为的手段。四、输出及基础结构 的环境影响及预防措施原油可以管线输送 ( 含附加的化学管线输入甲醇等化学药品 ) 、 油轮装载 , 天然气只能管线输送 。船舶装载 ( 两个关键 ) :由于设备损坏 、 对装卸设施的操作失误 、 近海航行危险等都可能导致溢油;船舶或其它装油设备的排气口都排放 , 一个容量为 12万吨油轮 , 每次装载被认可的挥发损耗量是 82大约折合 。② 输出到油田内部的管道保持管线完好:环境关注的最主要的问题是污染带来的损失和大量的流体进入周围环境的影响 。外部因素 例如:运行和安装的有关机械设计 、 管线的投产使用 、 铁锚 、 拖网 、 地震 、 水动力侵蚀等的损坏也必须考虑在内 。内部因素 例如:管线可能经历的温度、压力等条件;可能发生在投产 (低温使材料变脆 )、关闭 (可能导致高压冲击 )的极限条件等。任何的分析都必须考虑稳定态下的输送效率。2. 措施① 为减小 油轮 运输带来的潜在的风险 , 下面的措施是必要的:油风险评估 设计程序;轮航行路线的敏感性 , 降低风险出现在敏感区域的可能 ; 监督油轮装卸和运输的过程 ; 例如指定的防污染船舶停泊在现场 ) ;操作中尽减轻挥发、采用最先进的技术进行 油轮已卸油的情况下,继续向输油管道中注入含有强氧化剂的原油脱硫剂,造成输油管道内发生化学爆炸。② 管线 设计和管理应该包括这些方面的内容:选择合理 就位 和 实施 方式;检验材料质量 、 保护层完整 、 压力测试 、 功能测试 时 , 应该考虑清管操作 以及不断变化的环境条件的影响 。 量化流体的腐蚀和侵蚀 以确定管线的材料及使用过程;实时掌握管线系统的完整 , 监测技术如:腐蚀探头 、 钢材质计算 、 检查清管器;根据流体的输送和操作条件来选择监测系统 。c 化学药剂 :把化学药剂加入管线 , 可以降低阻力和蜡的粘度 , 像甲醇 、 乙二醇 、 防垢剂等 。 评估这些化学药剂之间的相互作用以保证没有副作用 , 在达到终点或炼油厂时没有构成环境压力 。通过 压力测试 、 监测管线充填量变化等 在管线破裂时得到指示 , 以便采取补救行动 。清管操作往往损耗管线 , 下水和验收时必须仔细评估合适的操作程序 , 包括废物管理和刮管器的出口 。在检查 、 安全减速 、 管线系统上施工时 , 必须排空管线 , 气管线应该尽量考虑产品的回收 , 不得以点燃被排空气体 。管线设计时就应该考虑废弃(挖沟埋管线的施工方案可能损害回收的可能性)。五、退役设施的废弃和环境敏感性相关 。探井海床障碍物和残骸会影响渔业; ( 机械或水泥塞破损导致 ) 探井渗漏会长久地危害环境 。② 生产设施和建筑海床的破坏和各种残骸、废弃物的丢弃 ;碳水化合物的污染 :井漏、钻屑套管破裂、无害化处理废弃的仪器、处理被污染的材料;化学污染 :流体和软泥排放 、 处理被污染工具;放射性污染 :来自低水平排放和被污染的工具;噪音干扰 :来自爆破和切割操作;残留责任问题 :与长期的 、 潜在的补偿和污染风险有关 。③ 管线冲洗 :废弃时可能移动或放置带有防腐剂设备;结构稳定性 :管线的完整性和稳定性,碎片部分的移动性 。定和评价放弃导致的环境的敏感性;仔细考虑潜在的可以长期利用设施、模块和设备。六、溢油应急计划注意协调性 , 以增强其操作性 , 应急能力与开发规模匹配 。制 有效地 总结和概括敏感区域图 ( , 为管理和计划服务 。环境风险评价:系统 景 、 定量的风险研究 和 后果 、 预测轨迹模型 、 提供合适而明确的可以 接受的标准 、 设备的配 备标准 、 推荐 可以减轻损失的手段 。反应措施评价:包括 污染回收 、 分散 、 海岸清洗 、 生态敏感区处理 等 。感性地图确定不同敏感区及其次序 ;评价 在应急反映时可以使用的设备能力 ;组织溢油轨迹模型的研究 ;发展和应用系统的环境风险评价并且确定可以接受的标准 ;实施溢油应急计划的有关训练和演习 。第二章 我国海洋开发产业第二节 海洋石油开发第三个问题 海上溢油和处理措施介绍海洋石油开发而言 , 最大的现实与潜在的环境危险都是海上溢油事故 , 有的是生产事故导致的( 井喷等 ) , 有些是在运输环节 ( 油轮事故 、 油轮排出含油的压舱水 ) 出现的 。海洋石油勘探开发活动 , 受特定的海洋环境尤其是海洋灾害的影响和人为的原因 , 杜绝发生突发性溢油事故是难以做到的 。海洋溢油事故是海洋石油开发产业给海洋环境带来所有环境压力中最沉重的、危害最明显的。1989年 3月 23日 埃克森 礁泄漏 阿拉斯加州南部沿海脆弱的生态系统造成的冲击 。“埃克森 被改装成一艘矿砂船依旧在服役,归属香港一家航运公司,改为“东方海洋”号1967年 3月 18日,利比里亚籍超级油轮“托利卡尼翁”号触礁泄漏 为两截,沉入海底。英国政府对世界上第一起漏油灾难准备不足,总共投放了 19万公斤炸弹、一万多吨有毒溶剂和清洁剂被冲上受原油污染的英国和法国海岸附近沙滩,对陆地和海上野生动物造成长期不利影响。33年前,挪威埃科菲斯克油田,菲利普斯石油公司 8天时间共有 26万吨的原油泄漏海中,井喷没有破坏钻井平台,原油、泥浆和海水混合物喷射到 起事故,工人将本可以预防井喷的机械设备(被称为井喷预防器)上下颠倒安装在了井口上。1983年 2月 10日,一艘油轮与钻井平台相撞,造成油井以每天1500桶漏油;随后一个月该平台又遭到伊拉克直升机袭击引发火灾。伊朗用了半年时间才扑灭燃烧的油井;伊拉克直升机还对附近一个钻井平台发动过袭击,两年才扑灭大火;共造成瑙鲁兹油田; 26万吨原油泄漏。20名工人在试图扑灭燃烧的油井时遇难。1979年 6月 3日,墨西哥湾 “伊克斯托克 油井发生爆炸在第一次井喷不久, 平台即着火倒塌。直到 1980年 03月油井才被封住,共漏出 991年 1月 23日萨达姆下令从科威特撤退的伊拉克军队打开石油管道、油井甚至停泊在港口的油轮的阀门;美国战机在 1月轰炸了石油管线,试图阻止原油外泄。海湾战争向波斯湾外泄 136万至 150万吨原油。深水地平线近海钻井平台起火并最终于 2010年 4月 24日沉入墨西哥湾( 11人失踪 7人负伤)油井每天泄漏 21万加仑的原油(约 800吨)一、溢油对海洋生态环境的危害 ( 第六周)上溢油的控制和清除 ( 第七周 )①消油剂使用; ② 可能发生泄漏溢油有柴油 、 机油和原油三种 , 一般在正常海洋环境条件下 , 出现事故的可能性甚小 。① 柴油: 是燃料油 , 柴油的泄漏可能由以下原因造成:油料供应船意外事故受损 、 输油软管破裂或软管和阀门使用不当 、 钻井船储油系统破损 。② 机油: ( 钻井船上存有船用机油 ) 同柴油分析大致相同 , 正常情况下 , 船用机油泄漏的可能性微乎其微 , 很少出现机油泄漏事故 。③ 井涌 /井喷溢油 :石油钻井中 , 确保钻井液柱的压力稍大于地层压力;一旦地层压力大于钻井液压力时 , 发生井涌 , 地层流体开始流入井内 。 当钻井液和表面设备失控时 , 井涌则变为井喷 。 将燃烧放喷物流 , 如果燃烧不充分 , 会有少量原油落海 , 利用性能优越的燃烧器 ,落海原油极少 。 只有在 井下和钻井平台上的试油设备同时损坏的情况下 , 才可能发生溢油 。 试油期间 ,若有少量原油落海 , 由现场值班船回收 , 在无法回收时 , 可在海洋行政主管部门的同意下喷洒溢油分散剂 , 以消除对环境的影响 。井平台的井口区 、 采油平台井口区 、 油气处理区 、 海底输油管道及立管 、 原油转运码头 、 油罐区 、 穿梭的油轮 。① 井喷溢油 :钻井作业遇到高压油气层 、 恰好防喷器失灵 , 且其他防喷措施失效 , 导致井喷 , 井喷失控 , 可引发溢油;聚集在井台和泥浆池的易燃易爆石油气遇明火时燃烧 、 爆炸 , 毁坏井口 , 导致井喷和溢油;操作失误 、 灾害性海洋环境条件等都可以导致设备损坏 , 从而引起采油阶段的井口区发生溢油事故 。② 油气处理区 :管线破裂和分离器憋压容易发生少量溢油 。③ 海底输油管道和立管破裂溢油 :机械失效( 材质失效和施工缺陷 ) 导致管道破裂溢油;外来力作用 ( 船舶抛锚 、 拖锚 、 地震 、 水动力侵蚀 、 基床架空 、 台风 、 寒潮暴潮 、 海冰等 ) 导致管道破裂溢油 、 腐蚀穿孔导致管道溢油 。④ 平台储油罐破裂溢油 :储油罐爆炸 、 储油罐遭雷击 , 起火爆炸而溢油 。⑤ 往返的油轮溢油:船舶碰撞破舱溢油 。井喷: 井喷事故概率一般为 随着技术进步和钻井工艺流程 、 生产材料选择的进一步合理 , 防治措施不断完备 , 事故率将不断降低 。② 海底管道 :在西欧 、 美国和墨西哥湾等地区发生的事故率在 10km·a。③ 立管 :立管为小直径的钢质管 , 其泄漏事故率可视作与油气田内部管道相同 。④船只:据国际海事组织( 上安全委员会统计,全球重大油轮事故发生率年平均值 全球油轮事故 92%发生在港口,发生在海上的油轮事故只占 8%。四、我国溢油事故的管理1. 溢油向政府部门报告的规定溢油事故发生后 , 根据 《 中华人民共和国海洋石油勘探开发环境保护管理条例实施办法 》 第 20条之规定 , 应将溢油情况向有关政府部门报告 。 有关溢油的报告时间如下:溢油量超过 10吨 , 应在 24小时内报告;溢油量不超过 10吨 , 可在 48小时内报告 。 溢油发生的地点 、 时间 、 原因 ( 井喷 、 油罐破裂 、 撞船等 , 并分析人为因素或自然因素 ) 、 溢油量 、 溢油方式 ( 瞬时泄漏还是连续泄漏 ) 。② 目前采取的应急措施及其有效程度 。③除现场的力量外,还需求助力量的要求等。3. 不同溢油类型划分10吨以下的溢油事故为小型事故; 10吨 100吨以上的溢油事故为大型事故 。4. 溢油的处理原则:① 在发生海上溢油污染事故时 , 应采取回收措施 , 对少量确实无法回收的油准许使用少量的化学消油剂 。② 一次性使用化学消油剂的数量 ( 包括溶剂在内 ) , 应根据不同海域和敏感区等情况 , 由海洋行政主管部门做出具体规定 。 作业者应按规定向海洋行政主管部门报告 , 经准许后方可使用 。③ 在海面浮油可能发生火灾或者严重危及人命和财产安全 , 又无法使用回收方法处理 , 而使用化学消油剂可以减轻污染和避免扩大事故后果的紧急情况下 , 使用化学消油剂的数量和报告程序可不受限制 。 但事后应将事故情况和使用化学消油剂情况详细报告海洋行政主管部门 。④必须使用经海洋行政主管部门核准的化学消油剂:消油剂作为最后手段,只有当溢油预计漂向岸边或环境敏感水域,由于天气海况的原因,机械回收失败的情况下才使用;消油剂只能在油污海域使用,避免向清洁海域喷洒。五、溢油动态预测系统为确定油膜的漂移轨迹和溢油源的追索 , 海上溢油动态预测系统应运而生 。要考虑风和流的作用 , 风海流采用简单的经验公式 ( 经验上油漂移的方向与风向成右 15º夹角 , 油速 /风速 =3%) ;流场则是潮流 、 风海流 、 密度流 、 压力梯度流和冲淡水流的合成矢量场 。 风场以现场的记录的风速作为输入条件 , 从而大致确定溢油膜的漂移轨迹和实时位置 。 潮流场相对稳定 、 风的监测资料有历史记载 , 所以后报油膜几天以前的位置 , 为溢油源的追索提供参考 。膜的扩展 ( 研究其覆盖面积 ) 、 蒸发 、 溶解 、 乳化 、 沉降等 。
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