Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Инспектор на морской буровой установке

Предотвращение разливов нефти и реагирование на них - это исследование и практика сокращения количества инцидентов на море, которые приводят к выбросу нефти или опасных веществ в окружающую среду, и ограничения количества, выбрасываемого во время этих инцидентов. [1] [2] [3]

Важные аспекты предотвращения включают технологическую оценку оборудования и процедур, а также протоколы обучения, инспекции и планы действий в чрезвычайных ситуациях для предотвращения, контроля и остановки морских операций. Ответ включает в себя технологическую оценку оборудования и процедур для очистки разливов нефти , а также протоколы для мониторинга, обнаружения, локализации и ликвидации разливов нефти и восстановление пораженного животного мира и среды обитания. [4]

В Соединенных Штатах планы действий в чрезвычайных ситуациях по предотвращению разливов нефти на море и планы реагирования на чрезвычайные ситуации являются обязательными федеральными требованиями для всех морских нефтяных объектов в федеральных водах США. [5] В настоящее время эти регулирующие функции находятся в ведении Службы управления полезными ископаемыми (MMS), а 19 мая 2010 г. было приказано передать эти регулирующие функции недавно созданному Бюро по безопасности и охране окружающей среды Министерства внутренних дел США . [6] За разливы нефти во внутренних водах отвечает Агентство по охране окружающей среды (EPA), а за разливы нефти в прибрежных водах и глубоководных портах отвечает Береговая охрана США .[7]

В отличие от критериев наилучшей доступной технологии (BAT), предусмотренных Законом о чистом воздухе и Законом о чистой воде , поправки к Закону о землях внешнего континентального шельфа от 1978 года предусматривают, что методы морского бурения и ликвидации разливов нефти включают использование наилучших доступных и безопасных технологий (BAST ). [8] [9] В то время как Программа оценки и исследований технологий (TAR) занимается исследованием и разработкой таких технологий в рамках контрактных проектов, человеческий фактортакже очень важны для предотвращения разливов нефти. Как выразился Уильям Кук, бывший начальник отдела производительности и безопасности Управления морских полезных ископаемых для MMS: «Технологии недостаточно. Рано или поздно она сталкивается лицом к лицу с человеком. Что этот человек делает или делает не делать, часто гарантирует, что технология работает так, как она была задумана, или не работает. Технологии, в частности, новые, инновационные, передовые технологии должны быть интегрированы с человеческими и организационными факторами (HOF) в системный подход к управлению безопасностью . " [10]

10 крупнейших нефтяных разливов в истории [ править ]

Основная статья: Список разливов нефти
КлассифицироватьДатироватьПричинаИсточникРасположениеОбъем разлива
1.23–27 января 1991 г.Умышленное действие ИракаНефтяные танкерыВ 10 милях от Кувейта240–460 миллионов галлонов
2.20 апреля 2010 г.ВзрывБуровая установка Deepwater HorizonМексиканский залив, в 50 милях от побережья Луизианы.210 миллионов галлонов
3.3 июня 1979 г.Хорошо продувкаНефтяная скважина Ixtoc 1Мексиканский залив140 миллионов галлонов
4.2 марта 1992 г.УтечкаНефтяная скважинаФерганская долина, узбекистан88 миллионов галлонов
5.19 июля 1979 г.Столкновение танкеровАтлантическая Императрица и Эгейский капитанТринидад и Тобаго87 миллионов галлонов
6.8 сентября 1994 г.Взрыв плотиныРезервуар для маслаРоссия84 миллиона галлонов
7.Апрель 1977 г.Хорошо продувкаНефтяное месторождение ЭкофискСеверное море81 миллион галлонов
8.4 февраля 1983 г.СтолкновениеПолевая платформа НоврузПерсидский залив, Иран80 миллионов галлонов
9.28 мая 1991 г.ВзрывТанкер ABT SummerОффшор Анголы78 миллионов галлонов
10.6 августа 1983 г.Пожар на танкереТанкер Castillo de BellverКейптаун, ЮАР78 миллионов галлонов

Связь

Правила и последствия [ править ]

Из-за требований к обработке и удалению при бурении и добыче отходы, вероятно, станут еще более жесткими. Запреты на размещение земель создадут еще большие проблемы, особенно для удаленных нефтегазовых операций. Значительные затраты производителей нефти и газа, соблюдающих эту новую волну регулирования, будут перевешены только еще более значительными издержками несоблюдения. Федеральное агентство по охране окружающей среды (EPA) в СШАи аналогичные органы во всем мире, а также многие государственные и местные агентства значительно расширили свои возможности и деятельность в области правоприменения. Большинство законов об окружающей среде предусматривают уголовную ответственность. Из-за этого многие операторы и члены высшего руководства крупных компаний оказались не на той стороне природоохранных правоохранительных мер из-за незнания все более сложных требований и серьезных последствий нарушения экологического законодательства. [11]

Международные договоры, такие как Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ), администрируемая Международной морской организацией и применяемая во многих странах в качестве законодательства (например, Закон США о загрязнении нефтью 1973 года ), налагает обязательные ограничения, регистрацию и штрафные санкции. за разлив нефти с судов.

Технологии [ править ]

Скважины для добычи углеводородов спроектированы и управляются на основе «барьеров», установленных на местах для поддержания герметичности. Обычно используется философия «двойного барьера», при которой всегда требуются два независимо проверенных барьера для углеводородного коллектора и окружающей среды. Выход из строя одного барьера не приведет к выбросу углеводородов. На различных этапах бурения, добычи, ремонта и ликвидации будет использоваться множество различных единиц оборудования для поддержания контроля скважинных флюидов и давления.

Противовыбросовые превенторы [ править ]

Дополнительная информация: Противовыбросовый превентор
Рис. 1. Из испытанных гидроцилиндров 50% вышли из строя под давлением, ожидаемым при глубоководном бурении.
Рис. 2. В гидроцилиндре ножниц два лезвия приводятся в действие гидравлически, чтобы разрезать толстую стальную бурильную трубу.
Рисунок 3. Срезанный конец бурильной трубы.

Основными устройствами контроля безопасности при бурении скважин являются противовыбросовые превенторы (BOP), которые уже почти столетие используются для контроля бурения нефтяных скважин на суше. Технология оборудования противовыбросового превентора адаптирована и используется в морских скважинах с 1960-х годов. Осмотр и ремонт подводных противовыбросовых превенторов обходятся гораздо дороже, а последствия отказа потенциально намного хуже. Существуют два варианта использования морских превенторов; подводный противовыбросовый превентор, расположенный на дне океана, и надводный противовыбросовый превентор, который находится между стояком и буровой платформой.. Наземный блок меньше, легче, дешевле и легче доступен для текущих испытаний и обслуживания. Однако это не предотвращает выбросы, связанные с поломкой стояка. [12]

Противовыбросовые превенторы часто содержат набор запорных механизмов с независимым управлением, поэтому существует резервирование на случай отказа и возможность работать в любых нормальных условиях с бурильной трубой в стволе скважины или из нее. Например, противовыбросовый превентор, используемый в Deepwater Horizon , имел пять «плашек» и два «кольцевых» противовыбросовых превентора. [13] Гидравлические плашки были двух типов: «трубные плашки» и «срезные плашки». Если бурильная труба находится в скважине, гидроцилиндры скользят перпендикулярно трубе, закрываясь вокруг нее, образуя плотное уплотнение. Кольцевые превенторы также закрываются вокруг трубы, но имеют более вертикальное движение, поэтому они немного ослабляются, если бурильная труба толкается вниз, что может потребоваться при операции «демпфирования» или «глушения скважины».[14] Срезные плашки могут использоваться в крайнем случае [15], чтобы прорезать бурильную трубу и перекрыть все, включая все, что может попасть внутрь бурильной трубы.

Исследования, проведенные для Службы управления полезными ископаемыми , поставили под сомнение надежность гидроцилиндров при глубоководном бурении. На Рисунке 1 показан результат исследования оффшорных нефтяных вышек в 2002 году. Это исследование было разработано, чтобы ответить на вопрос «Может ли противовыбросовое оборудование данной буровой установки разрезать трубу, которая будет использоваться в данной программе бурения, в самых сложных ожидаемых условиях?» [16] В семи из четырнадцати случаев в этом исследовании было решено не проводить испытания, в другом было недостаточно данных, чтобы сделать окончательный вывод, а в трех случаях не удалось разрезать трубу в реальных условиях ожидаемого давления в стволе скважины и давления морской воды. В каждом случае отказа, увеличивая давление на гидроцилиндры выше проектного значения, труба успешно срезалась. [16]Последующее исследование, проведенное в 2004 году, подтвердило эти результаты на гораздо большем количестве бурильных труб и типичных противовыбросовых превенторов от трех разных производителей. [15]

В дополнение к недостаточному давлению плашки, расследование New York Times разлива нефти Deepwater Horizon перечислило другие проблемные области для глубоководных противовыбросовых превенторов. Если одно из резьбовых соединений между секциями трубы расположить внутри срезающего плашку, он, вероятно, не прорежет его, потому что стыки «почти не поддаются разрушению». [17] Требование наличия двух срезных плашек в каждом противовыбросовом превенторе может помочь избежать этой проблемы и некоторых типов «одноточечного отказа». [17] Другие технологии, которые могут повысить надежность противовыбросовых превенторов, включают резервные системы для отправки команд на противовыбросовый превентор и более мощные подводные аппараты, которые подключаются к гидравлической системе противовыбросового превентора. [17]

Обсадные трубы [ править ]

Рис. 4. Типичные обсадные трубы скважин во время заключительных испытаний перед остановкой.
Дополнительная информация: обсадная колонна (скважина)

Обсадка морских нефтяных скважин выполняется с помощью набора вложенных друг в друга стальных труб, прикрепленных к каменным стенкам ствола скважины, как показано на Рисунке 4. Каждая секция подвешена с помощью резьбового переходника внутри нижнего конца секции выше. [18] Разрушение обсадных труб или цемента может привести к закачке нефти в слои грунтовых вод, вытеканию на поверхность вдали от скважины или выбросу на устье скважины. [19]

В дополнение к обсадным трубам нефтяные скважины обычно содержат «эксплуатационный хвостовик» или «эксплуатационную колонну», которые представляют собой еще один набор стальных труб, подвешенных внутри обсадной колонны. «Кольцевое пространство» между обсадной колонной и эксплуатационным хвостовиком заполняется «буровым раствором» определенной плотности для «уравновешивания» давления внутри обсадной колонны с «поровым давлением» флюидов в окружающих «пластах» породы. [14]

Чтобы обеспечить прочное, непрерывное уплотнение на 360 градусов между обсадной колонной и стволом скважины, вокруг секций обсадной колонны устанавливаются «центраторы» [14] , прежде чем они будут опущены в ствол скважины. Затем в пространство между дном новой секции обсадной колонны и дном ствола скважины закачивают цемент. Цемент течет вверх по внешней стороне обсадной колонны, заменяя раствор в этом пространстве чистым, незагрязненным цементом. Затем цемент остается неподвижным в течение нескольких часов, пока он застывает. [18]

Без центраторов существует высокий риск того, что канал бурового раствора или загрязненного цемента останется там, где обсадная колонна контактирует со стволом скважины. Эти каналы могут обеспечить путь для более позднего выброса. Даже тонкая трещина может быть вытолкнута огромным давлением масла снизу. Тогда может произойти эрозия цемента из-за высокоскоростных частиц песка в нефти. Таким образом, микротрещина может превратиться в широко открытый фонтанный канал. [20]

Другая причина разрушения цемента - недостаточное время ожидания его затвердевания. Это может быть результатом поспешного графика бурения или может произойти, если есть утечка, из-за которой цемент ползет в течение времени, которое он должен схватывать. «Журнал оценки цемента» [14] может быть запущен после каждой цементной работы, чтобы обеспечить подробную 360-градусную проверку целостности всего уплотнения. Иногда эти журналы пропускаются из-за загруженности расписания.

Цемент также используется для создания постоянных барьеров в кольцевом пространстве за пределами эксплуатационной футеровки и временных барьеров внутри футеровки. Временные барьеры используются для «закрытия» скважины после бурения и до начала добычи. На рисунке 4 показан барьер, который испытывается путем замены тяжелого бурового раствора над ним более легкой морской водой. Если цементная пробка способна сдерживать давление находящегося ниже бурового раствора, восходящего потока морской воды не будет, и ее можно заменить буровым раствором для окончательного закрытия.

В затрубном пространстве на Рисунке 4 отсутствуют цементные барьеры. Хотя такие барьеры не требуются, их добавление может минимизировать риск выброса через прямой широко открытый канал от коллектора к поверхности. [21]

Человеческий фактор [ править ]

См. Также [ править ]

  • Автоматический запрос данных о разливах нефти

Ссылки [ править ]

  1. ^ Закон о загрязнении нефтью 1990 г.
  2. ^ Федеральный закон о контроле за загрязнением воды
  3. ^ Консультативная группа по предотвращению разливов нефти и реагированию, Техническое задание Rev3, UK Oil & Gas
  4. ^ Орниц, Барабар Э .; Майкл А. Чэмп (2002). Первые принципы разливов нефти: предотвращение и наилучшее реагирование . ISBN Elsevier Science, Ltd. 0-08-042814-2.
  5. ^ «Предотвращение разливов и реагирование» . Energy Tomorrow, Американский институт нефти . Проверено 15 июня 2010 .
  6. ^ Строб, Ноэль (20 мая 2010). «Интерьер представляет план по разделению MMS на 3 агентства» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 15 июня 2010 .
  7. ^ «Разливы нефти: управление чрезвычайными ситуациями» . Агентство по охране окружающей среды . Проверено 15 июня 2010 .
  8. ^ "Программа оценки и исследований технологий MMS (TA&R)" . Служба управления полезными ископаемыми. Архивировано из оригинала на 2010-05-28 . Проверено 15 июня 2010 .
  9. ^ Использование наилучших доступных и безопасных технологий (BAST) во время бурения и добычи нефти и газа на внешнем континентальном шельфе (OCS) . Рестон, Вирджиния: Геологическая служба США. 1980 г.
  10. ^ Кук, Уильям S (март 1997 г.). «Только технологии - это не ответ» . Конференция SPE / EPA по разведке и добыче по окружающей среде. DOI : 10.2118 / 37895-MS . Проверено 15 июня 2010 .
  11. ^ http://archives.datapages.com/data/pacific/data/079/079001/209_ps0790209.htm
  12. ^ Анализ рисков использования поверхностного противовыбросового превентора (BOP). Архивировано 12 июня 2010 г.на Wayback Machine , Marine Computation Services, Inc., апрель 2010 г., проект 640 для Службы управления минеральными ресурсами США.
  13. ^ Схема противовыбросового превентора, используемого в скважине Deepwater Horizon от Министерства энергетики США, программа «Открытое правительство».
  14. ^ a b c d Глоссарий Schlumberger Oilfield Glossary - отличный источник определений и простых объяснений.
  15. ^ a b Исследование возможностей срезающих плашек Архивировано 12 июня 2010 г. на Wayback Machine , West Engineering Services, сентябрь 2004 г., проект 463 для Службы управления минеральными ресурсами США.
  16. ^ a b Обзор возможностей срезающих плашек Архивировано 3 июня 2010 г. на Wayback Machine , West Engineering Services, декабрь 2002 г., проект 455 для Службы управления минеральными ресурсами США.
  17. ^ a b c Барстоу, Дэвид; Лаура Додд; Джеймс Гланц; Стефани Сол; Ян Урбина (20 июня 2010 г.). «Регулирующим органам не удалось устранить риски, связанные с отказоустойчивым устройством нефтяной вышки» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 15 августа 2010 .
  18. ^ a b Обсаживаем скважину , выходим (Дэйв Саммерс), The Oil Drum, 3 мая 2010 г.
  19. ^ Решения BP готовят почву для катастрофы , Бен Кассельман, Рассел Голд, Wall Street Journal, 27.05.2010.
  20. ^ См. Обсуждение центраторов в Глоссарии Schlumberger Oilfield.
  21. ^ Представление Shell Oil архивации 2010-07-27 в Wayback Machine «Бурение для нефти: Визуальное представление о томкак мы Дрель для нефти и меры предосторожностипринятые по пути», Джо Leimkuhler, Джон Hollowell, Aspen Ideas Festival, июль 2010 года.

Внешние ссылки [ править ]

  1. Агентство береговой охраны и защиты окружающей среды США , Правила предотвращения, контроля и противодействия разливу нефти
  2. Американский институт нефти , разливы нефти предотвращению и реагированию
  3. NOAA , 2002. Предотвращение разливов нефти и реагирование на них: избранная библиография по разливу нефти Exxon Valdez.
  4. Ресурсный центр оффшорных технологий . 2001. Сравнительный анализ рисков для глубоководных систем добычи.
  5. Oil & Gas UK , Консультативная группа по предотвращению разливов нефти и реагированию на них (OSPRAG)
  6. Международная конференция по разливам нефти (IOSC), 1969 год - настоящее время. Архивы более 3000 докладов и полных текстов материалов конференций, посвященных предотвращению разливов, планированию, реагированию и восстановлению процессов, протоколам и технологиям.