谢志元，田洪捷

中海油能源发展股份有限公司天津分公司，天津300457

渤海某石油钻井平台项目对海洋环境的污染及应对措施

谢志元，田洪捷

中海油能源发展股份有限公司天津分公司，天津300457

石油资源开采对海洋环境尤其是海洋渔业资源有直接影响。以渤海某油田的开发为案例，分析了项目建设、生产和后期维护等阶段对海洋环境的影响和可采取的控制措施。由于油田生产工艺成熟可靠，工程设计各项指标以及设备、原材料采办所用国际/国内标准先进，并采取了有效的预防和保护措施，使得环保治理措施较为充分合理；本油田发生溢油事故的风险较小，在可接受范围内。只要有效利用好环保设施和认真落实各项环保措施，油田开发工程对海洋生态环境的影响是可以接受的。

海洋石油开发；渤海海域；渔业资源；海洋环境

渤海渔业资源既是渤海的重要生物资源，又是渤海生态系统的重要组成部分，其健康状况直接制约着环渤海区域的经济发展。石油资源的开采对海洋环境尤其是海洋渔业资源有着直接影响。本文通过对渤海某典型油田开发的实际案例分析，研究了项目建设、生产和后期维护等阶段对环境的污染和应对措施，提出可行有效的意见建议，旨在保护渤海环境，推动海洋生态文明建设。

1 项目概况

1.1 项目位置

JX1-1油田位于渤海东部辽东湾海域，东经121°03′～121°08′，北纬39°58′～40°03′，在天津大沽灯塔东北66°方向298 km处，西南距旅大10-1油田约42.5 km，西北距锦州25-1南油田约25 km；油田水域范围内水深29 m。附近海域主要有海洋自然生态保护区，水产种植资源保护区，增养殖区，鱼类产卵场、索饵场、洄游通道等，见表1。

表1 油田环境敏感目标

1.2 项目工程方案

JX1-1油田总体开发方案的工程内容如下：

（1）1座12腿导管架中心平台CEPA，60人生活楼，“模块钻机井架式修井机”。

（2）1座6腿导管架井口平台WHPB，30人生活楼，“模块钻机井架式修井机”。

（3）1条从CEPA到锦州25-1南平台12 in（1in=25.4 mm）双层保温输油海底管道，29.7 km。

（4）1条从WHPB到CEPA，12 in双层保温混输海底管道，4.1 km。

（5）1条从CEPA到WHPB，8 in单层注水海底管道，4.1 km。

（6）1条从锦州25-1南平台到CEPA海底复合电缆，35 kV，3×300 mm2，29.7 km。

（7）1条从CEPA到WHPB海底复合电缆，35 kV，3×300 mm2，4.1 km。

JX1-1中心平台CEPA是一座集井口、原油处理、燃料气处理、生产污水处理、原油外输、注水、供热及生活等设施为一体的综合平台。该平台有25口生产井、3口注水井、1口水源井、总井槽数为48口。

JX1-1井口平台WHPB为采油平台，有12口生产井、5口注水井，总井槽数为48口。油井生产污水经水处理系统处理合格后作为注水水源回注地层。

2 主要污染源和污染物

2.1 建设阶段

海上建设阶段的主要工作内容包括JX1-1油田CEPA/WHPB平台导管架及其上部模块等工程设施的安装、钻完井、海底管道与电缆的铺设以及锦州25-1南平台改造与调试等。

海上设施的安装、改造与调试过程中，将有浮吊船、值班船及驳船等船舶参加作业，这些船舶将产生少量的机舱含油污水、生活污水和食品废弃物等生活垃圾及少量工业垃圾。

在钻完井过程中，将从平台上排放钻井泥浆和钻屑、生活污水以及食品废弃物等生活垃圾。此外，参加钻井作业的值班船、供应船本身还将产生一定量的机舱含油污水、生活污水以及食品废弃物等生活垃圾。

海底管道的铺设作业包括铺管和埋管，铺埋管作业船舶包括铺管船、供应船和驳船。因此铺管作业过程中除挖出一定量的海底沉积物外，也会产生少量的机舱含油污水、生活污水和食品废弃物等生活垃圾及少量工业垃圾。海上建设阶段污染物产生量和处理方式见表2。

表2 建设阶段主要污染物产生量和处理方式

2.2 生产阶段

在生产阶段，JX1-1油田开发工程产生的污染物主要是含油生产水，参加生产作业的人员和船舶还将产生少量生活污水和食品废弃物等生活垃圾，以及少量工业垃圾。此阶段主要污染物产生量和处理方式见表3。

表3 生产阶段主要污染物产生量和处理方式

3 对环境的影响分析

3.1 建设阶段对环境的影响

3.1.1 钻井作业对环境的影响

钻井作业产生的主要污染物为钻屑和泥浆。泥浆和钻屑的排放对海洋环境影响的范围受海洋水文、气象条件和排放的泥浆钻屑类型、数量、速度及排放深度等各种因素影响。国外研究结果表明，泥浆和钻屑入海后，由于受海水的作用，黏土粒子迅速发生絮凝，形成较大的颗粒下沉，有95%的泥浆和钻屑沉降在钻井平台周围海底150 m范围以内。滞留在水体中的泥浆、钻屑悬浮物，由于海水的稀释和扩散作用，在离排放点100 m远处悬浮物的浓度比中心处降低4～5个数量级，悬浮物浓度的增量最高不超过10 mg/L；在离排放点500 m处悬浮物浓度就降到背景水平。基于以上国外研究结果，结合本油田开发工程中泥浆和钻屑的排放量很小，可以认为其对环境的影响仅仅局限在排放点周围很小范围内，影响的时间也是很短暂的。

3.1.2 铺设海底管道电缆对环境的影响

铺设海底管道和电缆时产生的主要污染物为挖沟掀起的悬浮沙。经类比分析，挖沟时悬浮物超一类水质影响范围一般不超过500 m。挖沟停止后1～2 d，周围海域海水水质便可恢复到施工前的水平。

3.2 生产阶段的环境影响

生产阶段产生的污染物主要包括含油生产水、船舶污染物、工业垃圾等。本油田生产的油气水混输到中心平台进行处理，处理合格的生产水回注；船舶污染物将进行回收，运回陆地处理；除食品废弃物以外的生活垃圾及工业垃圾由船舶运回陆地处理，因此不会对油田海域周围的大气、海水质量产生显著影响。

3.3 工程对生态环境的影响

根据以往同类工程经验，泥浆和钻屑主要沉积在平台周围500 m以内，大部分沉积在周围200 m以内，将会掩埋部分底栖生物；铺设海底管道将会使路由区海水悬浮物浓度短时间增大，并对管道两侧几十米范围内的底栖生物造成掩埋。但钻完井和铺设管道是短期的、一次性的，生产水也将逐步实现零排放，因此不会对工程海域的生态造成显著影响。

4 污染控制方案

4.1 建设阶段污染控制

4.1.1 船舶污染物

海上建设阶段需动用浮吊船、供应船、钻井船、铺管船等各类施工船舶，其间将产生一定量的机舱含油污水、生活污水、生活垃圾等。其中，机舱含油污水根据《渤海海域船舶排污设备铅封程序规定》运回陆地处理不外排；生活污水将分别进入各自的船用生活污水处理装置经处理后排海；生活垃圾中的纸、玻璃、金属、陶瓷和塑料等制品被禁止投入海中，将全部回收并运回基地处理；未经粉碎的食品废弃物也被禁止在离最近陆地12海里以内投弃入海。

4.1.2 钻井泥浆和钻屑

根据GB 18420.1-2001《海洋石油勘探开发污染物生物毒性分级》的规定，水基泥浆及钻屑的生物毒性容许值不低于30 000 mg/L时，方可排海。否则，要运回陆地处理。

4.1.3 工业垃圾

海上建设阶段产生的工业垃圾将全部回收，装箱运回陆地处理。

4.2 生产阶段污染物控制

4.2.1 含油生产水

JX1-1油田CEPA平台采用斜板隔油器＋气体浮选机＋双滤料过滤器的三级处理流程来处理平台上的生产污水，处理合格的生产水与水源井水一起经过注水过滤器过滤后作为注水水源回注地层。

4.2.2 其他含油污水

JX1-1油田CEPA/WHPB平台均设有开式排放和闭式排放系统。开式排放系统用于收集设备冷却、冷凝水，甲板、设备冲洗水等，经开式排放罐处理后排海，废油则泵入闭式排放系统；闭式排放系统用于收集带压容器、管道及安全释放阀等处排放的带压流体，收集的液体将进入生产流程进行处理。

4.2.3 生活污水

JX1-1油田CEPA/WHPB平台为有人驻守平台，安装有生活污水处理装置，对来自厕所、浴室和医务室等处的生活污水进行消毒处理后排放。

4.2.4 固体废物

JX1-1油田CEPA/WHPB平台配备垃圾回收设施，用以收集平台上产生的工业垃圾和生活垃圾，并运回陆地处理。

正常生产阶段产生的船舶污染物（包括机舱含油污水、生活污水、食品废弃物等生活垃圾）等的控制与治理方案同海上建设阶段。

5 溢油风险分析与防治措施

5.1 溢油风险分析

在JX1-1油田开发过程中，钻完井及生产作业过程中均存在着发生溢油的潜在危险，其风险范围涉及井口平台和海底管道，溢油可能引发的事故类型包括钻井井喷、火灾/爆炸、海底管道泄漏等。

5.2 溢油事故风险概率

本油田开发工程中：钻完井井喷的概率约为0.01次/年；海上设施发生火灾/爆炸的风险概率为3×10-4～4×10-3次/年，以储油区、井口区及油气处理区发生火灾/爆炸的事故率相对较高些；由于腐蚀原因导致海底管道发生事故的概率为10-3km/a。

5.3 溢油事故防治措施

防止溢油事故发生的最有效途径就是从工程设计、施工建造和安装及生产管理上采取有效措施，消除事故隐患，及时制止事故苗头，防止事故的发生[2]：

（1）选用的设备符合安全和环境保护规范、标准。

（2）海底管道采取挖沟埋设方式铺设，且埋深不小于1.5 m，并采取内外防腐措施。

（3）井口平台立管外设置保护套管。

（4）在油气井的井下和井上设置安全阀，甲板以下的立管上设置应急关断阀。

（5）配备安全有效的防喷设备和良好的压井材料及井控设备。

（6）加强钻时观测，及时发现先兆，按正确的关井程序实行有效控制，并及时组织压井作业[2]。

（7）在设计和作业中考虑环境的危险，在布局时提供防火、防爆保护。

（8）设计和保持可靠的火警及可燃气体关闭系统，提供充足的消防设备。

（9）为危险作业制订书面程序，为作业人员提供充分的培训，作业中加强检查与监测。

5.4 溢油处理措施

JX1-1油田开发工程，虽在设计、建造、施工、运行期间采取各种预防措施，但仍有难以预料的内部或外部原因导致海上溢油事故发生的可能性。因此建议JX1-1油田在预防为主的基础上，配备处理10 t以下小型溢油的应急设备，制订严格的应急程序。

6 结束语

由于油田生产工艺成熟可靠，工程设计各项指标以及设备、原材料采办所用国际/国内标准先进，并采取了有效的预防和保护措施，使得环保治理措施较为充分合理；本油田发生溢油事故的风险较小，在可接受范围内。只要有效利用好环保设施和认真落实各项环保措施，油田开发工程对海洋生态环境的影响是可以接受的。

[1]杨琳.石油勘探开发区风险评估及对策研究[D].青岛：中国海洋大学，2014．

[2]范丽丽，李广茹，陈袁袁.海上油气田工程溢油风险分析与防范[J].油气田环境保护，2014（3）：46-48．

Analysis on impact ofa petroleum drilling platform project in BohaiSea on marine environment pollution and countermeasures

XIE Zhiyuan，TIAN Hongjie
CNOOC Energy Technology&Services Ltd.Tianjin Branch，Tianjin300457，China

Petroleum resources development has direct impact on marine environment，especially on marine fishery resources.Taking a tpicaloilfield development in BohaiSea for example，this paper analyzes the marine environmental impact factors in the phases of project construction，production and maintenance，also the adoptable countermeasures.The environmental protection and treatment measures are relatively adequate and reasonable because of the mature and reliable oilfield production process，the engineering design specifications and the procurement of equipment and raw materials according to advanced international and domestic standards，and the effective prevention and protection measures.The oil spilling risk in the oilfield is relatively low and within acceptable range.Therefore，as long as the environmental protection equipment is effectively applied and the environmental protection measures are conscientiously implemented，the impact of the oilfield development on the marine ecologicalenvironment is acceptable.

offshore petroleum development；BohaiSea area；fishery resources；marine environment

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.02.008

谢志元（1985-），男，天津人，工程师，2017年毕业于天津大学，工程硕士，现主要从事海洋工程施工、混凝土平台模式开发及海洋石油边际油田的研究工作。Email：xiezhy5@cnooc.com.cn

2016-12-12