（环境工程专业论文）胜利埕岛油田海洋石油勘探开发生态环境影响研究.pdf

1 11 胜利埕岛油田海洋石油勘探开发 生态环境影响研究 学位论文完成同 指导教师签字： 答辩委员会成员签 剑盘堑 _ 驹些丝牟 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 ( 洼! 如邀查墓丝盏薹挂别童堕鲍：奎拦卫窒2或其他教育机构的学位或 证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：手艿 签字日期：加f d 年6 月妙日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 签字日期：阳年6 月抄日 导师签字 胜利埕岛油田海洋石油勘探开发生态环境影响研究 摘要 渤海是我国海上石油资源的重要产出地，胜利埕岛油田又是我国较早开发的 海上油田，随着海洋石油勘探开发的力度逐年增大，其对海洋生态环境的影响越 来越值得关注。目前国内关于海上石油开采的生态环境影响的研究仍较少，而对 埕岛油田海上石油勘探对埕岛海域海洋环境造成的影响尚未有系统的研究。 本文收集整理了埕岛油田海域自1 9 8 9 年开发初期至2 0 0 9 年监测资料，包括 水质、沉积物和生物多项评价指标，并结合s p s s 、p r i m e r 和a m b i 等统计分 析软件，采用标准指数法、综合指数法、主成分分析法等方法，分析了埕岛油田 邻近海域的水质和水体有机污染状况、沉积物质量和沉积物中重金属的潜在生态 风险和生物群落结构分布和受干扰状况，以及各生态因子的分布变化规律及其相 互间的关系，通过分析研究海域各因子的年度变化趋势和研究海域与外围海域污 染物含量的对比，探讨埕岛油田海上石油勘探对海洋生态环境的影响，为今后海 上石油平台环境保护工作提供参考。 研究结果表明： 埕岛油田海上石油勘探活动导致附近海水中石油类含量在平台附近出现高 值区，营养盐含量和部分重金属含量受陆源影响较大。氮磷营养盐含量是影响研 究海域水质的主要因素，研究海域水体中无机氮平均含量为0 2 9 6 m g l ，几乎全 部测站的无机氮含量都超标，磷酸盐平均含量为1 3 7 9 9 l ，部分测站磷酸盐含量 超标，该海域水体有富营养化趋势；水体有机污染指数平均值为1 7 8 ，已开始受 到有机污染，水质综合质量指数为1 1 5 9 ，整体水质状况属轻度污染状态。从历 史变化趋势来看，水体中无机氮含量增加明显，由0 0 5 6 5m g l 增至0 2 9 6m g l ， h g 含量由0 0 8 7 2 9 9 l 降至0 0 3 0 7 p g l ，c u 含量由5 7 3 9 9 l 降至2 8 4 嵋几，其余 因子的含量整体变化不大，水质综合质量指数由1 3 1 降至1 1 6 ，水质较开发初 期略有好转。 由于埕岛油田海上石油勘探活动的影响，表层沉积物中石油类含量较高，平 均值为1 2 9 5m g k g ，己超出二类沉积物标准，最高值达2 6 4 0 m g k g ，已超出三类 沉积物标准；研究海域沉积物氧化还原特性为弱酸性，沉积环境己受到一定程度 的有机污染；表层沉积物中重金属含量均符合海洋沉积物一类质量标准的要求， 重金属污染程度指数为2 0 1 7 ，潜在生态风险程度指数为1 4 8 8 2 ，均为低污染程 度，其中c d 的潜在生态风险参数最高，为4 9 7 4 ；沉积环境综合质量指数为1 9 4 4 ， 属于轻污染范围。从历史变化趋势来看，表层沉积物中铜、铅、铬、锌和石油类 含量明显升高，铜含量由4 0 1 m g k g 增至2 5 9 4 m g k g ，铅含量由2 6 4 m g k g 增至 18 4 1 m g k g ，铬含量由4 4 7 m g k g 增至2 8 6 9 m g k g ，锌含量由2 2 5 m g k g 增至 3 7 3 4 m g k g ，石油类含量由5 2 0 5 m g k g 增至1 2 9 5 0 6 m g k g ，重金属含量已明显 高于背景值；随着埕岛油田海上石油采出量的增加，沉积物综合质量指数由0 4 7 6 增至1 8 6 8 ，其邻近海域沉积环境质量状况整体上呈逐渐降低趋势。 研究海域烃类氧化菌数量范围为5 - 5 0 0 0 个m l ，高于其他近岸海域和南极海 域，其数量与磷酸盐浓度有显著正相关关系；浮游植物多样性变化范围为 1 2 9 9 、3 1 6 ，丰富度范围为1 5 4 4 - 2 5 9 2 ，均匀度变化范围为o 2 8 0 6 8 ，由于埕岛 油田海上石油勘探活动的影响，距平台距离1 0 0 0 m 以内的测站的浮游植物多样 性指数和均匀度低于距平台较远的测站；埕岛油田海上石油开采活动排出的石油 类污染物含量对浮游动物群落结构有较大的影响，浮游动物多样性指数范围为 1 3 0 2 2 2 1 7 ，丰富度范围为0 8 8 6 - 2 1 0 8 ，均匀度的范围为o 5 4 2 0 7 3 9 ，浮游动 物栖息环境已开始受到污染；底栖生物多样性指数介于1 2 9 5 之间，对应的底 栖环境的污染程度为轻度污染至中度污染，a m b i 值范围为1 0 5 3 ，研究海域大 部分测站的生物群落受到轻微干扰，由于埕岛油田海上石油勘探活动的影响，位 于平台混合区内的测站底栖生物群落受到的干扰较严重；各环境因子中对底栖生 物群落影响最大的是表层沉积物中的石油类污染物含量，与沉积物中石油类含量 的严重超标情况相符。从历史变化趋势来看，底栖生物生物量由1 2 9 8 9 m 2 降至 2 1 6 9 m 2 ，随着油田勘探强度的增大，沉积环境质量下降，底栖生物环境质量也 呈下降趋势。 研究海域各测站环境综合质量指数均小于1 ，综合环境质量处于良好水平。 关键词：埕岛油田；海洋石油勘探开发；生态环境影响 i l e c o - e n v i r o n m e n t a li m p a c to fs h e n g l ic h e n g d a oo f f s h o r eo i l e x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n t a b s t r a c t b o h a is e ai sa l li m p o r t a n ta r e af o rc h i n a so f f s h o r eo i lr e s o u r c e ，s h e n g l i c h e n g d a oo i lf i e l di so n eo ft h ee a r l i e rd e v e l o p e do f f s h o r eo i lf i e l di nc h i n a a st h e o f f s h o r eo i le x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n ti n c r e a s e de v e r yy e a r ，i t si m p a c to nt h e m a r i n ee n v i r o n m e n tn e e d e dm o r ec o n c e r n d o m e s t i cr e s e a r c ha b o u tt h e e c o e n v i r o n m e n t a li m p a c to fo f f s h o r eo i le x p l o r a t i o nw a ss t i l lr a r ea n dt h e r eh a dn o r e p o r ta b o u ts y s t e m a t i cr e s e a r c ho nt h ee c o - e i v i r o n m e n t a le f f e c to fo f f s h o r eo i l e x p l o r a t i o no fc h e n g d a oo f f s h o r eo i lf i e l d t l l i s p a p e rc o l l e c t e dt h em o n i t o r i n gd a t af r o m19 8 9t o2 0 0 9 i n c l u d i n gan u m b e r o fi n d e x e sa b o u tw a t e rq u a l i t y ，s e d i m e n ta n db i o l o g y ，c o m b i n i n gw i t hs t a t i s t i c a l s o f t w a r es u c h 弱s p s s ，p r i m e ra n d 舳i ，u s i n gt h es t a n d a r di n d e xm e t h o d , t h e c o m p o s i t ei n d e xm e t h o d , p r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i sa n do t h e rm e t h o d st oa n a l y z e t h ew a t e rq u a l i t ya n do r g a n i cp o l l u t i o nl e v e lo fa d j a c e n tw a t e r ，s e d i m e n tq u a l i t ya n d p o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ko fh e a v ym e t a l si ns u r f a c es e d i m e n t ，a n da l s ot h ed i s t r i b u t i o n a n di n t e r f e r e n c es t a t u so fb i o l o g i c a lc o m m u n i t y ，t h ed i s t r i b u t i o no fe c o l o g i c a lf a c t o r s a n dt h e i rm u t u a lr e l a t i o n sw e r ea n a l y z e da sw e l l 1 1 1 ee c o - e n v i r o n m e n t a li m p a c to f c h e n g d a oo f f s h o r eo i le x p l o r a t i o nw a sd i s c u s s e db ya n a l y s i so ft h ea n n u a lc h a n g eo f a l lt h ef a c t o r sa n dc o m p a r i n gt h ec o n t e n to fc o n t a m i n a n t si nt h es t u d ya r e aw i t ht h a ti n t h ee x t e r n a la r e a , i no r d e rt op r o v i d ear e f e r e n c ef o re n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o no f o f f s h o r eo i lp l a t f o r m si nt h ef u t u r e 砀er e s u l t ss h o w e dt h a t ： c h e n g d a oo f f s h o r eo i le x p l o r a t i o na c t i v i t i e sc a u s e dah i g hv a l u ea r e ao fo i l c o n t e n ti nt h ev i c i n i t yw a t e ro fp l a t f o r m s ，c o n t e n to fn u t r i e n ta n ds o m eh e a v ym e t a l s a r em a i n l yi n f l u e n c e db yl a n d - b a s e ds o u r c e s ；n en u t r i e n tc o n t e n tw a st h em a i nf a c t o r t h a ti m p a c tt h es e aw a t e rq u a l i t yo fs t u d ya r e a ，t h ea v e r a g ec o n t e n to fi n o r g a n i c n i t r o g e n i nt h ew a t e ro fs t u d ya r e aw a so 2 9 6 m g l ，t h e i n o r g a n i cn i t r o g e n c o n c n e t r a t i o ne x c e e d e ds t a n d a r dv a l u ea ta l m o s ta l ls t a t i o n s ，t h ea v e r a g ec o n t e n to f p h o s p h a t ew a s 13 7 g lw i t ht h ec o n t e n te x c e e d e dt h es t a n d a r dv a l u ea tp a r to f s t a t i o n s t h ew a t e rs h o w e dt e n d e n c yt ob ee u t r o p h i c ；t h ea v e r a g eo r g a n i cw a t e r p o l l u t i o ni n d e xw a s1 7 8a n dt h ew a t e rh a db e g u nb ep o l l u t e db yo r g a n i c s ，t h e i n t e g r a t e dw a t e rq u a l i t yi n d e xw a s1 15 9 t h ew a t e rw a ss l i g h t l yp o l l u t e d t h e i i l h i s t o r i c a lt r e n ds h o w e dt h a tt h ei n o r g a n i cn i t r o g e nc o n t e n ti n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y f r o m0 0 5 6 5 m g lt o0 2 9 6 m g l ，h gc o n t e n tr e d u c e df r o mo 0 8 7 2 9 9 lt o0 0 3 0 7 9 9 l ， c uc o n t e n td e c r e a s e df r o m5 7 3g g lt o2 8 4 9 9 l ，t h eo v e r a l lc o n t e n to fo t h e rf a c t o r s c h a n g e dl i t t l e ；t h ei n t e g r a t e dw a t e rq u a l i t yi n d e xf e l lf r o m1 31 t o1 16 ，w a t e rq u a l i t y w a sb e t t e rt h a nt h ee a r l ys t a g eo fd e v e l o p m e n to ft h eo f f s h o r eo i lf i e l d c h e n g d a oo f f s h o r eo i le x p l o r a t i o nc a u s e dah i g h e ro i lc o n t e n ti nt h es u r f a c e s e d i m e n t s ，t h ea v e r a g ec o n t e n tw a s12 9 5 m g k g ，w h i c hh a de x c e e d e dt h es t a n d a r do f t y p ei is e d i m e n t ，t h em a x i m u mv a l u eo fo i lw a s2 6 4 0 m g k g ，w h i c hh a de x c e e d e dt h e s t a n d a r do ft y p ei vs e d i m e n t ；t h er e d o xp r o p e r t i e so fs u r f a c es e d i m e n tw a s w e a k a c i da n ds e d i m e n t a r ye n v i r o n m e n th a db e e np o l l u t e db yo r g a n i c s ；c o n t e n to fh e a v y m e t a l si ns u r f a c es e d i m e n tw a sc o n f o r m e dt os t a n d a r do ft y p e is e d i m e n t ，t h eh e a v y m e t a lp o l l u t i o ni n d e xw a s2 0 1 7a n dt h ep o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ki n d e xw a s1 4 8 8 2 ， b o t ho ft h e mw e r ea tl o wp o l l u t i o nl e v e l s ，a m o n gw h i c hc a d m i u mh a dt h eh i g h e s t p o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ki n d e xo f4 9 7 4 ；s e d i m e n t a r ye n v i r o n m e n tq u a l i t yi n d e xw a s 1 9 4 4 ，w h i c hw a sw i t h i nt h es c o p eo ft i g h tp o l l u t i o n ；t h eh i s t o r i c a lt r e n ds h o w e dt h a t t h ec o n t e n to fc o p p e r , l e a d ，c h r o m i u m ，z i n ca n do i lw a ss i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d ，t h e c o n t e n to fc o p p e ri n c r e a s e df r o m4 01m g k gt o2 5 9 4 m g 瓜g ，t h ec o n t e n to fl e a d i n c r e a s e df r o m2 6 4 m g k gt o18 4 1 m g k g ，t h ec o n t e n to fc h r o m i u mi n c r e a s e df r o m 4 4 7 m g k g t o 2 8 6 9 m g k g ，t h e c o n t e n to fz i n ci n c r e a s e df r o m2 2 5 m g k gt o 3 7 3 4 m g k g a n dt h ec o n t e n to fo i li n c r e a s e do b v i o u s l yf r o m5 2 0 5 m g k gt o 12 9 5 0 6 m g k g ，t h ec o n t e n to fh e a v y m e t a l sw a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nb a c k g r o u n d v a l u e s ；w i t ht h ei n c r e a s e da m o u n to fc h e n g d a oo f f s h o r eo i le x t r a c t i o n ，t h ei n t e g r a t e d s e d i m e n tq u a l i t yi n d e xi n c r e a s e df r o m0 4 7 6t o1 8 6 8 ，i n d i c a t e dt h a tt h es e d i m e n t a r y q u a l i t yo fc h e n g d a os e a a r e aw a sg r a d u a l l yd e c r e a s e d t h en u m b e ro fh y d r o c a r b o no x i d i z i n gb a c t e r i ai ns t u d ya r e ar a n g e df r o m5t o 5 0 0 0e v e r ym i l l i l i t e r , i tw a sh i g h e rt h a no t h e rc o a s t a la r e a sa n dt h ea n t a r c t i ca r e a ，t h e p h o s p h a t ec o n c e n t w a ss i g n i f i c a n t l yp o s s i t i v ec o r r e l a t e dw i t ht h en u m b e ro f h y d r o c a r b o no x i d i z i n gb a c t e r i a ；t h ed i v e r s i t yo fp h y t o p l a n k t o nr a n g e df r o m1 2 9 9t o f r o m1 3 0 2t o2 217 ，廿l ea b u n d a n c er a n g e df r o mo 8 8 6t o2 10 8 a n dt h ee v e n e s s r a n g e df r o m 0 5 4 2t o0 7 3 9 t h eh a b i t a t so fz o o p l a n k t o nh a db e g u nt ob e c o n t a m i n a n t e d ；t h eb e n t h i cd i v e r s i t yr a n g e df r o m1t o2 9 5 ，t h ec o r r e s p o n d i n g b e n t h i ce n v i r o n m e n tp o l l u t i o nl e v e lw a sm i l dt om o d e r a t e ，t h ea m b iv a l u er a n g e d f r o m1 0 5t o3a n dt h eb e n t h i cc o m m u n i t yo fm o s ts t a t i o n sw e r es l i g h t l yd i s t u r b e d ， o w i n gt ot h eo f f s h o r eo i le x p l o r a t i o no fc h e n g d a oo i lf i e l d ，t h ed i s t u r b a n c eo fb e n t h i c c o m m u n i t yw i t h i nt h em i x i n ga r e ao ft h ep l a t f o r mw a sm o r es e r i o u s ；a m o n ga l lt h e e n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ，o i lc o n t e n ti ns u r f a c es e d i m e n th a dm a x i m a le f f e c to nb e n t h i c c o m m u n i t y , w h i c hw a si ni i n ew i t ht h ec a s et h a to i lc o n t e n ti ns u r f a c es e d i m e n t e x c e e d e ds t a n d a r dv a l u es e r i o u s l y t h eh i s t o r i c a lt r e n ds h o w e dt h a tb e n t h i cb i o m a s s d e c r e a s e do b v i o u l s yf r o m1 2 9 8t o2 1 6 t h eb e n t h i ce n v i r o n m e n td e c l i n e dw i 血t h e d e c r e a s eo fs e d i m e n t a r yq u a l i t ya st h ei n c r e a s eo f o f f s h o r eo i le x p l o r a t i o n t h e i n t e g r a t e de n v i r o n m e n t a lq u a l i t yo fe a c hs t a t i o ni ns t u d ya r e aw a sl e s st h a n1 ， t h u st h ec o m p r e h e n s i v ee n v i r o n m e n t a l q u a l i t yw a sa tag o o dl e v e l k e y w o r d s ：c h e n g d a oo f f s h o r eo i l f i e l d ；o f f s h o r e o i l e x p l o r a t i o n a n d d e v e l o p m e n t ；e c o l o g i c a le n v i r o n m e n t a li m p a c t v 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 2 1 2 1 4 3 2 生物环境历史监测结果2 5 5 埕岛油田海上石油勘探开发对海洋生态环境影响研究2 6 5 1 数据处理与分析方法2 6 5 1 1 水质分析方法2 6 5 1 2 沉积环境质量分析方法3 0 5 1 - 3 生物环境质量分析方法3 2 5 1 4 综合环境质量分析方法3 4 5 2 埕岛油田海上石油勘探开发对水质的影响3 6 5 2 1 水质现状研究3 6 5 2 2 水质变化趋势研究4 8 5 2 3 埕岛油田海上石油勘探活动对水质的影响分析5 0 5 3 埕岛油田海上石油勘探开发对沉积环境的影响5 1 5 3 1 沉积环境现状研究5 1 5 3 2 沉积环境变化趋势研究6 3 5 3 3 埕岛油田海洋石油勘探活动对沉积环境质量的影响分析6 5 5 4 埕岛油田海上石油勘探开发对生物环境的影响6 6 5 4 1 生物环境质量现状研究6 6 5 4 2 生物环境变化趋势研究7 5 5 4 3 埕岛油田海上石油勘探活动对生物环境的影响分析7 5 5 5 埕岛油田海上石油勘探开发对邻近海域综合环境质量的影响7 6 5 5 1 主成分分析7 6 5 5 2 生态环境质量综合评价8 0 6 结：沧与展望8 2 6 1 结论8 2 6 2 创新点8 4 6 3 研究展望8 4 参考文献：8 6 致谢9 2 个人简历9 3 i i 胜利埕岛油田海洋石油勘探开发生态环境影响研究 1 绪论 1 1 研究背景 石油作为现代社会的主要能源，世界范围内的供求在不断增长，海洋石油勘 探开发规模也在不断扩大。全球海洋油气资源丰富，海洋石油资源量占全球石油 资源总量的3 4 ，尚处于勘探早期阶段。我国在近期也开始加大海洋油气资源开 采的投资力度和开采范围。从短期来看，我国海上石油资源已探明的可开采油气 储量约为1 8 亿吨，足以保证今后五年海洋油气产量以2 0 的速度递增。因此， 无论从近期探明储量还是未来的理论储量来看，我国海洋油气资源的可开发潜力 都很大，海洋油气开发已成为我国油气战略资源的主要来源之一。我国海洋石油 勘探始于六十年代，1 9 7 5 年渤海第一座海上试验采油平台投产，揭开了中国海 洋石油开发的序幕【l 】。近年来，随着国民经济的快速发展对油气的消费的激增， 我国的海洋油气勘探开发强度日益加强，2 0 年前我国海洋油气产量仅为9 万吨 油气当量，到2 0 0 0 年已超过2 0 0 0 万吨油气总量，年平均递增( 以1 9 9 5 年为基础 年计算) 1 7 8 3 ，远高于陆上油气产量的增长速度( 陆上石油增速约为o 9 ) ：我 国海洋原油产量占全国原油产量的比重，从1 9 9 0 年仅占1 0 5 提高到2 0 0 3 年的 1 4 4 ，2 0 1 0 年海洋原油产量将稳定在5 0 0 0 万吨，占全国的2 6 2 】。以渤海为 例，仅已探明的就有9 0 亿t ，总储量则可达2 0 5 亿t ，渤海油气产量从2 0 0 0 年的 6 5 3 5 万t 猛增到2 0 0 5 年的2 1 0 0 万t 以上，年均增加2 5 以上。 随着海洋油气勘探开发强度的增大，石油平台勘探与生产活动对周围海洋环 境的影响越来越值得关注。国内已有的研究表明，埕北油田的开采活动导致附近 海水中石油浓度上升，沉积物受到铜的污染且油类浓度持续上升，底栖生物环境 已属非健康状态 3 】；南海北部湾油田开发活动导致平台混合区( 半径1 0 0 0 m 范围) 环境质量明显劣于平台外围海域，混合区5 0 0 m 范围内明显受油田勘探开发影响， 沉积物各项污染物含量相对较高，周围海域底栖生物的生物量和栖息密度分布不 均【4 】；涠洲油田部分水质已出现石油类等轻微超标，沉积物在平台周边已有较明 显的石油累积现象出现，底栖生物出现贝类和鱼类p b 超标，尤以贝类为甚【5 1 。 我国目前关于海上石油平台勘探开发的环境影响研究仍处于探索阶段，尚未建立 起较为完善的理论和成熟的评价方法，目前渤海海上石油平台的环境影响监测采 用的站位布设方法缺乏针对性，没有将监测重点放在对海洋环境影响较大的混合 胜利埕岛油田海洋石油勘探开发生态环境影响研究 区，尤其是混合区内很少布设底质测站；另外，关于埕岛油田海上石油勘探对海 洋环境的影响尚未进行过系统研究。针对以上问题和海上石油平台环境影响监测 工作的实际需要，有必要探讨针对海上石油平台区域的监测站位布设方法和评价 方法，使监测和评价结果更能体现海上石油平台的勘探开发对海洋环境的影响， 并据此对埕岛油田海域的海洋环境的现状和变化趋势进行初步研究，探讨石油平 台的开采活动对海洋环境的影响，为今后渤海海上石油平台的环境监测及环境影 响评价工作更好的开展提供参考。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 海上石油勘探开发各阶段的主要污染源和污染物概述 ( 1 ) 物探过程的主要污染源和污染物 勘探处于海底的油气储藏大多通过地震勘测技术，这个过程中会产生较高的 噪音度；此外，物探作业时会产生生活垃圾及炸药包装外壳、废弃的机械零部件、 未回收的炮线等固体废弃物；若使用有毒性的炸药，会污染区域空气和水体；爆 炸等产生的噪声也会污染周围声环蝌6 1 。 ( 2 ) 钻井过程的主要污染源和污染物 海上油田钻井过程的主要环境影响主要包括以下几个方面： 1 ) 固体废弃物污染，主要有废弃泥浆、钻井岩屑和生活垃圾。 钻井过程中产生的主要污染物是钻屑、钻井泥浆和烃类物质。目前，海上油 田一般用的是水基泥浆，废弃泥浆对环境的影响主要取决于其组分，给环境造成 危害的主要是重金属、酸碱类、有机有毒物质等。 2 ) 废水污染，钻井过程中配置泥浆、配置钻井液、冷却泥浆泵、冲洗井底、 设备润滑等工作步骤都要消耗大量的水，产生大量废水，造成环境污染【6 。 3 ) 废气污染，主要有二氧化硫、氮氧化合物、一氧化氮和烟尘等【6 】。 4 ) 噪声污染，包括气流噪声和机械噪声两大类【6 】。 ( 3 ) 测井过程中的主要污染源和污染物【6 】 1 ) 放射性污染。随着测井技术的发展，放射性物质得到了广泛的应用，并成 为测井的主要污染源，也是整个油气田开发过程中放射性污染的主要来源。放射 胜利埕岛油田海洋石油勘探开发生态环境影响研究 性测井过程中可能造成放射性污染的主要途径有： 放射源储存罐或源外壳泄漏导致放射性污染： 操作不慎，使放射源掉入井底，会造成特大放射性污染事故，并使油井 报废； 操作不慎或其他原因使安装了放射源的放射仪器掉入井底，或使放射性 同位素活化溶液溅入外环境； 保管不善或操作不慎使放射源四处移动，污染途经环境； 在向注水井注入工活化液时，由于操作不当，造成井场周围的地表污染； 在中子寿命测井完毕后，由于种种原因未等中子源能量衰竭而将仪器过 早提出井口，将对人体和井口周围环境造成污染。 2 ) 其它污染源和污染物 除放射性污染外，测井过程还可能造成其它污染，如：噪声、硅脂外溢、油 类外漏等。 ( 4 ) 井下作业过程中的主要污染源和污染物【6 】 井下作业主要包括试油( 气) 、大修、侧钻、压裂、酸化、测试、小修、热油 清蜡、冲砂等作业环节。 1 ) 落地原油。井下作业过程中落地原油的来源主要有：油井投产前射孔替 喷或试油、试采作业时产生的部分原油；修井作业中，压井替喷及不压井时的 跑、冒油，在起下钻杆、油管、抽油杆过程中带出的原油；油管、抽油杆和钻 杆等在井场放置和清洗时洒落的原油；发生井喷或集输管线泄漏等事故情况下 泄漏的原油。 2 ) 废水。井下作业产生的废水中石油类、有机物及固体颗粒物含量高，腐蚀 性强，外排会造成严重的污染。井下作业过程产生废水的主要来源有：修井作 业中使用后排放的含油污循环水；试井或修井作业排放的压井卤水、无固相压 井液；洗井作业排放的废水；井口返排出的压裂废液和酸化残液。 3 ) 废气，主要是施工过程中挥发的烃类气体和通井机、修井机、压裂车、酸 化车等车辆产生的尾气等。 4 ) 固体废弃物，主要包括废弃泥浆和生活垃圾等。 5 ) 噪声，主要来源于通井机、修井机、压裂车、酸化车等。井下作业污染物 排放种类多、成分复杂，且污染源分散、排放无规律，使得井下作业对环境的污 胜利埕岛油田海洋石油勘探开发生态环境影响研究 染范围大，涉及面广，后果比较严重。 ( 5 ) 采油过程的主要污染源和污染物 油田的生产环节是持续时间最长的环节，生产环节中采出水的排放是主要的 污染物来源【6 1 ，其产生量将随着油井的年龄增长，经过处理后部分排放入海，其 余回注底层。在降低由采出水引起的海洋污染方面人们一直关注的是减少分散油 的排放，虽然有的国家已经在关注别的化合物，但是一些国际准则仍然十分重视 采出水中分散油的含量。在挪威的北海地区，所有的厂家除了要履行有关分散油 的规定及根据这一规定汇报分散油情况外，还必须向挪威污染控制管理部门汇报 排入海中的采出水对环境造成的全部影响情况，这种年度汇报以对采出水的彻底 分析为基础，以此来确定所有造成污染的化合物的含量。量化影响环境的方法是 环境影响因素评价方法( e 巧) ，这种方法依赖于与排放量有关的风险和环境影响 评价模型，在这个模型中，根据环境风险评价方法对可能危害环境的化合物的 浓度与对环境没有影响的浓度进行比较。运用这种环境影响因素评价方法，来定 量评价一个或一组平台所产生的环境污染情况，以及评价采出水中各种成分对环 境所造成的影响7 1 。 另外，伴随采油过程产生的污染物还有自喷井投产前射孔替喷产生大量落地 原油，采油过程中管线、阀门等发生故障而跑、冒、漏的原油，发生井喷、管线 泄漏等生产事故时产生的落地原油，油泥砂，来自燃料废气和工艺废气的采油废 气和大型机械设备产生的噪声等【6 。 ( 6 ) 集输过程的主要污染源和污染物 海上油田运输网主要由各种储存器、海底管道和油轮构成，每种输运方式都 有自身的排污特点： ( 1 ) 油轮污染。油轮污染主要有油品中轻烃挥发、事故性溢油及运输中产生的 废水。 ( 2 ) 管道输送过程中的污染。管道泄漏是管道输送过程中的主要潜在环境污染 源。 ( 3 ) 石油储存过程中的污染。储存过程中主要的环境污染源自油罐排放的含烃 废气，储存过程中还会产生一定量的废水和固体废弃物。 1 2 2 国内外海上石油平台勘探开发的生态环境影响研究概述 国内外一些学者分别针对海上油气平台的勘探活动和生产过程对海洋环境 4 胜利埕岛油田海洋石油勘探开发生态环境影响研究 产生的影响进行了监测研究。 黄韧等论述了海洋石油勘探开发污染物对海洋生物的影响 8 ：张风坡论述了 海上钻井生产过程中产生的环境污染及其治理方法【9 】；油井的勘探过程可能对生 存于勘探区域及其附近海域的无脊椎动物、鱼类、海洋哺乳动物和海龟等产生影 响，如水体中的爆破会震裂生活于勘探点附近水体中鱼类的鱼鳔或者对其他内部 组织造成损伤 1 0 ，在地震勘探点周围几千米的范围内看不到露脊鲸的踪影1 1 】。 崔毅等在莱州湾进行了现场模拟水中爆破勘探石油的实验，讨论水中爆破所产生 的冲击波对海洋生物和海洋环境的影响，结果表明，爆炸所产生的声压波对海洋 生物有一定的影响，除了直接致死距爆炸中心较近的鱼类外，还会使安全区以外 鱼类迅速出逃；在禁渔期进行爆破勘探石油，还可能使该海域中的海洋生物生息 繁殖环境受到破坏，导致一些习惯性产卵、育幼、索饵的徊游性鱼类等游迁其他 海域，造成作业区域渔业资源的匾乏；另外，石油爆破勘探会导致海水浊度和悬 浮物浓度的增加，长期生活在其中的海洋生物鳃部会被悬浮物质充满而影响呼吸 和发育，甚至引起室息死亡，水中悬浮物质长期过量会妨碍海洋生物的卵和幼体 的正常发育，破坏其栖息环境，并抑制水生生物的光合作用，减少海洋动物的饵 料 1 2 。 由于钻探泥浆的漂流、扩散和稀释作用要远低于其他可溶性的排放物，许多 学者对钻探泥浆造成的环境的影响进行了研究。h a n n a h 等开发了包含波浪边界 层、钻井泥浆絮凝的分模块、扇贝的剂量响应模块和图形用户界面的海底边界层 输移模型来估定海上油气钻探产生的钻探泥浆可能造成的影响，该模型的评估结 果表明在钻屑堆附近几公里范围内的扇贝受到潜在影响，导致数天内停止生长 n 3 】；在有机物丰富的钻屑堆内发生的微生物间接成岩反应导致钻屑堆顶部几毫米 范围内的氧气量急剧减少，由于氧气都被成岩反应所消耗，烃类化合物的降解就 变的缓慢，进而导致较高浓度的烃类污染物积累在钻屑堆内【1 4 】；北海的油气开采 导致钻探点周围海床沉积了大量的钻屑，其中积累着含量高于背景值的重金属和 烃类物质，如b a ，c r ，c u ，n i ，p b ，z n 等，这些污染物将在钻屑堆被扰乱的时 候回到海床沉积物表面，并对暴露于其中的生物产生影响【l5 】；c r a n f o r d 等在实验 室中使扇贝等生物暴露于各种类型和不同浓度的钻探泥浆中，得到了不同类型的 泥浆导致生物体的躯体或生殖组织生长减慢的阈值，同时发现经过稀释后的钻井 泥浆，虽然进行急性致死实验时几乎没有毒性，但是仍然会对慢性间歇暴露于其 胜利埕岛油田海洋石油勘探开发生态环境影响研究 中的扇贝产生不良影响，如影响生长、繁殖成效甚至生存 16 ：当油基泥浆浓度在 o 0 7 m g l 至9 5 5 m