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新技術使事故溢油無處可逃

發布日期:2018-04-29 作者: 點擊:

新技術使事故溢油無處可逃

現今,低油價使油氣行業更關注提高采收率與降低成本,盡管這些舉措一直都備受關注。但在業内忽視的領域,有些至關重要的工作是通過改進技術,來降低風險,改善作業。

在過去的八年裡,油氣行業在研發事故溢油應急與控制技術方面進行了大量投資,也取得了許多重大進展。在諸多方法中,出現了一些值得注意的新産品與一些非常有趣的研發工作,他們旨在以耳目一新的方式對意外的碳氫化合物排放進行管理。

油公司的進展

在推動洩油應急與控制技術上,油氣行業組織了一項著名的項目:北極洩油應急技術聯合行業項目(JIP)。JIP于2012年在國際油氣生産商協會(IOGP)的支持下啟動,彙集了九家國際油氣公司(英國石油公司,雪佛龍公司,康菲石油公司,埃尼公司,埃克森美孚公司,北卡斯比安運營公司,殼牌公司,挪威國家石油公司與道達爾),旨在加強北極地區的洩油應急能力。重點主要集中在六個關鍵領域:分散劑、原地燃燒(ISB)、機械回收、環境影響、軌迹建模以及遙感。

該項目着力于現有工具的改進,利用新技術新系統對工具的功能進行拓展,并加深了對每種工具使用條件的認知,其覆蓋面被譽為迄今為止最廣泛的。它的總體目标是要實現更高水平的行業應急能力。這不僅包括更深入的認識洩油與可選的控制方法,還包括投資員工培訓,幫助他們掌握洩油知識以及應對技能,以便在事件發生時能夠迅速有效地做出反應。


在2017年年末,JIP發布了五年來的工作成果概要,其中包括評估與描述洩油以及控制工具的成果,并可幫助應急人員盡快地找到最有效的工具來控制洩漏源,提高相關人員的靈活性。

JIP針對分散劑方面的研究工作包括在北極海洋條件下評估分散油的性能。研究人員在各種配置下測試油類型、分散劑類型、水鹽度、湍流能級以及冰濃度,從而獲得能夠改進未來應急方案的信息,并基于這些科學數據,實施更好的實時應急措施。

JIP對現有的ISB技術進行評估,研發出一種用于圍攔與焚燒浮油的新型綜合空投系統。該系統不僅擴展了圍油欄在開闊水域的應用範圍,還可評估圍油欄潛在的毒性,并因此提出了一個新的工程概念,能夠實現更高容量、更大覆蓋範圍的空中點火系統。根據該概要,這項技術擁有獨立于地面支持的新型快速應急能力,提高了應對偏遠地區意外洩油的有效性,增強了作業性能以及圍油欄的環境容許性。

JIP還利用實驗室與現場測試的結果,結合建模研究,以提高對冰中油的認知,了解微生物對冰中油的反應,以及冰中油可能會對海洋冰生态系統造成哪些影響。這項工作填補了一項重要的知識空白,其研究結果表明,由于油、油與分散劑混合物或ISB殘留物都是凍結在冰面上,因此不會對海洋冰生态系統産生太大的環境影響。

JIP的軌迹建模工作集中于開發高分辨率的冰漂移模型,該模型在浮冰環境中的高冰濃度區與邊緣冰區的表現均優于現有模型。但要想讓新模型能在國際上通用,重要的一步就是冰模型必須以國際接受的數據交換格式來輸出結果。這樣就可以高效地從一系列冰模型中将數據導入到兩種最常用的行為模型中去,從而可以更準确地預測在多種冰環境下,油被冰凍結後的運移情況。

由JIP主導的遙感測試項目,使人們更深刻的了解了相對傳感器的能力,以及它們在冰上、冰下、油中、冰中的優缺點。該項目所收集的數據被用于創建了首套油田圖像指南,概述了12個石油與冰的案例,并補充了其他的成果,總結出開闊水域遙感的最佳實踐案例以及可用的傳感器。

有趣的是,在評估機械回收作業時,JIP得出的結論認為,通過設計與工程不可能取得實質性改進,使用其他領域中的先進技術可能會更有利。

新發明

行業内為應對與控制洩油付出了諸多努力,一些實際成果已經以新工具的形式進入了市場。在新推出的解決方案中,其中一個就是水下封井技術。該技術名為偏置安裝設備(OIE),于2017年3月由Oil Spill Response公司(OSRL)發布,由OSRL、Saipem與水下井應急項目(SWRP)成員協作完成的。該技術專門為無法直接垂直連接井口的情況所設計。OIE能夠很好地将封井裝置或相關設備安裝在距離洩漏點的安全距離處,從而大大縮短封井或阻止井噴的時間。

據該公司介紹,此設備可在距離事故現場500米(1650英尺)處使用,作業窗口為75米水深至600米(250英尺至2000英尺)水深。這在油氣行業尚屬首例。OIE與OSRL的封井設備能夠完全兼容,這樣就形成了一個幾乎适用于所有水下情況的封井與控制解決方案。

每個成員組織都擁有訓練有素、經驗豐富的人員,他們熟知系統的功能,并能夠在事故發生期間操作OIE。在SWRP項目結束時,IOGP會通過其專家委員會與OSRL合作,确保利益相關者能夠認識到OIE的能力,這也是推動全球接納該方法的良好實踐之一。

在OSRL推出其新技術的同時,一群挪威供應商創立了溢油回收船(OSRV)集團,提供洩油應急服務。Framo、海事合作夥伴、Norbit Aptomar與NorLense經過共同努力,提供了包括挪威制造的組件在内的應急響應設備,推出了成熟的解決方案。

在該産品的宣傳新聞稿中,OSRV詳細講解了這些組件:來自Aptomar的雷達與紅外攝像頭,用于識别并提供浮油概況;來自Maritime Partner的高速船隻,用于拖曳由NorLense提供的圍油欄;來自Framo TransRec的撇油器系統将油回收到船上。OSRV的好處之一是任何一個合作夥伴都可以組織一套完整的整體解決方案。


圖 NorLense圍油欄用于圍住溢油,并由Framo TransRec的撇油器系統将溢油回收到船上。(來源:Framo AS)

提前預防,有備無患

休斯敦大學(UH)正在進行一個有趣的項目,尋找方法來預測鑽井平台何時可能發生潛在的災難性事故。2017年12月,UH宣布國家科學、工程與醫學科學院為該項目提供了120萬美元的贈款,這是國家科學院海灣研究項目的六項計劃之一,旨在開發新技術、工藝或程序,加深對海上油氣業務系統性風險的認識與控制。

這項研究的重點是氣侵。一支大學研究人員團隊正在與石油行業合作開發新的方法,目的是開發出監測氣體與其他碳氫化合物流量的方法,然後應用基礎科學與工程方法來預測何時可能會發生災難性事故,并開發新的方法來監測事故處理過程。

這項工作将使用高級計算方法進行建模,能更好地了解當氣體沿着鑽杆往上移動時,會發生什麼,在什麼條件下發生,以及預測由于氣體聚集而可能發生危險的時間點。

跳出常規

其他研究工作正朝着更遠的方向前進,如果事故無法預防,就會開發出回收石油的方法。大多數情況下,目前這些都還隻是“學術”成果,但它們體現了思維碰撞的火花,以及從不同的角度來審視解決問題的潛在價值。

其中一種有趣的技術為“冰凍煙霧”的物質,這是一種霧氣狀的藍色氣凝膠,大約在90年前由美國斯坦福大學研究人員開發。這種氣凝膠是世界上最輕的固體。據美國宇航局稱,這是一種由超過99.8%空氣組成的通孔型材料。總部位于德克薩斯州奧斯汀的一家名為AeroClay LLC的公司,正在使用這種物質來制造一種低密度的特殊吸收性材料,這種材料可以根據其化學性質來捕集油或水。一些有遠見的人希望用氣凝膠制造用于吸收石油的圍油欄。氣凝膠的一個有趣特征是,一旦材料處于飽和狀态,就可以提取與回收被吸收的石油。

賓夕法尼亞州立大學也開發出了一種吸收性聚合物材料。據報道,實驗證明這種材料在石油中能夠吸收比自身重量大40倍的油。這是由材料科學與工程教授開發的基于聚烯烴的超級石油吸收劑,被擁有商标權與商業化權利的休斯頓OsComp系統公司(現為Hicor Technologies)注冊為Petrogel。除了特别能吸油之外,Petrogel還可以像氣凝膠一樣釋放出所吸收的碳氫化合物。

與此同時,密歇根大學的研究人員開發出一種特殊的過濾塗層,可以将油從水中排出。常規表層能夠吸收油,但聚合物與納米顆粒的組合會形成排斥油、吸引水的表面。為了測試塗層,研究人員在塗層溶液中浸泡了少量聚酯碎片,用紫外線固化後,将它們暴露在多種油水混合物中。測試結果表明,該材料的有效率達到了99.9%。

創新發明

技術一直是海上油氣開發的推動者,并且也将一直會是油氣行業構建未來的基礎。

業内為防止與控制漏油做出了諸多努力,已經催生出了一些解決方案與潛在解決方案。這些方案可以通過及時回收可能損害敏感生态系統的石油,來降低意外洩油的風險,并減輕此類洩露對環境的影響。

油氣行業想要超越現狀的希冀,以及利用新興技術解決海上難題的願景,都将成為改變行業的契機。


本文網址:http://www.idlshoes.com/news/392.html

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