海洋石油勘探開發(fā)對海洋環(huán)境的影響及環(huán)保措施

陳欣維，張倩(.中海石油環(huán)保服務(wù)(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(fā)海洋油氣資源對于國家的發(fā)展具有戰(zhàn)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(huán)境的健康程度關(guān)系到人類的可持續(xù)發(fā)展。在海洋石油勘探開發(fā)過程中做好海洋環(huán)境保護(hù)工作，尋求兩者的平衡發(fā)展，一直是我國海洋石油勘探開發(fā)工作的重點[1-2]。本文以南海某油田石油勘探開發(fā)項目為案例，分析海洋石油勘探開發(fā)過程中對海洋環(huán)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(fā)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(dǎo)管架有人駐守井口平臺，先期鉆有12口生產(chǎn)井、預(yù)留8個井槽，總井槽數(shù)為20口；1艘浮式生產(chǎn)儲油卸油輪(FPSO)和1座永久系泊系統(tǒng)(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(fù)合電纜。井口平臺及FPSO均設(shè)有油水分離設(shè)施、含油生產(chǎn)水及生活污水處理設(shè)施，初步處理后的井口物流通過海底混輸管道流入FPSO進(jìn)一步處理為合格原油，合格原油進(jìn)入FPSO儲油艙儲存并定期外運，分離出的含油生產(chǎn)水處理合格后排海。FPSO上配備有原油發(fā)電機，通過海底電纜為平臺提供電力。具體的工程建設(shè)內(nèi)容如下。

(1)1 座4 腿導(dǎo)管架井口平臺A，總井槽數(shù)為20口，呈5×4排列，先期鉆有12口生產(chǎn)井、預(yù)留8個井槽，設(shè)有90人生活樓。

(2)新建10萬噸級浮式生產(chǎn)儲油卸油輪(FPSO)，采用內(nèi)轉(zhuǎn)塔式單點系泊系統(tǒng)，設(shè)計壽命為30 年(15年不進(jìn)塢)，配置有80人生活樓及相關(guān)生活設(shè)施；其主要功能為原油生產(chǎn)、儲存、外輸，生活，并為油田生產(chǎn)和生活提供電力。

(3)一座永久系泊系統(tǒng)(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(fù)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(yè)內(nèi)容包括導(dǎo)管架就位與安裝，平臺上部模塊安裝/連接與調(diào)試，系泊系統(tǒng)安裝，F(xiàn)PSO就位安裝/連接與調(diào)試，鉆完井以及海底管道、電纜的鋪設(shè)等。

主要污染物為鉆完井產(chǎn)生的鉆井液和鉆屑[3]、平臺導(dǎo)管架打樁、系泊系統(tǒng)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(chǎn)垃圾。施工期的產(chǎn)污環(huán)節(jié)如圖2所示。

圖2 施工期產(chǎn)污環(huán)節(jié)圖

2.2 運營期污染因素

在油田生產(chǎn)運營期，主要污染物為：含油生產(chǎn)水、人員生活污水、生活垃圾、生產(chǎn)垃圾、伴生氣放空及火炬燃燒、發(fā)電機尾氣等；平臺和FPSO的沖洗水和初期雨水；守護(hù)船、外輸油輪及拖輪等運營船舶也會產(chǎn)生一定量的船舶污染物。主要的產(chǎn)污環(huán)節(jié)如圖3所示。

圖3 運營期產(chǎn)污環(huán)節(jié)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(jù)GB 4914—2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(dá)到GB 18420—2009中二級海區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的要求和滿足GB 4914—2008 中三級標(biāo)準(zhǔn)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(yè)中水基鉆井液循環(huán)使用，在鉆井作業(yè)完成后一次性排放，鉆井液排放前需取樣進(jìn)行生物毒性檢測、含油量檢測，檢測滿足排放標(biāo)準(zhǔn)方可在鉆井作業(yè)中進(jìn)行排放。如檢測結(jié)果不滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，水基鉆井液應(yīng)進(jìn)行回收處理[6]。鉆井作業(yè)中油基鉆井液循環(huán)使用。油基鉆井液和不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的水基鉆井液按照危險廢物的管理要求進(jìn)行管控，目前交由回收送回陸地交由有資質(zhì)的專業(yè)環(huán)保公司處理[7]。

鉆井作業(yè)中產(chǎn)生的鉆屑包括：使用油基鉆井液鉆井產(chǎn)生的鉆屑和使用水基鉆井液鉆井產(chǎn)生的鉆屑[8]。油基鉆井液產(chǎn)生的含油鉆屑經(jīng)振動篩處理后，經(jīng)螺旋輸送器傳送至鉆屑甩干機處理，處理后的鉆屑現(xiàn)場檢測含油量，含油量≤8%的鉆屑方可進(jìn)行排放；如檢測結(jié)果不滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)入電磁熱處理裝置無害化處理，處理后再次檢測含油量，達(dá)標(biāo)則排海，不達(dá)標(biāo)的含油鉆屑進(jìn)行回收，送回陸地由有資質(zhì)的單位接收處理[9]。使用水基鉆井液產(chǎn)生的鉆屑，現(xiàn)場檢測含油量，檢測滿足排放標(biāo)準(zhǔn)方可進(jìn)行排放；如檢測結(jié)果不滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，鉆屑進(jìn)行回收送回陸地由有資質(zhì)的單位接收處理。結(jié)合以往工程經(jīng)驗，使用水基鉆井液產(chǎn)生鉆屑的含油量一般較低，可以滿足≤8%的要求，經(jīng)海區(qū)主管部門批準(zhǔn)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(fù)合電纜均直接敷設(shè)于海底，不進(jìn)行挖溝，對海底擾動很小，懸浮物產(chǎn)生量很小。

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

3.1.3 生產(chǎn)垃圾處置措施

海上建設(shè)階段將產(chǎn)生一定量的生產(chǎn)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(jù)《國家危險廢物管理名錄》(環(huán)境保護(hù)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(chǎn)垃圾將全部分類回收至垃圾箱內(nèi)，分類裝箱運回陸地交給有資質(zhì)的單位進(jìn)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(yīng)船等各類施工作業(yè)船舶，產(chǎn)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(zhí)行GB 3552—2018標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)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(chǎn)水處理措施

A平臺和FPSO含油生產(chǎn)水采用“水力旋流器+聚結(jié)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(chǎn)水先通過水力旋流器進(jìn)行初步除油，脫離出的油送入閉排系統(tǒng)；生產(chǎn)水繼續(xù)進(jìn)入聚結(jié)脫氣除油單元進(jìn)一步除去剩余的油，聚結(jié)脫氣除油單元出來的氣體直接放空。含油生產(chǎn)水經(jīng)含油生產(chǎn)水處理系統(tǒng)處理后，石油類污染物達(dá)標(biāo)排放。

3.2.2 其他含油污水

本項目新建的A平臺和FPSO均設(shè)置開式排放系統(tǒng)和閉式排放系統(tǒng)。開式排放系統(tǒng)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(dāng)開排槽達(dá)到一定液位時，經(jīng)開排泵將含油污水打入閉排罐。

閉排系統(tǒng)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(chǎn)安全泄放系統(tǒng)，平臺需要泄放的氣體經(jīng)放空管匯進(jìn)入閉排兼放空罐，經(jīng)過分液后的氣體進(jìn)入放空管放空。當(dāng)達(dá)到一定的液位時，經(jīng)閉排泵過濾器，由閉排泵將流體輸送至原油生產(chǎn)系統(tǒng)。

3.2.3 生活污水處理措施

新建A平臺及FPSO上均設(shè)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(tǒng)，通過電極和催化材料的作用產(chǎn)生超氧自由基 (·O2)、H2O2、羥基自由基 (·OH)等活性基團(tuán)來氧化水體中的有機物[10]。生活污水處理達(dá)標(biāo)后排海。

3.2.4 生產(chǎn)垃圾和生活垃圾處理措施

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

4 結(jié)語

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