摘要:随着我国海上石油的不断发展,越来越多的海上石油平台到达设计寿命,为保证海洋石油生产安全、保护海洋环境,需要采取一定措施对这些平台进行处置。每个平台所处油田产量情况不同、海况差异对平台结构物的疲劳影响也不同,因此对应采取的处置方法也有所不同。从提高平台结构物经济效益,降低弃置成本,降低对海洋环境造成的不利发展,保持可持续发展的诸多方面考虑,本文归纳总结了海洋石油平台的不同处理方法,提出了科学可行的建议。
关键词:废弃;海洋;石油平台;处置
前言
海上石油平台在海上油气生产过程中发挥着至关重要的作用,我国的海洋石油平台类型主要有:中心生产平台、井口平台、生活平台、火炬臂平台等,此外平台还有立管、膨胀弯、栈桥等附属设施。受不同海域的海况及水深影响,这些平台小则几十乃至数百吨,大则数万吨,建造及海上安装成本高昂,而拆除弃置及拆解的费用也不容小觑。
经过20多年的发展,中国海洋石油总公司已经生产了50多个油田和近300个固定平台。海上石油平台的设计寿命约为20年,根据相关法律法规,当离岸平台的使用寿命到期时,如果没有其他用途,则必须报废。海上石油平台的拆除对海上石油产业的发展具有重要意义,对保证海洋环境、航运和渔业生产具有重要意义。
1海上石油平台拆除的基本原则
海上油气生产设施的拆除,应当坚持安全第一的原则,保障人民和财产的安全;必须采取有效措施,避免对海洋环境造成污染和损害,并尽量减少对其他海洋资源的开发和利用以及海上交通安全的影响。
废弃的平台阻碍了海洋的主导作用,领海的所有平台都必须进进行拆除,海底的剩余部分将被切割至海床以下至少4米。其他不影响海洋功能的部分设施可根据情况做原地弃置处理,但需要严格遵循处理规范要求。弃置的平台需要进行清洗,对污染物按照国家标准的严格管控,妥善处理,确保在发生腐蚀、结构失效的情况下,无油、油混合物或其他有害物质污染海洋环境。
此外,在法律法规未予以明确规定的部分,按照国际惯例,应本着“最低合理可行(As Low As Reasonably Practicable,ALARP)”的原则合理选择解决方案。
2.海上石油平台拆除的准备工作
为保证海上石油平台拆除工作的有效开展,需要做准备工作如下:
平台停产。平台作为油气生产及处理设施,在拆除前,需要对平台进行停产处理,一般需要将井口进行封堵弃置,平台油气处理设施清洗,部分含有有害物的设备提前予以拆除。
平台结构物检测。平台结构物运营多年,风浪流环境负荷对平台结构物的完整性造成了一定的影响,同时海生物的富集也会使平台结构运营状况恶化,在拆除之前对其进行全面的检测可对结构完整性有初步的判断,并降低施工风险。平台结构物检测一般包括:1)水上结构物检测,平台设备重量复核、主结构及吊点焊缝裂纹探伤等;2)水下结构物检测,海生物厚度测量、进水杆件测厚、焊缝探伤、海床冲刷情况测量、杆件壁厚测量、附属结构物状态等。
弃置拆除方案设计。需要搜集整理平台的设计、建造以及海上安装资料,结合平台检测数据进行完整性评估并进行弃置方案设计,包括重心评估、结构吊装强度分析、运输强度计算、拆除方法选择、施工资源的选取、废弃物管理方案等。
拆除施工准备工作。需要根据弃置拆除方案进行前期准备工作,包括但不限于:海上施工作业许可办理、吊点焊接(如需要)、装船固定结构预制、施工资源动员及设备装船、平台附属结构物拆除及处理(如膨胀弯、立管、海缆等)、海生物清理等。
3海上石油平台拆除方法
任何类型的拆迁都会对海洋环境产生不利影响,海上油气平台处置不当,会导致平台内气体、液体和其他残留物的泄漏,造成海洋环境污染。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆未拆除的废弃平台及其结构构件因使用寿命长而损坏,导致构件不稳定、疲劳断裂、破碎、塌陷或下沉。或结构的失败可能漂浮在海上沉没海底,可以威胁到该地区的其他帆船和海洋结构,同时也会导致海底或河流泥沙沉积,船舶搁浅或损坏,对海洋环境的破坏。此外,该平台的废弃结构被海水腐蚀,过量的金属离子进入海水,也会对海洋环境和渔业造成破坏。
平台的拆除成本费用高昂,如何选择拆除方案是降低风险、降低成本的关键。因此方案的选择需要考虑技术可行性、经济和对社会和环境的影响,综合考虑平台的结构重量、结构完整性,在准备阶段合理选择处置方案,而后将动员拆除资源进行海上拆除施工,其中主要的处置方案有:再利用、拆除弃置。
3.1再利用
如果海上石油平台结构完整性较高,或可以通过结构改造进行延寿,则可进行再利用。比如,平台的原地弃置作为鱼礁继续维护已经形成的局部海洋生态系统;将平台拆除运输至其他油田安装并继续服役;废弃的海上石油平台也可被改造成珊瑚礁、海上风力发电、观测站和水产养殖、旅游和军事应用。
3.2 拆除弃置
拆除弃置分为两种情况:完全拆除和部分拆除。
完全拆除:按照相关要求,通常将平台在海床以下4米以浅的所有结构物进行拆除,并运输至陆地拆解、加工、回收及再利用。同时,需要将生产运营期间产生的海床垃圾进行清理,恢复海床原貌。
部分拆除:指的是废弃的海上平台在不干扰其他海洋主导功能的前提下,仅对水深55米以上的平台桩腿和其他结构进行拆除,运输至陆地拆解处理。而水深55米以下的部分结构将留在原地。
完全拆除方法适用于所有平台,适应性强,部分拆除方法已在墨西哥湾得到广泛应用,因此该技术的拆除方案是可行的,是最直接的解决方案。国外专家分析了近20年来平台拆除的统计数据,综合了两种方案的完全拆除和部分拆除。对比结果表明,海洋平台的整体拆除成本较高。
4我国海上平台拆除的挑战与建议
废弃海上平台的拆除在我国已经有20多年的历史了,然而还仅仅处于市场的初级阶段,我国的海洋石油平台拆除面临着许多挑战。
国外对废弃平台的拆除有相对成熟的法律及规范要求,特别是美国、英国、挪威等海上石油大国。中国的海上石油开发相对较晚,海上石油平台在未来5-10年迎来拆除高峰,然而缺乏相关法律法规,导致相关部门缺乏参与或不明确的责任,这给拆迁平台带来了一些困难。另外在设计阶段,中国早期建设的平台的未考虑到平台的处理,导致了拆除工作的复杂性和成本的不确定性。
随着海洋石油逐步走向深水,15-25年后大型平台的弃置也将逐步提上议程,尤其是在南中国海平台,需要相关部门加快海洋倾倒废物制定和完善相关法律法规,需要设计部门平台设计考虑到平台在拆迁的过程中,还需要加强与国外相关公司的合作与交流,广泛吸收和学习他们的成熟的技术和经验。
结束语
目前,中国海域的100多家石油设施将逐步进入废物处置阶段。不仅在海洋油气田开发阶段,而且在近海石油和天然气领域更要注意保护海洋环境的废物处理阶段,过早做经济评价与已故的环境监测,检测手段,为环境保护和可持续发展,维护人类和海洋环境的可持续发展。
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论文作者:裴天宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/17
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