油气开采行业环境风险评价方法的选择.pdf

石油天然气学报2 0 1 2 年 3 月第 3 4 卷第 3 期 J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s T e c h n o l o g y Ma r ． 2 0 1 2 Vo 1 ． 3 4 No ． 3 油气开采行业环境风 险评价方法的选择 李慧敏 中 石油 新疆 油田 分公司勘探开发研究院， 新疆克拉玛依8 3 4 0 0 0 曾玉彬 武汉大 学水质工 程系， 湖北武汉4 3 0 0 7 2 张艳萍 ，郑 李 中石油新疆油田分公司勘探开 发研究院， 新疆克拉玛依8 3 4 0 0 0 [ 摘要]针对研 究区域的环境与生态特征举例，论述 了油气开采行业环境风 险评 价方法 的选 择，在传统环 境风险评价方法的基础 上进行 了创新 和 改进 。首 次采用“ 二级分 块法”将 评价 区域划 分成 l 4个敏 感 区 块 ，利用模糊概率综合评价 法和井喷风 险预警 分级模型这 两种新 型风险识别 方法识 别 出了 5 4个风 险源 ， 并选用合适的模型对备风险源进 行 了后果预测 ，最 后结合风 险后果和 环境敏感 性这 两个 因素对风 险等 级 进行 了划分．使得 评价结果 更具现 实指导 意义。 [ 关键词]环境风险评价 ；油气开采；环境风 险识别 ；环境风 险后果预测 ；环境风险等级评 价 [ 中图分类号] T E 9 9 ． 0 6 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 2 0 3 0 3 2 2 0 4 环境 风险评 价 的基本 步骤包 括风 险识别 、源 项分 析 、 后果 预测 和等 级划分 _ 1 ] 。对于 一般 的环境 风 险 评价 项 目而言 ，其研 究 区域 的生态服 务功 能类 型单～ ，凶此 只需 对整个 区域 内的所有风 险进 行统 一评 价 即可 。笔 者 的研 究 范围覆 盖 了新疆 北疆 环准 噶 尔 盆地 的 大部 分 区域 ，总面 积 约 1 3 1 0 k m ，包 括 自然 保护区、地下水源地 、河流、风景名胜区 人员聚集区等多种生态服务功能类型的区域 ，各功能区对环 境质 量 的要求 有较 大 的差 异 。对于 同一风 险事故 ，其 在环境 保护 要求不 同的区域 内造成 的环 境影 响后果 也不 尽相 同 ，如穿 越河流 的油 管泄露 和沙 漠地 区的油 管泄露 产 生的环境 危 害就大 不相 同 。若 采用 同一 标 准 对整个 研 究区域 内 的环 境风 险进行 统一 衡量 。其结 果不合 理且 不具 现实 指导意 义 。 笔者 根据评 价 区域 的特殊情 况 ，在传统 的环 境风 险评价 方法 的基础 上进 行 了一定 的改进 和创 新 ，首 先将 评价 区域 进行 分块 ，再选 择合适 的风 险识 别 方 法 、后 果 预测 方 法 对 不 同 区块 内的 环境 风 险 进 行 分 析 ，最后在等级划分时综合考虑风险后果和环境敏感性这 2个因素，使评价结果更具现实指导意义 ，以 实 现对研 究 区域 的分 区保 护 、分级 防治 、分类 管理_ 2 ] 。 评价区块划分 方法 根 据研 究 中评 价 区域面 积大 、功能类 型 多这 2大特 点 ，对研 究 范 围进 行 了两级 划 分 ，划分 原 则 为 ① 区域 划分 首先考 虑 到地理 位置 的差异 ，尽量 将位 置接 近 的开 发 区域 划分 为 同一个 区块 ；②在 同一 个 区 块 中根 据生 态功 能类 型 、环 境保护 要求 、环境 敏感 性等 因素 ，进一 步划 分更小 范 围的二级 区块 ；③ 整体 划分需与油 田公司的整体区划相一致，以保证区划的结果可在公司不 同部门发挥较好的作用。 根 据 以上原 则 ，该 研究 首先依 据地 理位置 并参 考油 田公 司总体 区划 ，将研 究 区域划分 为 4个一 级 区 块 。在 一级 区块下 ，根 据生 态功 能类 型和 生 态环 境 敏 感性 筛 选 出油 田公 司重 点 关 注 的若 干 代 表性 敏 感 点 ，将 该敏 感点 及其周 边邻 近 区域 划分 为一个 二级 区块 ，由此 共划 分 出 l 4个 二级 敏感 区块 。 区块划分完毕后 ，找出各区块 中含有的所有敏感点 ，根据生态系统服务功能的不同，将这些敏感点 划分为以下 7种类型 地表水、地下水源地 、农业 区、人 口密集区 、自然保护 区、风景区和交通路线 。 每 种类 型敏 感点应 执行 的 国家环境 保护 标准如 表 1所示 。 [ 收稿日期]2 0 1 2 0 2一l 4 [ 作者简介]李慧敏 1 9 6 8 ，女 ，1 9 9 0年武汉水利电力学院毕业 ，硕士 ，高级工程师 ，现 主要从事油气田环境污染与控制研 究。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 3期 李慧敏等 油气开采行业环境风险评价 方法 的选择 3 2 3 2 环境风险识别方法 环 境风 险识别 是 环境风 险评 价 的首 要任 务和 基础 工作 ，为环 境风 险预 测及评 价 提供数 据 和其 他基 础 资料 ，并通过定性半定量分析及经验判断 ，识别评价系统的危险源、危险类型和可能的危险程度及确定 其主 要危 险源 。 ， 在石油开采行业，国内外常用的传统环境风险识别方法包括危险与可操作性分析法 H AZ O P 、 事故树分析法、道化学指数法等 ] 。近年来新兴的识别方法有井喷风险预警分级模 型法和模糊概率综合 评价法等。为了选择最适合的识别方法，笔者将上述几种传统方法与新兴方法进行了比较 ，具体对 比情 况如 表 2所示 。 表 2 常用风险识别方法 比较 油气开采行业的风险源按照工艺类型可以分为油气井、油气站场 、油库和油气管线 4 类 。根据上述 风险识别方法 的对 比结果 ，该研究采用模 糊概率综合评价 法对油气站场、油库和油气管线进行风 险识 别，同时用道化学指数法对识别结果进行校正。而评价区域内的油气井则用井喷风险预警分级模型进行 风 险识 别 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然 气学报 * 油气田开发工程 2 O 1 2 年 3 月 以评 价 区域 内的 风城敏感 区为例 ，该区域 内的 风 险源 主要 有 乌 尔 禾稀 油 处 理站 ，风 城 1 特 稠 油 联 合处理 站 ，乌尔 禾油 田区 3口相邻油 井 ，G 2 1 7国道 旁 的数 口油井 ，以及 穿 越 白杨 河 集输 管 线 。运 用 不 同方法 的 风险识 别结 果表 明 ，绝大 部 分 风 险源 的 风 险程 度 都 在 Ⅲ级 以下 ，说 明风 险 危 害程 度 不 是 很 高 ；使用 新方 法 模糊 概率综 合评 价法 和 或井 喷风 险预 警模 型 识 别 的结果 与传 统 的道 化 学指 数 法识 别结果基本符合 ，说明识别的结果具有 可靠性。该研究在 1 4个区块中共识别出 5 4个风险源 ，为 确定 这些 风 险源 的风 险等级 ，需对 每个 风 险源 的风险 后果及 发生 概率 逐一进 行分 析 。 3 环境风险后果预测方法 环境 风 险后果 预测 是对 风 险可 能 造成 的最 不利 后果 的定性 或 定量 评 估 ，根据 风 险识 别和源项 分 析得 出 的 数 据 ，运 用 相 应 的 方 法 和 模 型 ，预测各 风 险源不 同类 型风 险 的 影 响 范 围和后果 。 石油开 采行 业 的事故类 型 有火 灾 ，爆 炸 ，泄漏 以及 有毒 有害 物质 在 大气 、土壤 、地下 水 中扩散 这几 大类 ，应根 据 不 同风 险特 征分别 选 用不 同 的计 算模 型对 其进 行后 果预 测。该研究中各类事故具体选用的 预测 方法 见表 3 ，具体 预 测过 程 以 乌尔 禾稀 油处 理站 为例来 说 明。 表 3环 境 风 险 后 果 预 测 方 法选 取 事故类 型 预测 力法 火灾 爆 炸 油气管道泄漏 夫气扩 散 向 地 表水 泄漏 向 壤 扩 散 向 地 下水 泄漏 水 渠 大 坝 泄漏 池 火 横 型 蒸气云爆 炸模型 、I j I E VE火球热辐射模型 伯 努 利 方程 高 斯 娴 团模 型 溢油扩散模 型、油膜漂移模型 土 壤 石 油环 境 眷 量 模 型 对流弥散模 型 理想弹靼性模型 、渗流计算模型 表 4 乌 尔 禾 稀 油 处 理 站 附 近 敏 感 点 分 布 表 乌尔 禾稀 油处理 站 附近 的敏感 点有 白杨河 ，魔鬼 城 ，乌尔 禾 乡人 口密集 区以及农 田区 。污染 源与 敏感 点 的方 位距 离 见表 4 。 乌尔 禾 稀油 处理 站对 周边 敏感 点的主 要风 险为 油罐 的火 灾爆 炸事 故 以及毒物 泄露 事故 。下 面仅 以火灾爆 炸后 果 预测 为例 进行 说 明 。 该研 究使 用池火 模 型 对 乌尔禾稀 油处 理站 的火灾 爆炸 危害 后果进 行计 算预测 ，设 计参 数如 表 5所 示 ，预测 结果 如表 6所示 。 表 5乌 尔 禾 稀 油 处 理 站 池 火 模 型 设 计 参 数 火焰 燃烧 表面 人员 l步 E 亡 重伤 轻伤 财产 高度 时间 热通量 暴露半径 半径 半径 损失 ／ m ／ s ／ W 时间 ／ m ／ m ／ m 半径 m 0 ／ S ／ m L 等级 危害 半径 预测点热通量 ／ w m 。 自 乌尔禾 农 魔 杨 人 L 1 田 鬼 } Il『 密集区 区 域 7 9 ． 6 6 7 ． 8 8 0 ． 6 1 07 ． 8 2 0 ． 8 8 O ． 7 6 8 ． 7 8 1 ．7 】 09 ． 4 2 1 ． 6 8 2 6 9 ． 7 8 3 ．1 1 1 】 ． 4 2 2 ， 6 83 ． 5 7 0 ． 9 8 4 ． 5 1 ] 3 ．6 2 3 ． 8 8 4 ． 7 7I ． 9 8 5 ． 8 l 1 5 ． 4 2 4 ． 7 懒 雠 彗兰 温 度 3 7 6 2 2 ● ● ● ● ● 0 1 3 5 7 0 O O O 0 【【I l l 0 U 0 0 0 d t 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 3期 李慧敏 等 油气 开采 行业环境风 险评价方法的选择 以上的预测结果显示 ，在不同的环境温度条件下 ，计算得出的危害半径和预测点的热辐射通量变化 不大。以 2 5 ℃ 为例，火 灾爆 炸后果 预测 结果 为原 油 A、B、c级 危 害范 围分别 在 7 0 ． 9 、8 4 ． 5和 1 1 3 ． 6 m；火灾危害半径都在在 1 2 0 m以内，属厂区内。由于油罐设计中已经考虑 了油罐 间的安全距离 ， 加之一旦出现油罐着火事故，油罐 自动喷淋装置及泡沫机将启动 ，对相邻的油罐进行降温处理。因此一 般 不会 对相 邻油 罐产 生较 大的影 响 ，也不 会对 厂外 环境 构 成 严重 环 境影 响 。装 置 区 内损 失 主要在 设 备 。 火灾对环境所产生的影响主要是燃烧所产生的烟雾和轻烃 甲烷和乙烷等 。 从敏感点的热辐射通量数据可知，由于敏感点距风险源较远 ，热辐射通量都很小 ，远远低于最低危 害等级 E的热辐射通量 1 ． 6 k W／ m 。因此可以判断，火灾爆炸对敏感点的危害较小 。 4 环境风险等级划分方法 该研究采用 国际上通用的风险等级评价法 ，将环境风险等级划分为 5个级别 ，同时在该研究中还需 考虑到评价区域 的环境敏感性 ，对于重大环境保护区 如水源地、人 口密集 区等 ，在等级划分时可根 据所在地区的环境特征或当地对环境的特殊要求等情况作适 当调整 。具体划分过程 以乌尔禾稀油处理站 为例来 说 明 。 4 ． 1环境 风 险危 害程度 分析 与排序 乌尔 禾稀 油处理 站 的风 险后果 预测 结果显 示 ，原 油罐 火灾爆 炸 主要属 于 场 内危 害 ，其对 环境 敏感 点 的危 害较 小 ，而原油 泄漏 引起 的毒 物大 气扩散 结 果表 明 ，厂 区内污染 物 的浓度 超标 ，会 对工 作人 员造 成 轻度的伤害。又由于该风险源周边的敏感点包括河流、风景区、人 口密集区及农田，因而对空气 、水和 土壤质量都有较高要求。综上所述 ，根据表 7将乌尔禾稀油处理站的危害等级确定为 3 ，属于 “ 严重” 。 表 7 污染事 故危害程度评价标准 4 ． 2环境 风 险概率 分析 与排 序 根据 国 内外 原油 站场 的事故 统计 数 据 ，可 计算 出原 油站 场对 环 境 的重 大 影响 概率 为 5 ． 9 1 0 _ 。。 ，查 表 8 得 知该 概率 排序 为 3 ，属于 “ 极 少发生 ” 。 表 8污染事故发生概率评价标准 下转 第 3 3 7页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4 卷第 3 期 杜亚军等 低漏失增效抽油泵的设计与试验 3 3 7 的 配合 间隙分 别为 0 ． 0 8 、0 ． 0 8 5 ram，属 2号 间隙泵 ，其 平均 漏失量 分别 为 4 5 、6 9 ml ／ mi n ，较 同级 别 的 常规抽油泵漏失量 5 0 0 、5 8 0 ml ／ mi n相比，低漏失增效抽油泵的间隙漏失量远低于常规抽油泵。 2 设计的低漏失增效抽油泵 ，其配合副 由软硬结合的弹性密封柱塞与金属泵筒构成 “ 零间隙”配 合 ，具有漏失量低 、泵效高、检泵周期长、防砂 、节能 、适深抽功能 。 3 弹性密封体是由腈橡胶 8 O 高强度纤维 2 0 组成的复合材料 。该复合材料较普通 的橡胶材料 综 合性 能好 。 4 该技术的现场应用取得了一定成效 ，初步解决了低产低效井泵效低、检泵周期短等问题 ，基本 满足河南油 田低效井生产的需要 ，值得在生产现场大范围推广和应用 。 [ 参考文献] [ 1 ]黎勇 ，高敏 ，刘桂云 ，等 ．延长 出砂井抽油泵寿命的综合方法 [ J ]．内蒙古石油化工 ，2 0 0 6 ，1 2 3 1 8 2 ～1 8 3 ． [ 2 ]王亚华 ，朱丹 ，张树人，等 ．提高低产井原油产量的智 能泵 [ J ]．石油机械 ，2 0 0 7 ，3 5 9 1 6 8 ～1 6 9 ． [ 3 ]张云锋 ，李亚宁 ，熊玉刚 ．油管漏失与泵漏失的异步分析[ J ]．内江科技 ，2 0 0 8 ，1 3 6 1 0 5 ～1 0 7 ． [ 4 ]龚家勇 ，贾正旭 ，李强，等 ．高强度抽油泵阀罩的研制 与应用 [ J ]．石油机械 ．2 0 0 7 ，3 5 6 4 0 4 1 ． [ 编辑] 苏开科 上接 第 3 2 5页 ． 4 ． 3风 险值计 算及风 险等 级划 分 根据风险值的计算公式 风险值 一危害等级概率排序等级和已计算出的危害等级和概率排序等 级结果 ，可 以计 算 出乌尔禾 稀 油处理 站 的风险值 为 9 ， ． 根据表 9 。 可 以确 定 其风 险 等级 为 Ⅲ级 ，属 于 中等 风险水平。事故发生后 ，应做出减少风险的行动。 表 9风险等级划分标准 5 结 论 该研 究对 评价 范 围内 1 4 个 敏感 区块 中的共 5 4个风 险 源 的环 境风 险进 行 了分 析 和评 价 。在 5 4 个 风 险源 中，共有 7个风险源属于可接受水平 ，且其中有 6 个都属于天然气处理站或增压站 ，这表明天然气 站的环境风险较小 ，其防范措施可以维持现有水平 ；处于中等风险水平 的风险源共有 2 1个 ，对于这些 风险源的防范可以在维持现有水平 的基础上加大监督的力度 ；处 于较大风险水平 的风险源共有 2 4个 ， 对 于这些 风险 源需要 加 强防范 力度 ，在 管理措 施 和技术 措施 方面都 需要 有所 改进 ；处 于重大 风 险水平 的 风 险源共有 3 个 ，且 这 3个风 险源都 为 穿越敏 感点 的原 油管 道 ，对 于这 些风 险源需 要重 新制 定风 险防 范 措施 ，在管理和技术两方面要大力投入以改善 目前的风险状态。 ’ [ 参考文献] [ 1 ]胡二邦 ，辛存 田 ．关于环境风险评价 的定义 、范 围、内容及其评价模 式 [ A ]．建设项 目环境风 险评 价专集 [ c ]．北京 中国环境 科学 出版社 ，2 0 0 3 ． 4 ～1 4 ． E 2 ] 胡二邦 ．环境风险评价实用技术 、方法与案例 [ M]．北京 中国环境科 学出版社 ，2 0 0 9 ． [ 编辑] 萧雨 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m