奧里油溢油應急難點及策略方法

張白冰

（欣雨曦應急科技（北京）有限公司，北京 100089）

1 引言

奧里油是一種較新的能源和工業原料，自進入世界市場伊始，一些引進國考慮它可能帶來的環境威脅，進行了有關奧里油溢油的研究，包括奧里油溢油危害，擴散特性，演化過程，圍控，回收技術等等，這些研究注意到奧里油溢油與常規原油，成品半成品油的溢油存在很大不同，而且不同的泄漏量相對水體的大小及水體特征也極大影響溢油的演變過程以及相應的應急過程，由于沒有對奧里油較大規模的溢油試驗和較大的溢油案例，這些研究的結論均被加以一定的條件限定。本文在此類研究和結論的基礎上，結合重大奧里油溢油現場的經驗分析，系統指出奧里油與常規溢油的一些不同，解釋了大規模奧里油溢油當中的一些特點現象，提出對奧里油的溢油處置需要有專門的方法體系，從促分散，促解乳化和云團捕集三個方向探尋奧里油溢油應急的技術途徑。

2 奧里諾科原油及其溢油特點

2.1 奧里油簡介

奧里諾科原油產于委內瑞拉，儲量規模之巨大可比中東原油總儲量，它的低碳鏈成分少，粘度高達到6000～40000CPS，傳統方法難以開采和使用。使用乳化技術開采和制備的奧里諾科原油稱為奧里諾科乳化油Orimulsion 簡稱奧里油，由大約70%的奧里諾科原油和30%的水及乳化劑組成，以水包油的分散體系存在，30攝氏度條件下，粘度大約為400～600cps[1]。奧里油相對較低的粘度及其分散體系的穩定性使得奧里諾科原油的大規模開采，運輸和存儲和使用工藝開發成為可能，作為替代燃料和優質瀝青原料，奧里油已經得到比較廣泛的采用，同時也帶來了新的溢油風險和挑戰。

2.2 奧里油溢油特點

奧里油溢油與普通原油溢油區別于原油溢油在水體中的行為主要是揮發，乳化；奧里油溢油則是分散和解乳化。

奧里油和水的密度非常接近，一般情況下略重于淡水，略輕于海水[2]，奧里油與水體之間的密度差異大小，溢油數量，水體密度，溫度，海況條件會使奧里油呈現出不同的分散，漂移，解乳化過程特征。

少量奧里油在較大水體中可以自行分散，大量奧里油泄漏在有限水體或者平靜的水體會在水中形成奧里油“云團”。水體的密度決定奧里油云團的形態，在海水中奧里油受浮力影響分布于水體表層幾米深處，在淡水中，奧里油云團可以達到更大的深度[3]。

奧里油是動態平衡的分散體系，被分散的小油團有不斷碰撞聚合的趨勢，同時油中的分散劑又不斷地將大油團分散成小油團。持續強烈的機械攪動、水體對油中分散劑或促進劑的稀釋，以及海水鹽分對水包油油團的脫水作用會促進奧里油的解乳化過程[3]，使奧里油密度降低，向水面浮起聚集，進而暴露于空氣進一步脫水，粘度持續增加，在水體的分布特征和漂流特性隨之發生改變；完全解乳化的奧里油呈現類似奧里諾科原油的粘彈性固體狀態。

3 奧里油溢油的處理難點

奧里油溢油可以快速進入水體深處，分布隱蔽，溢油發展態勢難以被準確掌握判斷。溢油初期出現于水面的極薄油膜具有欺騙性，容易使應急人員對溢油的數量和主體分布位置以及溢油清除效果產生誤判。常規溢油回收設備的收油機制對奧里油基本無效。水包油分散系的奧里油易于隨水體運動而移動，移動速度接近于海流速度，在復雜海流區域以及河口等區域可以時沉時浮，同時油的性狀隨解乳化的進程不斷發生變化；水下水包油分散系和水表解乳化油在水下水表同時分布，兩者物理化學性質相異，在水體內的移動特性和運動軌跡完全不同，故而行為表現＂神出鬼沒＂，被有的國際溢油應急界人士稱為“Very Nasty Oil”（意為極難處理的溢油），反映了這種溢油的應急處理難度。在世界某些地區，因此存在對奧里油的運輸規模限制。

奧里油進入水體早期的表面特征不明顯，遙感探測不容易發現其存在，也不容易評估其泄漏數量、摸清其分布，預測其漂移軌跡，只能根據奧里油易于隨洋流海流流動的特點，參考溢油地點洋流和海流參數判斷溢油主體所在位置。由于奧里油（水下水包油分散系）與浮于水表的解乳化奧里油（高粘度原油）移動特性不同，因此不能用水表浮起的解乳化油或油膜的分布來判斷水體內奧里油溢油主體的分布和泄漏數量。

噴灑常規溢油分散劑，可以清除早期溢油區域水表極薄的油膜，但是對分布深達幾米甚至更深的親水奧里油主體有無進一步的分散效果或解乳化抑制作用有待探究，對已經上浮水面的高粘度解乳化油，噴灑常規溢油分散劑無效。

奧里油與水之間沒有清晰界面，密度和流體動力特性與水一定程度相似，溢油很容易從圍控設備中逃逸，不容易聚攏，油的分布深度可以達到幾米甚至更深，超出常規圍油欄的圍控深度。

常規收油機的作業深度也達不到奧里油的分布深度，同時奧里油分子被限制在具有親水表面的小油團中，不能與親油類型收油機的親油材料表面基團發生親和作用，使用帶式，刷式等親油類型收油機回收奧里油收取效果較差，僅在奧里油發生一定程度解乳化，浮起至水面且粘度在一定范圍內時，常規親油類型收油機和水動力式收油機才可以進行收取，但是可作業的窗口期很短，隨著聚集到表層的奧里油深度解乳化，粘度不斷增大，流動性變差，機械收油裝置的負載會急劇上升，收油機的功率和收油泵揚程達到極限而無法工作。這時，只能對浮油直接進行人工或簡單機械撈取（如爬坡輸送帶，挖掘鏟斗等），需要大量的人力參與。清洗沾染了高粘度解乳化油的設備是一項艱巨的工作。

回收到污油艙的奧里油解乳化的發生速度很快，如果不采取維持分散系和控制油保持低粘度的措施或及時卸載，那么后期卸載和清理完全解乳化的高粘彈性奧里油非常困難，會對溢油應急工作的持續進行造成不利影響。

4 溢油應急策略和方法

針對奧里油溢油的特點和應急處置難點，可以考慮從促進分散，促進解乳化和云團捕集三個方向來思考具體溢油應急措施。

4.1 促進分散方向

對大水體中危害較低的少量奧里油泄漏，可以利用奧里油能分散于水體的特性，對奧里油云團使用高壓水龍，水炮，軸流泵形成攪拌水流利用船舶尾流擾動等方法加快奧里油在水體中的分散速度。這種措施的目的和作用類似于對常規溢油使用分散劑處理。

4.2 促解乳化方向

奧里油一個不同于常規原油的顯著特點是它的粘度可以被快速改變，奧里油完全破乳后，理論上粘度可以從400cps提高到40000cps，且可以在很短時間內發生，解乳化程度不同，粘度不同，促解乳化方法能夠使奧里油加速解乳化并聚集到水體表面，從而增加溢油的可監測性和可控性，在奧里油的工業應用場合當中，已經有較成熟的快速解乳化措施[4]，在溢油應急場合，可以借鑒工業解乳化方法和原理結合應急現場條件，采用如噴灑專用解乳化劑、加溫[5]、撒入對水包油基團有脫水破乳作用的安全鹽類或者噴入飽和鹽水等綜合的促解乳化方法。對出事船船艙內尚未泄出的油，用快速解乳化方法增加粘度有可能能夠降低奧里油外泄速度甚至阻止油的外泄。奧里油浮起后，可以根據油的粘度變化情況分階段投入適用類型的收油機或其它收取裝置并采取適當的戰術。

4.3 云團捕集

大量泄出奧里油會集中在泄漏點附近的水體，呈云團狀分布，靠近水表，在泄漏之初，油尚未分散，濃度高，粘度低，且油層具有較大厚度，此時可以吊放各類潛水泵（甚至使用絞吸船）在溢油分布水體大量抽取回收具有較高含油率的油水混合物并泵送至污油存儲艙。各式收油機上裝備的螺桿泵，轉子泵，離心螺桿泵等裝備都可以用于水表奧里油的直接抽取泵送。結合水下探測技術手段還可以進行精確泵抽，以提高收油效率。除使用聲納，藍綠激光雷達等探測手段以外，也可以采用簡單的水中油傳感器和在水下不同深度取水樣進行溢油分布探測確定奧里油云團的高濃度區域，在較小的水體范圍內，結合衛星定位系統和海流的流動方向，有可能能夠在一定程度上判斷出溢出奧里油在水體的分布和運動變化趨勢，確定出溢油分布的集中區域，然后進行精確泵抽回收作業。

回收的奧里油油水混合物在后處理過程中同樣需注意奧里油解乳化后的高黏度對存儲設備和處理設備以及后處理工藝過程的影響。污油艙中的奧里油宜采用防止解乳化的措施，盡量保持油較低的粘度，或者在油進一步解乳化前迅速將回收的奧里油進行卸載和后續處理。

總而言之，對奧里油的處置需要根據溢油數量的大小，水體大小，洋流海流情況，海況，奧里油的性狀變化階段，周邊生態環境對溢油的敏感程度，氣溫，水溫，現場的溢油應急資源和作業條件等等參考因素來決定將采取的應急策略和具體方法。

5 結論

奧里諾科原油以其巨大的儲量必將成為一種更加被廣泛使用的資源，奧里油作為克服奧里諾科原油開采、儲運難題的改性產品將會繼續被大量生產和儲運，由此會帶來更多更嚴峻的環境威脅問題。水包油體系溢油的處理方法和策略和常規溢油有著諸多的不同，針對國內存在奧里油運輸航線，運輸船錨泊地，裝卸港口，物流存儲的地區，有必要對奧里油的溢油特點以及溢油處置措施進行深入研究，對可能的應急方法策略展開量化的試驗并進行評估，形成有針對性的實用的具體方案和預案，并納入培訓演習演練，同時做出有針對性的物資儲備以降低這類油品發生泄漏時對我國水體環境的危害。對一些有著相當儲運規模又具有特殊性質的油品或化學品，同樣需要對其特性和泄漏后的行為特點以及應對措施加以專門研究尋找基本的應急措施和方法，以在未來可能的泄漏事件當中第一時間選擇正確的應對方向并采取有效的應對策略。