海洋石油勘探开发对海洋环境影响探析

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本项目新建一座4腿导管架有人驻守井口平台，先期钻有12口生产井、预留8个井槽，总井槽数为20口；1艘浮式生产储油卸油轮(FPSO)和1座永久系泊系统(SPM)，新建一条2km井口平台至FPSO海底混输管道，新建一条2kmFPSO至井口平台海底复合电缆。井口平台及FPSO均设有油水分离设施、含油生产水及生活污水处理设施，初步处理后的井口物流通过海底混输管道流入FPSO进一步处理为合格原油，合格原油进入FPSO储油舱储存并定期外运，分离出的含油生产水处理合格后排海。FPSO上配备有原油发电机，通过海底电缆为平台提供电力。具体的工程建设内容如下。(1)1座4腿导管架井口平台A，总井槽数为20口，呈5×4排列，先期钻有12口生产井、预留8个井槽，设有90人生活楼。(2)新建10万吨级浮式生产储油卸油轮(FPSO)，采用内0引言海洋油气资源储量巨大，合理利用和开发海洋油气资源对于国家的发展具有战略性的重要意义。海洋在蕴藏巨大能源的同时，更有着丰富的海洋生物资源，海洋环境的健康程度关系到人类的可持续发展。在海洋石油勘探开发过程中做好海洋环境保护工作，寻求两者的平衡发展，一直是我国海洋石油勘探开发工作的重点[1-2]。本文以南海某油田石油勘探开发项目为案例，分析海洋石油勘探开发过程中对海洋环境的影响及其采取的污染管控措施。

1项目概况

L油田位于南海北部海域，属于海洋油气开发及其附属工程，油田所在海域水深约202m。油田总体布局如图1所示。转塔式单点系泊系统，设计寿命为30年(15年不进坞)，配置有80人生活楼及相关生活设施；其主要功能为原油生产、储存、外输，生活，并为油田生产和生活提供电力。(3)一座永久系泊系统(SPM)。(4)新建一条2.9km井口平台至FPSO海底混输管道，10″/16″双层保温钢管。(5)新建一条3km的35kV光电复合海缆，外径121.6mm。

2污染因素

2.1施工期污染因素

海上施工/安装的作业内容包括导管架就位与安装，平台上部模块安装/连接与调试，系泊系统安装，FPSO就位安装/连接与调试，钻完井以及海底管道、电缆的铺设等。主要污染物为钻完井产生的钻井液和钻屑[3]、平台导管架打桩、系泊系统锚固等阶段搅动的悬浮泥沙，施工船舶的机舱含油污水、施工人员生活污水、生活垃圾和生产垃圾。施工期的产污环节如图2所示。2.2运营期污染因素在油田生产运营期，主要污染物为：含油生产水、人员生活污水、生活垃圾、生产垃圾、伴生气放空及火炬燃烧、发电机尾气等；平台和FPSO的冲洗水和初期雨水；守护船、外输油轮及拖轮等运营船舶也会产生一定量的船舶污染物。主要的产污环节如图3所示。

3污染控制措施

3.1施工期污染控制措施

3.1.1钻井液和钻屑处置措施。根据GB4914—2008标准规定，工程所处海域为三级海域，钻井液和钻屑的生物毒性容许值达到GB18420—2009中二级海区标准的要求和满足GB4914—2008中三级标准要求后排海[4]。平台在泥浆池中配制水基钻井液，配制前检查各个管线阀门，确保管线阀门不漏[5]。钻井作业中水基钻井液循环使用，在钻井作业完成后一次性排放，钻井液排放前需取样进行生物毒性检测、含油量检测，检测满足排放标准方可在钻井作业中进行排放。如检测结果不满足排放标准，水基钻井液应进行回收处理[6]。钻井作业中油基钻井液循环使用。油基钻井液和不符合排放标准的水基钻井液按照危险废物的管理要求进行管控，目前交由回收送回陆地交由有资质的专业环保公司处理[7]。钻井作业中产生的钻屑包括：使用油基钻井液钻井产生的钻屑和使用水基钻井液钻井产生的钻屑[8]。油基钻井液产生的含油钻屑经振动筛处理后，经螺旋输送器传送至钻屑甩干机处理，处理后的钻屑现场检测含油量，含油量≤8%的钻屑方可进行排放；如检测结果不满足排放标准，则进入电磁热处理装置无害化处理，处理后再次检测含油量，达标则排海，不达标的含油钻屑进行回收，送回陆地由有资质的单位接收处理[9]。使用水基钻井液产生的钻屑，现场检测含油量，检测满足排放标准方可进行排放；如检测结果不满足排放标准，钻屑进行回收送回陆地由有资质的单位接收处理。结合以往工程经验，使用水基钻井液产生钻屑的含油量一般较低，可以满足≤8%的要求，经海区主管部门批准后可以全部原井位直接排海。3.1.2悬浮物。海底管道、海底复合电缆均直接敷设于海底，不进行挖沟，对海底扰动很小，悬浮物产生量很小。平台导管架打桩、系泊系统施工等阶段，会对海底造成扰动产生少量悬浮物，但占海面积小，对海底扰动产生悬浮物的总量较小，对海洋环境影响很小。3.1.3生产垃圾处置措施。海上建设阶段将产生一定量的生产垃圾，如废钢材、棉纱、木块、边角料、水泥以及废油、污油等废弃物，根据《国家危险废物管理名录》(环境保护部令第39号)，废弃的含油抹布、劳保用品属于危险废物豁免管理清单，可以混入生活垃圾处理，全过程不按危险废物管理。生产垃圾将全部分类回收至垃圾箱内，分类装箱运回陆地交给有资质的单位进行处理。3.1.4船舶污染物处理措施。项目所用浮吊船、铺管船、铺缆船、驳船和供应船等各类施工作业船舶，产生的船舶污染物包括船舶含油污水、船舶垃圾和船舶大气污染物等。施工船舶配备油水分离器和垃圾粉碎机，含油污水和船舶垃圾排放与处理执行GB3552—2018标准相关要求。同时，施工船舶尽量选用硫含量较低的船用燃油，减少大气污染物的排放。

3.2运营期污染控制措施

3.2.1含油生产水处理措施。A平台和FPSO含油生产水采用“水力旋流器+聚结脱气除油罐”的两级处理流程：从一级分离器中分离出的生产水先通过水力旋流器进行初步除油，脱离出的油送入闭排系统；生产水继续进入聚结脱气除油单元进一步除去剩余的油，聚结脱气除油单元出来的气体直接放空。含油生产水经含油生产水处理系统处理后，石油类污染物达标排放。3.2.2其他含油污水。本项目新建的A平台和FPSO均设置开式排放系统和闭式排放系统。开式排放系统主要包括开排槽、开排泵和开排电加热器，主要用来收集溢出液、冷凝水、甲板雨水和冲洗水。甲板初期雨水送开排槽，当开排槽达到一定液位时，经开排泵将含油污水打入闭排罐。闭排系统主要包括闭排罐、闭排罐电加热器、闭排泵过滤器、闭排泵和冷放空管。闭排罐主要收集平台上带压容器、管线等排放出的带压流体。同时作为平台生产安全泄放系统，平台需要泄放的气体经放空管汇进入闭排兼放空罐，经过分液后的气体进入放空管放空。当达到一定的液位时，经闭排泵过滤器，由闭排泵将流体输送至原油生产系统。3.2.3生活污水处理措施。新建A平台及FPSO上均设置生活污水处理装置(电解法)，核心工艺为电解催化氧化系统，通过电极和催化材料的作用产生超氧自由基(·O2)、H2O2、羟基自由基(·OH)等活性基团来氧化水体中的有机物[10]。生活污水处理达标后排海。3.2.4生产垃圾和生活垃圾处理措施本项目生产过程中产生的生活垃圾中的食品废弃物经粉碎至颗粒直径小于25mm后排海；其他生活垃圾和生产垃圾将集中装箱运回陆地。

4结语

海洋石油钻采平台的主要污染物包括：施工期平台和导管架安装产生的悬浮沙、钻完井产生的钻井液钻屑等排放，运营期含油生产水和生活污水排放[11]。目前，海上石油勘探开发技术较为成熟，在满足工程条件的情况下均采用清洁生产模式，环境保护措施比较充分，因此，海洋油气资源的开发对海洋环境的影响在可接受的范围内。

作者:陈欣维 张倩 单位:中海石油环保服务(天津)有限公司 中海石油(中国)有限公司天津分公司