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如何处理钻井平台上的污水 |
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作者：马士基钻井（Maersk Drilling）公司 来源：Ringer |
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对于石油行业的各家公司来说，在安全环保的前提下进行作业是至关重要的。从油轮和近海钻井平台上泄漏的石油，会对海洋环境造成严重破坏，并给公司品牌带来无法弥补的损害。不计其数的包含有公司名称的头版头条泄露事件报道，不仅仅会影响到公众的看法，也许公司还会遭到投资商们的背弃。
海上采油面临的挑战
采油污水，包括有地层水、浓盐水、注入水，以及其它工艺水，都会对环境造成危害，这也是日益严厉的立法正试图根除的污染源。
在钻井采油时，往注会向水井中泵入成千上万吨注射水，以保持开采系统中的压力，迫使碳氢化合物进入到生产井。地层水和浓盐水会随着石油一道提取上来。所有这些水通常都会被油、天然低分子量碳氢化合物、无机盐以及工艺用化学药品所污染，必须经过净化处理后才能排放到海洋里。
国际海事机构的条例中规定，钻井平台排放的污水中油含量最多不能超过15 ppm。但不同的国家和地区还会采用他们自己的立法，石油行业的各家公司都必须遵守，而且立法条例的严厉程度也不相同。 
“马士基开发者”号钻探平台正在驶往墨西哥海湾，在那里首次选用阿法拉伐Phoenix系统的工厂将投入使用。
马士基钻井公司的实践
马士基（Maersk）钻井公司在移动式近海钻井平台方面是全球最大的钻井承包商之一。它拥有一支遍布全球的钻井船队，并有各种移动式的生产设备供石油公司租用。该公司已经把改善环境纳入到了公司的整体发展战略中。
“为了实现我们的战略目标，”马士基钻井公司副总裁兼技术总监Gregers Kudsk说：“我们执行了一个综合的环境绩效方案，它为我们减少废气排放和降低生产给环境带来影响确定了底线。”净化公司钻井平台上所产生的污水，就是公司所作承诺中的一部分。
海上石油钻井作业会产生大量的油、水和固体的混合物。这种混合物通常表现为复杂的乳化液，很难用传统的分离系统来进行处理。在海洋环境下对其进行净化处理，是一项非常复杂的技术任务。
通常采用的一个解决方法是，将钻井平台上的污水在运送到岸上进行净化处理之前先储存起来。这笔费用通常由石油公司来支付，一年之中净化处理污水的费用高达60万欧元。
“对于Maersk钻井公司来说，寻找一种可以直接在钻井平台上处理所有污水的解决方案，一直是我们石油钻井作业的重要事宜，”丹麦Maersk钻井公司技术支持部负责人Ulrik Friis说，“这些污水包括船底污水、油仓清洗水、甲板排水以及钻井平台排水。”
在石油钻井平台上净化污水可以采用静态过滤装置、机械分离设备和化学药剂处理等方法，但这些方案都无法对含油污水进行经济高效的处理。重力沉降工艺是一种缓慢而低效率的方法，既需要占用大量的空间，又需要使用大量的化学药剂。过滤系统只能将固体与液体互相分离，且处理能力有限。而离心分离技术单独使用，无法有效去除各种不同浓度、不同流速的所有污染物。
“静态过滤比机械分离的成本低，”Friis说，“但我认为，仅仅采用过滤技术，效果不如分离工艺。钻井泥浆会生成各种不同的乳胶状液体，用过滤的方法无法对其进行很好的处理。”
Maersk钻井公司对化学处理系统进行了试验。Friis说，其结果非常有效，但是作业成本高且使用化学药剂是它的主要不利因素。
新型过滤系统
Maersk钻井公司想要确定，使用化学药剂的过滤方法是否可以与阿法拉伐（Alfa Laval）的机械方法相结合，用于在石油钻井平台上净化污水。因为在里海深水区半潜式石油钻井平台“马士基探索者”（Maersk Explorer）号上，已经采用了阿法拉伐的机械净化处理工艺。因此，Maersk钻井公司邀请了芬兰的Kemira化学品公司和阿法拉伐公司共同进行试验。
最终，阿法拉伐研制出了名为Phoenix的新系统，它包括一个沉降式离心机模块、一个筛网过滤器模块以及一个碟片离心机模块。
阿法拉伐的油污水处理业务经理Franck Gregoire说：“Maersk钻井公司详细阐述了希望系统如何工作，我们就为他们派出了知道如何分离不同液体的专家。因为，我们确实需要与客户一起合作才能开发出新系统。”
Phoenix系统的工作流程分为三道工序：首先，沉降式离心机去除其中大部分的固体；然后，过滤设备可去除其中的乳胶状液体；最后，碟片离心机去除其中的油及剩余固体。
这个三道工序解决方案，通过改型后最初安装在“马士基探索者”号钻井平台上。结果证明，它既坚固耐用，又灵活多变。随后，第一台工厂制造的Phoenix系统被安装在了“马士基开发者”（Maersk Developer）号钻井平台上。这是一个最新建造的极其先进的深海开采半潜式石油钻探平台，已于2009年中期在墨西哥海湾投入使用，挪威国家石油海德鲁公司（StatoilHydro）是它的第一位客户。
“我们在‘马士基开发者’号钻探平台上安装Phoenix系统，是因为‘马士基探索者’号钻探平台上使用的阿法拉伐系统令我们非常满意，”Friis说，“我们期待着这一新系统在墨西哥海湾顺利运行。”
他介绍说，“马士基探索者”号钻探平台上的改装设备与“马士基开发者”号钻探平台上的新Phoenix系统之间的差别在于，新系统可以提供更好的系统控制。“在新的Phoenix系统设备上，各种不同的部件能够更加密切地协同作业，”他说，“操作将会更加直观，作业自动化程度更高。”
除了具有体积小、节省空间，重量轻的特色外，Phoenix系统应用在钻井平台上，只需要一个30立方米的储水箱来容纳油污水。Friis指出，在钻探平台上处理污水，将会对石油公司具有极大的吸引力，因为他们不需要再花钱将污水运到海岸上去处理了。“这就是我们在与石油公司洽谈合同时，Maersk集团所具有的一大优势。”Friis说。
在新加坡Keppel Fels造船厂建造的新的Phoenix系统还安装在了澳大利亚的Woodside石油公司的海上钻井平台上，并于2010年春季投入运行。
“如果Phoenix系统的使用获得成功，那么它就极有可能成为未来我们钻探平台上的标准设备。”Friis说。
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(8/6/2010) |
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