海上油田溢油事故處理方案研究

海上油田溢油事故處理方案研究

0海上溢油事故原理與中國石油運輸量關(guān)系近年來，海上作業(yè)事故頻發(fā)。例如，去年發(fā)生在美國墨西哥灣的英國石油公司（以下簡稱b）的“深水地平線”平臺發(fā)生了泄漏事件，預計導致約490萬噸原油泄漏，這對墨西哥灣當?shù)睾Ｉh(huán)境和海上經(jīng)濟產(chǎn)生了災難結(jié)果。這是美國歷史上影響最大的海上事故。從世界范圍來看,溢油事故多與石油運輸量密切相關(guān)。中國的海上石油運輸量僅次于美國,且中國港口石油吞吐量正以每年1000余萬噸的速度增長,伴隨著我國石油戰(zhàn)略儲備體系建設的全面展開和不斷發(fā)展、海上石油運量持續(xù)上升、油輪的數(shù)量和噸位也越來越大、海上石油開采業(yè)的興起和發(fā)展,海上溢油風險不斷加大;因此,本文將以此次墨西哥灣漏油事件中的溢油處理方案作為研究重點,總結(jié)此次英美等國在此次事件中采用的溢油處理方式和措施及值得借鑒的手段,為我國研究制定有效的溢油處理應急預案提供一定的參考和借鑒。1英國、英國石油公司發(fā)生爆炸并嫌犯2010年4月20日22:00左右(美國中部時間),瑞士越洋鉆探公司(Transocean)所屬、由英國石油公司(以下簡稱BP)租用的石油鉆井平臺“深水地平線”發(fā)生爆炸并著火。4月22日,平臺沉入墨西哥灣,隨后大量石油泄漏入海。事故發(fā)生時,該石油鉆井平臺上有126名工作人員;事故導致11人失蹤,17人受傷,造成了巨大的經(jīng)濟損失和環(huán)境危害,圖1是爆炸發(fā)生前平臺的照片。2應急處理方案為了應對該事故,BP公司在休斯頓設立了一個大型事故指揮中心,包括聯(lián)絡處、信息發(fā)布與宣傳報道組、油污清理組、井噴事故處理組、專家技術(shù)組等相關(guān)機構(gòu),并與美國當?shù)卣e極配合,尋求支援、動員各方力量、采取各種措施清理油污。應急處理方案主要分為五個步驟:準備工作、第一時間應急反應、評估和監(jiān)測、預防和阻止擴散以及清理;如圖2所示。3處理方案的五個步驟3.1準備工作準備工作包括兩部分;建立地區(qū)應急預案和組織野生動物保護。3.1.1溢油應急反應準備美國每個州的當?shù)卣冀⒘说貐^(qū)意外事故應急預案(以下簡稱ACP),這是一個很重要的規(guī)劃,在溢油應急反應準備過程中,ACP可在所有利益相關(guān)方之間建立緊密的聯(lián)系,確立需要保護的敏感地區(qū)并制定行之有效的保護策略及實施這些保護策略所需要的物資。在實施過程中有效的ACP不僅可迅速協(xié)調(diào)及反應各方力量,而且可及時了解當?shù)厍闆r并按照預先制定的相關(guān)策略快速調(diào)配所需的物資。3.1.2采取應急救援措施應急反應小組通過與政府內(nèi)外的野生動物專家緊密合作,加快應急反應能力,盡可能保護野生動物及其敏感棲息地,最大限度地減少溢油對野生動物的影響。通常較好的做法是安排一些專業(yè)人員對當?shù)刈蠲舾械奈锓N及棲息地進行觀察以便最好地保護和拯救野生動物。應急救援小組主要采取的措施包括:(1)野生動物專家的人數(shù)擴大至原來的4倍;(2)通過新系統(tǒng)加速對所需物資的調(diào)度和支持;(3)在各類廣告和BP的官方網(wǎng)站中設置了公眾救治野生動物熱線呼叫中心,一個小時內(nèi)可對提出的救治做出回應;(4)建立動物棲息地來收納一些動物;(5)建立了一些專用設施來保護敏感地區(qū)。3.2“機遇之船”計劃所取得的進展以最快的速度將有效資源部署到可能受污染的區(qū)域,關(guān)鍵的因素是部署應急資源,其中,如圖3所示的“機遇之船”(VesselofOpportunity)方式可以值得我們借鑒。漏油事件對從路易斯安那州到佛羅里達州的很多漁民和其他船只的船東都造成了影響,并導致他們中的很多人申請參與救援工作。面對這一需求,應急小組及時整合資源并將它們納入到溢油處理隊伍中,形成了“機遇之船”的工作模式。應急反應小組在“機遇之船”計劃中投入了巨大的努力并受益良多,具體包括:(1)“機遇之船”計劃中共計包含5800艘船舶,雇傭了當?shù)氐暮T并提供給他們一些相關(guān)設備讓他們來參與海岸線的保護。(2)應急反應小組充分整合了“機遇之船”的資源,擴大了后勤運輸補給的范圍和能力,并通過他們來支持布放圍油欄和撇油器作業(yè),組織收集稠油并將其燃燒。應急反應小組還經(jīng)常借助船東對當?shù)睾０兜貐^(qū)的熟悉狀況,預測和觀察溢油在敏感海岸的流動狀況。(3)應用系統(tǒng)性的方法來進行選擇、觀察、培訓、開發(fā)、標記及裝備以滿足人員安全及健康管理局(OSHA)和其他監(jiān)管部門的要求?！皺C遇之船”計劃作為未來應急反應系統(tǒng)中富有潛力的部分,主要體現(xiàn)在:(1)這些訓練有素、經(jīng)驗豐富的船隊已被證明可以迅速部署在事故發(fā)生區(qū),以保護當?shù)氐暮０毒€;(2)形成了基本的框架組成和規(guī)章制度,包括:招募、審核、分類排序、標記、培訓和監(jiān)管要求;(3)讓受溢油影響的沿岸居民既有機會參與到保衛(wèi)家園的工作中,又可以為他們提供臨時的就業(yè)機會。3.3評估和評估3.3.1集成視頻技術(shù)公共圖像系統(tǒng)(CommonOperatingPicture),通過全球超過200個獨立的數(shù)據(jù)類型,創(chuàng)建了一個集成視圖;該視圖采用新開發(fā)的設備和技術(shù),提供了一個無縫和快速協(xié)助救災的平臺。公共圖像系統(tǒng)作為一種系統(tǒng)性應急協(xié)調(diào)機制,可確保應急人員和指揮部人員做出準確、可靠的判斷并與當?shù)刈鳂I(yè)人員和公眾進行有效地溝通。3.3.2大量通信平臺溢油應急響應要求對橫跨墨西哥灣沿岸的五個州開展協(xié)調(diào)活動,其反應的規(guī)模、數(shù)量以及各種行動,無論是ICP及其分支機構(gòu),還是從空中到近海及遠海的作業(yè)船只,都需要大量的通信溝通平臺,但目前尚沒有一個平臺可以提供如此廣泛的通信能力。應急反應小組正在努力構(gòu)建通信基礎設施,該網(wǎng)絡通信能力的提升將使政府具備應對未來任何應急響應的能力,如圖4所示。3.3.3海岸溢油污染原因評估海岸線清理評估小組(以下簡稱SCAT)由從英國石油公司、NOAA、國家環(huán)保部門及各州立大學的科學家組成,主要負責準備及計劃海岸線保護和溢油處理。工作內(nèi)容主要包括:(1)預評估階段。實地考察溢油事件是評估損害程度的關(guān)鍵。(2)初始評估階段。在溢油到達海岸后,將調(diào)查結(jié)果的報告提交給應急救援人員,并給出溢油處理建議。SCAT專家需要核實溢油出現(xiàn)的位置,確定溢油的性質(zhì)及潛在的污染源并給出處理建議。(3)最后評估階段。需要評估海岸線溢油處理工作的成效。3.3.4溢油作業(yè)位置及監(jiān)控在這次事故中,空中監(jiān)測系統(tǒng)為超過6000艘船舶提供服務,包括提供油情警報、指導收油船撇油器到達正確的作業(yè)位置、監(jiān)控燃燒點等;這對于作業(yè)船舶而言,其作用更像是眼睛一樣。且空中監(jiān)測團隊正不斷提高自身的工作能力,以通過對開闊水域的監(jiān)視、跟蹤、探測、識別來確定溢油的正確位置及相關(guān)屬性。以外,空中監(jiān)測系統(tǒng)還可于第一時間記錄溢油區(qū)域的立體照片,并將溢油的具體位置及相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給公共圖像系統(tǒng)。3.4預防和防止傳播3.4.1提升了救援小組的協(xié)調(diào)能力和內(nèi)容分析分支機構(gòu)組成結(jié)構(gòu)的變化體現(xiàn)出溢油應急反應是局部的。橫跨墨西哥灣沿岸地區(qū)共建立了19個分支結(jié)構(gòu),極大的提高了救援小組的協(xié)調(diào)和規(guī)劃能力,提升了反應速度,深化了對當?shù)厍闆r的了解,確保了部署的準確性;且分支機構(gòu)的建立可充分調(diào)動墨西哥海岸線附近及陸地作業(yè)人員的積極性,并使當?shù)乩嫦嚓P(guān)者也可參與到救援工作之中。3.4.2深水東南角平臺事件的應急反應小組的改進直接從水中回收溢油被認為是當前最有效的方法,如圖5所示。但伴隨著石油動態(tài)運動及特性的持續(xù)變化,如何確定溢油處理的規(guī)模和持續(xù)時間已成為一個新的挑戰(zhàn)。這要求必須對現(xiàn)有撇油器進行改進,包括收油的過程和工作原理以及撇油器的維護和部署。通過“深水地平線”平臺事件,應急反應小組做出了如下的改進:(1)撇油能力達到有史以來最大規(guī)模;(2)加強國際合作;在高峰期,開闊海域中有超過60個撇油器,同時還部署了12條救援船只(其中白天有5條),此外還有一些由海岸警衛(wèi)隊提供的船只;(3)創(chuàng)新了“命令和控制”系統(tǒng),結(jié)合航空網(wǎng)絡體系打造的創(chuàng)新性“命令和控制”系統(tǒng)能協(xié)調(diào)將撇油船只部署到最佳位置;(4)部署了四個由駁船改裝成的“BigGulp”撇油器,該撇油器可以用于處理乳化油和清理水草;(6)研發(fā)了一種創(chuàng)新性的“Pitstop”撇油器,并投入運行超過100天;(7)研發(fā)了新技術(shù)以提高深海區(qū)域溢油回收船的作業(yè)效率(包括:圍油欄的拖放和溢油船上分離漏油的效率),并在一條280英尺長的海洋工程船上部署了來自挪威的新一代撇油器TransRec150。3.4.3使用新方法的成效顯著增強通過這次事件,溢油受控燃燒法(如圖6所示)經(jīng)歷了一個從概念的提出到實際用于溢油處理的過程,影響此方法的關(guān)鍵因素在于如何在開闊水域聚集溢油、燃燒技術(shù)、燃燒條件、耐火圍油欄等,專家們在此次事件后對于該方法的使用經(jīng)驗都得到了顯著增強。應急反應小組對于此次溢油的燃燒采用并實踐了很多新的方法:(1)本次溢油事件共執(zhí)行了411次受控燃燒,控制燃燒最長時間持續(xù)近12個小時,共處理石油約26.5萬桶;(2)培訓和部署了10只專業(yè)的燃燒隊伍,相關(guān)專家人數(shù)從最開始的不到10人增加到超過50人;(3)提高了耐火圍油欄的技術(shù),包括水冷式和可重復利用的圍油欄;(4)采用新技術(shù)來控制和燃燒溢油,此外還開發(fā)出“動態(tài)燃燒法”,該方法可通過連續(xù)燃燒新油來增加控制溢油燃燒的長度;(5)開發(fā)和實施了新的人工點火技術(shù),明確了影響受控燃燒法的因素;(6)采用了新的安全技術(shù),包括使用有顏色的油布來識別溢油燃燒船;3.4.4飛機噴射消油劑統(tǒng)一指揮在開闊水域使用溢油分散劑(如圖7所示)可能是降低溢油對海岸線影響最有效、最迅速的方法,應急響應小組通過動員全球多名不同學科的專家以保證該該方法執(zhí)行的成功。在平臺漏油事故初期,用飛機噴灑消油劑(主要是Corexit9500/Corexit9527A)至海面,是主要的溢油處理方法。在國家環(huán)保局的引導和聯(lián)邦海岸警衛(wèi)隊的監(jiān)督下,應急反應小組通過以下方式為增加分散劑噴灑的有效性作出了努力。(1)在溢油事故發(fā)生的2天內(nèi)出動約400架次飛機噴灑分散劑;(2)通過改善流程來優(yōu)化噴灑的數(shù)量和目標;(3)應用成像技術(shù)及其他技術(shù)包括培訓相關(guān)的監(jiān)測人員來提高噴灑的精度和實現(xiàn)噴灑數(shù)量的控制;(4)改善分散劑的供應鏈,保證供應,以提高Corexit分散劑的可靠性;(5)由政府機構(gòu)和BP負責編制詳細的取樣和監(jiān)測方案。3.4.5圍油檢索墻此次漏油事故處理中進行了史上最大的溢油圍油欄部署,共使用了超過1400萬英尺的圍油欄,其中包括約420萬英尺的普通圍油欄和約910萬英尺的吸油圍油欄。布控圍油欄是保護海岸線最有效的方法之一,但其作用卻往往被忽略。3.5清潔3.5.1采用短流程駁船,作為清污的原料,開發(fā)發(fā)揮浮油的作用沼澤的清理通常是小規(guī)模展開,通常是采用一些技術(shù)使生態(tài)系統(tǒng)自然修復以達到保護脆弱的濕地生態(tài)系統(tǒng)的目的。這些措施以前沒有在對沼澤的清污中采用過。這些設備和技術(shù)包括:(1)通過小規(guī)模方式整治沼澤油污,逐步恢復沼澤的自然修復能力對于清污是非常有效的;(2)超過2500名清污人員進行模塊化分工,展開高效、快速的清污工作,每個小組由16到20名應急響應人員組成;(3)配備了固定式泵機械臂等新工具,用于在濕地的深處,通過注水以加快對浮油的沖刷作用;(4)對大面積清污作業(yè)而言,后勤保障是個重要問題,開發(fā)了淺水駁船以應用于清理現(xiàn)場;(5)通過征集機遇之船,提高了作業(yè)的操作性,并減少了在沼澤水域的意外傷害。3.5.2培養(yǎng)專業(yè)人才應急反應小組在沿岸附近采取了大量的防范措施以保護海岸不受到污染,并迅速及時地清除海岸附近的污油。應急反應小組采用以下方法提高了岸灘的清污能力,減小了對海灘的危害,其中包括:(1)夜間開展海灘清理工作;一方面減少對海灘游客的驚擾,另一方面降低高溫對工人的影響,從而提高工作效率;(2)培訓了超過11,000名合格的環(huán)境保護人員;(3)組織安排海灘清潔人員在下一次浪潮來臨前的清污工作,并盡量減少在海灘上的油污腳印;(4)評估機械設備的適應情況并作出更換,清理海灘上的砂石、海草等雜物,采用新的設備和方法以便更深入和快速地清理海灘污油;(5)隨著清污技術(shù)的進步,不斷改進方法;裝備了“SandShark”沙灘油污清潔車,它能挖掘更深,而且在清除污油過程中減少拖帶沙粒;(6)明確了何時及如何從海灘清理溢油和廢物管理。4建立海上溢油應急響應機制本文以墨西哥灣漏油事件作為案例,詳細地介紹了墨西哥灣漏油事件中BP和美國政府采用的應急處理方案,包括漏油的回收處理過程、回收方式及使用的設備等信息,提出了以下幾點建議:(1)我國目前海上應急反應機制仍不夠健全,相關(guān)基礎設施亟待提高,尤其是需要建立統(tǒng)一的應急反應協(xié)調(diào)機制,成立由多個權(quán)威部門共同參與的聯(lián)合