海洋石油开发环境影响评价技术回顾
第15卷第4期 2003年8月 中国海上油气(工程)
CHINAOFFSHOREOILANDGAS(ENGINEERING)
Vol115,No14Aug.,2003
海洋石油开发环境影响评价技术回顾
雷方辉 谭海涛
中海石油研究中心,天津塘沽,300452
摘 要 介绍海洋石油开发环境影响评价的任务、技术工作程序、。
关键词 工程分析 数值预测 影响评价 海洋石油开发环境影响评价(EIA)始于1987年,。年8月颁布的规定,海岸工程、,在编报计划任务书前,必须对海洋环境进行科学调查,并按照国家有关规定编报海洋环境影响报告书,包括防止污染损害海洋环境的有效措施,上报国家有关部门审批。下面就10多年来海洋石油开发建设项目环境影响评价的技术工作和特点做一回顾。1 海洋石油开发环境影响评价的任务
1)根据油田开发工程特征,识别、筛选和核算
海洋石油开发环境影响评价技术工作程序
海洋石油开发建设项目环境影响评价既是一项
专业性、技术性很强的工作,又是一项程序化和系统性的工作。其评价程序一般由以下基本环节组成(图1),而每个环节都包含着大量的各自阶段的工作内容。
1)根据油田开发建设项目的工程规摸和开发方式,结合建设项目所在区域环境功能要求与本次评价工作有关的国家和地方法规、标准,研究相关的工程技术资料,确定评价工作所采用的技术路线、评价技术方法和评价应设立的技术专题,编制油田建设项目环境影响评价大纲。
2)建设项目环境影响评价大纲作为整个评价过程的技术规格书,在通过政府部门组织的专家技术审查后,依照大纲所确定的技术路线、评价技术方法对评价大纲所确定的各项专题进行技术研究,为编制环境影响报告书做好技术准备。
3)环境影响报告是对油田开发建设项目所产生各种环境影响进行的全面技术评价,其主要内容应包括:评价建设项目各阶段工程所产生的废水、废气、废渣、粉尘及污染物种类、质量浓度、排放量、排放方式和处置方案;评价建设项目所在区域的大气、水质、沉积物、水产和野生动植物分布等;对建设项目对海洋和生态环境可能造成的影响进行分析、预测,包括预测环境影响的时段、影响范围和程度;对建设项目环境保护措施及其技术、经济是否可行和合理等进行分析评价。
3 海洋石油开发环境影响评价关键技术
油田开发在施工、生产各阶段的主要污染物、污染源
强及排放方式,为进行环境影响评价提供基础数据。
2)调查油田开发工程所在海区水质及底质环境现状及特征,海洋生物种群的组成、数量及分布,水文气象资料的统计与分析;明确环境保护目标和海域环境功能要求,为开展环境影响评价提供自然背景资料。
3)根据油田开发工程对海洋影响的途径和对油田所在海区潮流和海流进行的数值模拟,预测油田开发工程建成后排放入海的水污染物对海洋环境可能造成的影响范围和影响程度,以及对海洋生态系统的累积影响;从环境保护的角度论证油田开发活动方式的可行性,为油田建设和海洋环境保护管理提供决策依据。
4)根据环境影响预测及其评价结果,针对开发工程中过程控制、现场管理、末端治理3个方面,提出技术合理、经济可行、操作安全、行之有效的清洁生产措施和对策,为油田开发的环境保护设计提供科学依据,为油田作业者实施完善的环境管理措施提供可操作建议。
环境影响评价是一项多学科、综合性的技术工作,既涉及到自然科学的基础理论,又涉及到应用技
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图1 油田建设项目EIA技术工作程序
术的开发。海洋石油开发工程活动作为单一的建设项目,其环境影响评价关键技术主要从评价过程的
几个方面体现。311 工程污染源分析
工程污染源分析是海洋石油开发活动环境影响预测和环境影响评价的基础,对油田建设项目工程
污染源的分析,主要体现在2个方面:一是对正常施工、生产全过程所产生的天然气(这里指未利用的)、废气、生产污水、悬浮物,及其种类、成分、质量浓度、排放方式、产污环节,采用综合指数和物料平衡计算等方法,筛选和确定等标污染负荷和污染评价因子;二是对非正常———风险事故(如可能出现的海底管
34中国海上油气(工程)2003年
道破裂、储油罐爆炸、井喷等)和异常排污的源强分析,采用事件树分析,定量出整个事故的动态变化过程及其各种状态的发生概率,从而确定污染物排放总量、速率和持续时间,为制定事故防治对策和应急处理措施提供较为客观的依据。312 环境影响数值预测
角形上函数呈线性变化,从而运用其顶点(网格节
点)及与其相邻节点的坐标和函数值确定函数在该顶点的一阶偏导数;在一阶偏导求出后,依照其求解过程可求出二阶偏导数。由此方法可求解控制方程,在此基础上计算出渤海湾不同时刻背景的流场
(图2,图
3)。
环境影响数值预测是指对拟建项目在建设和生产阶段所产生的特征污染物,通过建立数学模型预测污染物的质量浓度分布,为海洋环境影响评价提供依据。经过十几年的探索和改进,浮物(钻井泥浆、钻屑影响预测方面,做到以定量形式给出污染物影响范围和程度,及排污混合区最大允许排污总量。为反映海洋油田开发环境影响评价预测技术,这里将渤海歧口18-1油田环境影响评价过程中水环境预测技术作一简单介绍。
由于渤海湾水域较大,即水平尺度远大于垂直尺度,且潮型混合较强,垂向要素分布较均匀,在评价区域用二维模型的运动方程组已满足评价需要。31211 流体动力学基本方程
图2 涨潮时刻流场分布图
++=0,txy
22
+u+v+g-fv+g=2txyxCH
22Nx+Ny,
5x25y2
+u+v+g+fu+g5t5x5y5y
22Nx+Ny。5x25y2
式中直角坐标系确定在平均海平面上:u、v为x、y
方向的深度平均速度分量;ζ为自静止水面算起的水位高度;h为自静止水面算起的水深;H为总水深,H=h+ζ;f为柯式参数(f=2Ωsinφ),Ω为地球自转角速度,φ为地理纬度;g为重力加速度;C为Chezy系数,C=H1/6/n,其中n为曼宁系数;t为时间坐标;Nx为x方向水流紊动黏性系数;Ny为y方向水流紊动黏性系数。
结合方程组的定解条件(略),由此就构成了二维浅海潮波的完整问题。
用三角形网格差分法求解,其基本思路是:令三
C2H
2
2
=
图3 落潮时刻流场分布图
31212 物质输运方程
污染物入海后的的输运模型是在以上建立计算流场的基础上,在新的污染负荷情况下评价海域污
染物的质量浓度分布。这里以含油生产污水(入海量1500t・d-1,质量浓度30mg・L-1,排放速率0.8mg・s-1,连续点源排放)为污染源,进行污染物扩算数值模拟预测。
经过垂向平均的物质输运简化方程为
+u+v=txy
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Dx+Dy+f。xy式中:ρ为污染物(石油烃)质量浓度;F为单位时间排污体积海水的污染物质量;u、v分别为x,y方向流速分量;Dx,Dy分别为x,y方向扩散系数。定解条件略。
利用本模式计算结果,经过可视化加工处理,模拟出动态石油烃影响扩散过程,给出相应于潮流的涨潮时刻、落潮时刻的石油烃质量浓度扩散影响范围(图4,图5)。
据此可判断出歧口18-2油田建成投产后对海洋环境的影响范围和程度,
图5 落潮时刻入海石油烃质量浓度分布
4 主要成果
自1987年以来,海洋石油开发环境影响评价工
作通过学习、研究国内外先进评价技术,并结合海洋石油开发建设项目工程特点,形成了诸如工程分析、影响预测、风险评价、清洁生产等独具特色的海洋石油开发建设项目环境影响评价技术,先后完成了海洋石油总公司合营、自营所有油气田(除平湖气田Ⅰ期工程外)已建和在建项目的环境影响评价工作,其评价技术成果均先后一次性通过了国家环境保护总
图4 涨潮时刻入海石油烃质量浓度分布
局、国家海洋局组织的专家技术审查,并得到了很高
的评价,同时也为海洋石油总公司ODP能顺利获得政府主管部门的批准、争取海洋环境保护的主动性、树立良好的企业形象,起到了积极的技术支持作用。
(收稿日期:2003-04-02;编辑:徐 平)
・RESEARCH・
MultiphaseFlowMeter’sResearchandDevelopment……………………………HongYi,BiXiaoxing(16)
Abstract:Thepaperfullydescribesthetechnologymultiphaseandmainlymultiphaseflowmeters.Someproblemsaboutadopt2ingnewtechnologyandnewproductionhavebeendiscussed,thereforethereferenceofselectionofmultiphaseflowmeterisprovided.
KeyWords:multiphaseflowmeasurement,multiphaseflowmeter,modeling
ASummaryonPiggingModelsinMultiphasePipelines…XuXiaoxuan,GongJing,DengDaoming(21)
Abstract:Piggingoperationisnecessarytopipelineconstructionandoperation.Periodicpiggingcanthepressuredropandincreasetheflowefficiency.Thepapersummarizesthecurrentpipelinesathomeandabroad,andanalysistheirdisadvantages.Itwillhaveacertainandresearchofpiggingopera2tionfromnowon.
KeyWords:pigging,TheDevelopmentofTestsinDynamicIceForce
………………………………………………SongAn,HuangYan,ShiQingzeng,ShiZhongmin(25)
Abstract:Withthedevelopmentofthestudyoniceforce,themodeltestsinstaticiceforcehavereachedasatisfieddegreefromthetesttheoryandtechnologytothemanagementoftestresults.However,themuch2requiredstudyofdynamicmodeltestsiniceforceisstillinthestageofseeking.Beingthepreparationworkoftheexplorationofdynamicmodeltestsinourcountry,thispaperintroducedandsummarizedtheperformeddynamicmodeltestsiniceforceintheworld.
KeyWords:dynamiciceforce,ice2inducedvibration,modeltest,modelinglaw
TheCaseAnalysisofCheckandAcceptanceonCNOOCproject………………………XiangShou’an(29)
Abstract:TomakeasummaryaboutthequestionthatdiscoveredduringthecheckandacceptanceonCNOOCprojectduringthepastfewyears,themodificationrequirementandmethodadwell.Itisjustalessonforus.
KeyWords:operationplant,checkandacceptance,highfrequencyharmonic,harmonicdistortionamplify
・ENVIRONMENTALIMPACTASSESSMENTANDENVIRONMENTALPROTECTION・ReviewoftheTechnologyofEnvironmentalImpactAssessmentonOffshoreOilDevelopment
………………………………………………………………………………LeiFanghui,TanHaitao(32)
Abstract:Thetechnologystudyofenvironmentimpactassessmentonoffshoreoildevelopmentstartedin1987.Accordingtotheregulationof《StateMarineEnvironmentalProtectionLaw》promulgatedonAugust1982,itmustdothesciencesurveyonthemarineenvironmentbeforecompilingtheplanandassignmentbook.Themarineenvironmentalimpactstatementfortheseitemsonshoreen2gineeringandtheoffshoreoildevelopment,includingtheeffectivemeasurepreventingfrompollutingthemarineenvironment,mustbesubmittedtherelatedgovernmentagencytoexamineandapprove.Thetasandtechnologyworkprocedureandkeytechniqueofen2vironmentalimpactassessmentandmainachievementobtainedinitemsofoffshoreoildevelopmentandengineeringforyearsarere2viewedbrieflyinthefollowingpaper.
KeyWords:engineeringanalyses,numericalforecast,impactassessment
・DRILLINGANDPRODUCTION・
OptimizationofWellProfileinBZ13-1Oilfield
……………YangJin,ZhouJianliang,LiuShujie(36)
Abstract:Thispaperdescribestheresearchonwellprofileoptimization,analyzingalotofdrillingcomplicatedaccidentsinBZ13-1oilfield.Anoptimizationwellprofileissuggestedbasedongeologicandloganddrillingdatainthisarea.Usingthisprogram,ac2cidentsindrillingcanbereducedgreatly.
KeyWords:wellprofile,formationpressure,casingprogram
第15卷第4期刘晓昀:厚壁压力容器的焊接质量控制15
人员现场监督,并做好返修记录,较好地控制了返修质量。 218 焊后热处理
焊后热处理是压力容器制造工艺过程中重要的工艺环节,对厚壁压力容器更是如此。焊后热处理的目的是:1)松弛焊接残余应力及稳定结构形状和尺寸;2)软化热影响区,提高焊缝金属的塑性及断裂韧性;3)提高抗应力腐蚀的能力;4)释放焊缝金属中的有害气体———氢气,防止延迟裂纹的产生。
该项目3理。为提高焊后热处理的质量,,,整体热处理,,运行平稳。,将热电耦点焊在筒体上,且置于温度可能变化的位置,既要测定筒体真实的温度,又要尽量减小筒体不同部位的温差。焊件热处理前,制定了完善的热处理工艺规程,DNV第三方检验机构对热处理设备、人员资质及热处理工艺方案等进行了确认。在热处理过程中,责任工程师、检验人员及操作人员全程监控整个工艺过程,对每
个热电耦温控点的加热升温速度、保温温度、保温时间、降温速度等关键工艺参数重点监控,发现问题及时解决。由于采用了合理的热处理工艺及严格的质量管理,热处理后的产品各项参数均达到技术要求,出据的热处理报告获得DNV第三方检验机构的确认。 219 焊接无损检验
验7%。对检验不合,对热、外观尺寸检验,对焊缝进行了100%外观及无损探伤。对筒体交叉焊缝处的焊接金属及热影响区硬度,用便携式硬度计进行了测试。各项检验结果满足技术要求,质量可靠。3 结束语
锦州9-3厚壁压力容器制造项目采取合理的焊接工艺及严格的质量控制措施,较好地保证了产品质量,取得了满意的效果。
(收稿日期:2003-02-28;编辑:许 敏)
作者简介
周俊昌:高级工程师,1955年出,1982年毕业于西南石油学院钻井工程专业,2002年获西南石油学院石油天然气工程专业博
士学位,现任中海石油(中国)有限公司上海分公司作业部经理
金伟良:教授,1961年生,1982年毕业于大连工学院海洋工程专业,现在浙江大学主要从事海洋工程、结构工程方面的研究工
作
闫嗣伶:经济师,1955年生,1980年毕业于天津大学,现在渤海石油管道涂敷工程公司工作
刘晓昀:工程师,1968年生,1992年毕业于西安石油学院焊接工艺与设备专业,现在海洋石油工程股份有限公司设计公司工作洪 毅:高级工程师,1966年生,1986年毕业于华东石油学院,现为中海石油研究中心开发设计院机电部仪控责任师徐孝轩:1978年生,1997年毕业于江苏石油化工学院,现为石油大学(北京)油气储运工程硕士研究生,从事多相管流和油田地
面集输方面的研究工作
宋 安:高级工程师,1949年生,1975年毕业于天津大学海工专业,现在天津大学建筑工程学院从事冰力学实验研究向守安:高级工程师,1947年生,1987年毕业于河北广播电视大学工企自动化专业,现在中海石油研究中心开发设计院工作雷方辉:高级工程师,1956年生,1981年毕业于青岛海洋学院物理海洋系,现在中海石油研究中心开发设计院工作
杨 进:副教授,中国矿业大学在读博士研究生;1989年毕业于石油大学(华东)钻井工程专业,1996年获石油大学硕士学位,
现在石油大学(北京)工作,长期从事油气井工程方面研究
李成见:高级工程师,1967年生,1989年毕业于西南石油学院开发系采油工程专业,现为渤海石油采油工程技术服务公司总工
程师
李三喜:高级工程师,1964年生,1988年毕业于大庆石油学院采油工程专业,现在中海石油(中国)有限公司平湖油气田钻井完
井项目组工作
田 锋:工程师,1973年生,1997年毕业于哈尔滨工程大学船舶与海洋工程系,现在海洋石油工程股份有限公司设计公司工作
———本刊编辑部