祝繼東

(新疆維吾爾自治區(qū)輻射環(huán)境監(jiān)督站，新疆 烏魯木齊,830011)

0 引言

石油天然氣開(kāi)發(fā)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著極為重要的地位，近年來(lái)，我國(guó)對(duì)石油、天然氣的需求量也越來(lái)越大。油氣勘探、開(kāi)采及利用過(guò)程中，與之共生的天然放射性核素會(huì)隨油氣開(kāi)采從地下儲(chǔ)集層向地面遷移，必然會(huì)對(duì)周?chē)椛洵h(huán)境產(chǎn)生影響。石油開(kāi)發(fā)中造成的放射性污染是20 世紀(jì)80 年代后期發(fā)現(xiàn)和注意到的問(wèn)題，1988 年原蘇聯(lián)在全國(guó)放射性生態(tài)環(huán)境調(diào)查中發(fā)現(xiàn)巴庫(kù)和高加索油氣區(qū)石油管道的輻射劑量率達(dá)到200～2 000 μR/h[1]。

本文主要調(diào)查了戈壁型和沙漠型兩種典型的油氣田，在油氣開(kāi)采及加工企業(yè)場(chǎng)內(nèi)：油井、石油管線、分離及存儲(chǔ)設(shè)備、污泥池、蓄水池等油氣開(kāi)采及集輸設(shè)施設(shè)備周?chē)摩幂椛渌?，可為評(píng)估我國(guó)油氣工業(yè)對(duì)周?chē)椛洵h(huán)境造成的影響提供依據(jù)。

1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

按照《輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 61—2001)[2]的要求，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查根據(jù)工藝流程走向進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡測(cè)，γ輻射劑量率瞬時(shí)測(cè)量采用《環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范》(GB/T 14583—1993)[3]。

本次調(diào)查采用的監(jiān)測(cè)儀表及分析設(shè)備見(jiàn)表1。

2 調(diào)查結(jié)果

2.1 戈壁地形油氣田

戈壁地形油氣田的鉆井和油氣集輸環(huán)節(jié)中的γ輻射劑量率分布情況見(jiàn)圖1。結(jié)果顯示：① 整體上看，油氣井鉆場(chǎng)和采場(chǎng)γ輻射劑量率水平不高，一般低于3倍環(huán)境本底；② 聯(lián)合處理站內(nèi)γ輻射劑量率較高，管線及閥門(mén)、儲(chǔ)油罐底部等部位γ輻射劑量率高于1 μSv/h，分離器附近輻射水平最高，最大值為30 μSv/h；③ 與聯(lián)合站相比，固廢液處理站內(nèi)γ輻射劑量率較高，油泥池附近高于1 μSv/h，最高達(dá)4 μSv/h；④ 與其他工藝環(huán)節(jié)相比，油水氣分離環(huán)節(jié)的γ輻射劑量率水平明顯偏高。

圖1 戈壁油氣田鉆井和油氣集輸設(shè)施的γ輻射劑量率分布

2.2 沙漠地形油氣田

沙漠地形油氣田的鉆井場(chǎng)、采井廠、聯(lián)合處理站、固廢液處理站的γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果示于圖2。由圖2可見(jiàn)，① 與戈壁油氣田相比，沙漠中油氣開(kāi)采及加工處理設(shè)施的γ輻射劑量率明顯偏低，并且劑量率水平偏高的環(huán)節(jié)處于工藝流程的后端；② 與其他工藝環(huán)節(jié)相比，固廢液處理環(huán)節(jié)的劑量率水平相對(duì)較高。

圖2 沙漠油氣田鉆井和油氣集輸設(shè)施的γ輻射劑量率分布

3 調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)比分析

3.1 鉆場(chǎng)和采場(chǎng)的數(shù)據(jù)對(duì)比分析(戈壁油氣田和沙漠油氣田)

不同地形油田鉆場(chǎng)和采場(chǎng)的γ輻射劑量率對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖3。戈壁油氣田和沙漠油氣田鉆場(chǎng)和采場(chǎng)的數(shù)據(jù)對(duì)比表明：① 沙漠油氣田鉆場(chǎng)和采場(chǎng)的γ輻射劑量率比戈壁油氣田鉆場(chǎng)和采場(chǎng)略低；②采場(chǎng)的γ輻射劑量率一般略高于鉆場(chǎng)。

圖3 不同地形油氣鉆場(chǎng)和采場(chǎng)γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

3.2 聯(lián)合處理階段的數(shù)據(jù)對(duì)比分析(戈壁油氣田和沙漠油氣田)

不同地形油田聯(lián)合處理階段的現(xiàn)場(chǎng)γ輻射劑量率對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖4。戈壁油氣田和沙漠油氣田聯(lián)合處理階段的數(shù)據(jù)對(duì)比表明：戈壁油田聯(lián)合站內(nèi)主要油氣處理環(huán)節(jié)的γ輻射劑量率水平遠(yuǎn)高于沙漠油田的處理站。推測(cè)原因可能與原油中天然放射性核素含量不同有關(guān)。

圖4 不同地形油氣田聯(lián)合處理階段γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

3.3 固廢液處理階段的數(shù)據(jù)對(duì)比分析

不同地形油田固廢液處理階段現(xiàn)場(chǎng)γ輻射劑量率對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 不同地形油氣田固廢液處理階段γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

戈壁油氣田和沙漠油氣田固廢液處理階段的γ輻射劑量率數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果顯示： 戈壁固廢液處理站內(nèi)主要油泥處理環(huán)節(jié)的γ輻射劑量率水平高于沙漠油田，推測(cè)可能與原油中天然放射性核素含量有關(guān)。

3.4 結(jié)果分析

參照國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(IAEA 安全報(bào)告系列叢書(shū)第34 號(hào)[4])給出了油氣開(kāi)采和集輸環(huán)節(jié)中典型位置的γ輻射劑量率水平，詳見(jiàn)表2。容器內(nèi)部的γ輻射劑量率水平受條件限制，尚無(wú)法給出，但分離器外部已達(dá)到30 μSv/h，儲(chǔ)油罐外部達(dá)24 μSv/h，高于IAEA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中給出的典型值(15 μSv/h)。

表2 油氣工業(yè)中的一些位置的輻射水平

由以上調(diào)查數(shù)據(jù)可知，油氣聯(lián)合處理站內(nèi)存在大量γ輻射劑量率熱點(diǎn)，最大值達(dá)30 μSv/h，劑量率熱點(diǎn)多位于罐體閥門(mén)附近，屬人員操作位置，經(jīng)常進(jìn)入此類(lèi)區(qū)域的操作人員，如巡查、檢修及分離器清罐人員可能會(huì)接受較高的照射劑量。油、水、氣分離是原油加工的初始階段，初加工的手段主要有分離、加熱、化學(xué)處理等。分析γ輻射劑量率較高的原因可能是天然放射性核素鈾、釷、鐳、釙、鉛等極易在這一階段隨原油中的其他雜質(zhì)一起沉積在管線、閥門(mén)及儲(chǔ)罐底部，形成了水平較高的輻射場(chǎng)。

4 結(jié)論

國(guó)內(nèi)關(guān)于油氣開(kāi)發(fā)對(duì)輻射環(huán)境影響的研究起步較晚，調(diào)查成果較少，本次調(diào)查是針對(duì)典型油氣田開(kāi)展的國(guó)內(nèi)首次聯(lián)合調(diào)查，獲取了油氣開(kāi)采與處理設(shè)施周?chē)椛洵h(huán)境現(xiàn)狀的第一手資料，本文僅關(guān)注了γ輻射劑量率。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)油氣聯(lián)合處理站內(nèi)存在大量γ輻射劑量率熱點(diǎn)，多位于罐體閥門(mén)附近，最大值達(dá)30 μSv/h，且屬人員操作位置。建議進(jìn)一步開(kāi)展油氣工業(yè)部分從業(yè)人員的受照劑量跟蹤調(diào)查和油田企業(yè)場(chǎng)區(qū)內(nèi)天然放射性污染調(diào)查并指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行相關(guān)治理。