海洋油气管道泄漏事故应急管理体系构建研究*

李新宏 陈国明 李秉军

1西安建筑科技大学资源工程学院

2中国石油大学（华东）海洋油气装备与安全技术研究中心

3中国石油华北油田分公司第五采油厂

海底管道承担着海洋油气输运的重要任务，是水下生产系统的重要组成部分，堪称海洋油气生产系统的生命线。然而，由于腐蚀、疲劳和第三方活动等因素，海洋油气管道在服役过程中存在泄漏的可能性。一旦发生泄漏，可能导致火灾爆炸和海洋溢油，给海上作业安全和海洋生态环境造成巨大的影响[1-2]。例如2007 年某油田海底天然气管道泄漏后起火，造成海面施工船舶上的5 名人员烧伤[1]；2011 年埃克森美孚石油公司一条穿越蒙大拿州的水下输油管道发生泄漏，原油泄漏量约4.2 万加仑[3]。建设和完善海洋油气管道泄漏事故应急管理体系对指导海洋重大事故预防和应急处置具有重要的意义。

应急管理体系是国家和企业应对突发事件的理念、制度和各类资源的总和，应急管理体系建设决定了国家和企业应对重大突发事件的效率和能力[4]。在海洋油气作业重大事故应急管理方面，国家原安全生产监督总局发布了《海洋石油天然气作业事故灾难应急预案》，提出海洋油气作业事故应急处置的指挥体系与响应程序[5]；国家海洋局制定了《国家海洋局海洋石油勘探开发溢油应急预案》，提出海洋石油勘探开发溢油事故应急处置的基本程序和响应原则[6]；中国石油天然气集团公司发布了《海洋石油开发灾难应急预案》，针对海滩事件、海洋溢油事件、海洋钻井和采油平台火灾爆炸等重大事故制定了应急管理实施原则与流程[7]。近年来，国家重大事故应急管理理念已经发生重大变化，应急管理工作的重心已从事故后应急处置转移到事故前的风险防控，设备设施自身脆弱性隐患排查与风险控制成为应急管理工作的首要工作。在海洋管道运行风险监测与管理方面，国内外已经形成了多个推荐做法、行业标准、企业标准和管理条例，如DNV-RP-F107[8]、SY/T 7063—2016[9]、GB/T 34346—2017[10]等。然而，现有的规范和推荐做法通常分别针对管道事故后的应急处置和事故前的服役风险管理，将两者割裂开，尚未形成一体化的框架和体系；此外，已有的海洋油气事故应急预案主要从宏观层次给出海洋溢油和火灾爆炸等重大事故的响应和处置流程，未全面和深入考虑海底油气管道泄漏事故的工艺控制特点。

鉴于此，本文拟从新的应急管理理念出发，构建“风险-应急”一体化的海洋油气管道泄漏事故应急管理体系，阐明海洋油气管道泄漏风险预防和预警机制，结合海底油气管道泄漏事故的发生和控制特点，建立海洋管道泄漏事故应急响应原则和处置程序。

1 海管泄漏事故应急管理框架

为指导应急处置工作开展，防止海底管道泄漏事件升级，避免人员伤亡、生态环境破坏以及长期生产中断等恶性后果，从海洋油气管道所属油公司视角出发，以海底管道泄漏预警与预防机制以及事故应急处置为核心内容，在系统层面构建“风险-应急”一体化的应急管控体系框架（图1）。其构建的海底管道泄漏应急管控体系包括风险评估与管理、重大泄漏事故预警、应急处置预案、应急中断恢复以及应急演练等。海底管道泄漏应急管控体系是一种闭环运行模式，是管道正常运行状态和泄漏事故状态紧密衔接的连续过程。将管道泄漏事件发生作为管道正常状态和应急状态的分界线，管道正常服役运行状态阶段包括风险监测与监控、风险评估与管理、不同等级泄漏事故应急模拟演练、应急预案编制和修订等内容，而应急状态包括应急响应、处置救援以及应急中断恢复等内容。海底管道泄漏一旦发生，需要结合泄漏位置、强度、介质属性和潜在影响范围等信息判定泄漏事故等级，对泄漏事故发展态势做出分级预报和预警。因此，泄漏事故预警也是海底管道泄漏应急管控体系的重要内容。

图1 海底管道泄漏应急管控体系Fig.1 Emergency management and control system of subsea pipelines

2 泄漏风险预防和预警机制

2.1 风险评估与管理

海底管道运营公司应按照海底管道风险评估和完整性管理规范等要求，定期对海底管道进行检测和预防性维修，提升海底管道的安全可靠性。通过识别海底管道泄漏诱因，对可能造成海底管道泄漏的重大危险源进行监测和监控，形成有效管理；此外，需加强、完善海底管道泄漏防控基础设施建设，并形成有效的监管制度。风险评估和管理的目的在于形成有效的事故预防机制，提前采取风险规避措施，减小管道泄漏事故发生的可能性。国内外已在海洋油气管道风险评估与管理方面开展了大量的研究[11-12]，形成了系统的海洋管道风险评估与管理方法，能够为该环节提供有力支撑。

2.2 预防和预警

当发生泄漏事件时，应组织专家预测泄漏事故演化和发展态势，在确认泄漏发生以及可能升级为重大事故时，要及时研究和确定应对策略，并发布预警信息，通知有关部门、单位以及潜在影响区域公众和作业人员，提前做好准备，采取有效应对措施。当本级和本部门的应急指挥机构认定需要支援时，应及时上报和联系领导部门，进行应急物资调配（海底管道封堵装备），提升事故应对能力，尽可能减少泄漏事故损失。

2.3 应急预案

应急预案是海底油气管道泄漏应急管控体系的核心内容，是指导管道泄漏应急工作的纲领性文件，海底管道泄漏事故应急预案包含以下内容：

（1）事故分类和分级响应原则。海底油气管道应急处置应遵循事故分类和分级响应的原则，根据泄漏介质类型、泄漏强度和潜在的影响范围将海底油气管道泄漏事故进行分类。此外，根据泄漏事故类型和发展态势，应制定不同级别海底管道泄漏事故响应策略。

（2）应急组织结构和管理。应急组织结构包含管道泄漏事故应急工作中的人员结构和职责分配细节，具体包括油气公司应急领导小组、应急办公室、总部机关职能部门、信息组、专家组和现场应急指挥部。应建立海底油气管道泄漏重大事故应急处置专家库，由石油公司、科研院所和高校技术专家组成，以便在紧急情况下提供技术支持。

（3）应急预案层次。海底管道泄漏应急预案体系以企业行政管理体系为基础，形成自上而下逐级分布的结构，基于风险情景规划，将应急预案的层次划分为总体预案、专项预案和部门（现场）预案。

（4）应急管理程序。应急管理程序是应急预案的核心内容，海底管道泄漏应急管理程序包括泄漏确认、泄漏工艺控制、事故上报、现场处置、信息发布等环节。

（5）应急培训和演练。培训和演练对保证海底油气管道应急预案的实施和修订具有重要作用，应急领导小组应适时组织各部门管理人员、指挥人员、现场应急队伍和其他相关人员参加培训和演练，使相关人员明确在真实应急场景中自身的职责，提升应急工作能力，保证海底管道应急响应和处置能够正确、快速和高效实施。同时，应急演练也能够为检验和修订应急计划提供科学依据。

3 泄漏应急响应

3.1 泄漏事故报告

海底油气管道泄漏事故报告主要来自以下几个方面：①造成海底管道泄漏的责任方，如海上施工船舶等；②海上巡视船舶和飞机探测到管道路由上方油膜或者气泡涌流；③泄漏区域作业船舶或渔民；④在海上或者近岸区域的任何单位和个人；⑤当班员工发现管道压力和排量明显波动。

上述单位或个人一旦发现泄漏事故应立即上报公司应急办公室或海事局（海事局再通知公司），现场确认事故后，应急办公室应对事故发展态势做出判断，确定事故等级，并发布指令启动相应级别的应急响应程序。

3.2 应急响应程序

当确认泄漏事故发生以后，应执行以下响应程序：

（1）海底输油管道泄漏时，应关停上游生产装置，并联系下油站关闭阀门；海底输气管道泄漏时，关停上游生产装置，并进行管线泄压和火炬放空。

（2）油公司应上报海事局、航道局以及渔政管理部门，发出通告疏散周围船舶，在事故地点和周边区域设定警戒区域，禁止无关船舶驶入，并通过政府告知近岸区域可能受影响的居民和企业。

（3）漏点探查和应急封堵，制定管道封堵方案，对管道进行临时封堵或者永久性封堵，恢复生产，减小停产损失。

（4）制定海上溢油清理方案，对海底管道泄漏海面溢油进行清理和回收，恢复管道泄漏造成的环境及生态影响。此外，应急处置结束以后应对溢油事故的生态环境损害、应急力量投入和使用情况、应急效果等情况进行评估，并提出污染损害索赔、生态修复方案建议，上报应急办公室。

（5）当海底管道泄漏事故及影响得到有效控制，管道恢复正常运行时，应急行动终止。

（6）在事故发生及处置的不同阶段，应急办公室根据事故发展和处置情况，协调信息组适时统一对外发布事故信息。

3.3 应急处置方案实施原则

3.3.1 海底管道泄漏维修封堵

采用工艺措施对管道泄漏进行控制以后，需要对泄漏口进行封堵，恢复管线正常运行，实施管道封堵作业要遵循以下原则：①勘察海底管道缺陷类型以及泄漏段所在区域水深；②研究并制定管道封堵方案，包括海底管道可能发生失效类型的封堵预案，以及管线封堵应急装备调配预案；③实施维修封堵方案前，进行海底管道维修作业风险分析，识别和管控管线维修封堵作业过程中的风险源，提高管道维修作业可靠性。

3.3.2 海上火灾爆炸应急救援

海底输气管道泄漏可能造成海面施工和作业船舶发生火灾爆炸事故，进行海上应急救援时应遵循以下原则：①采取隔离和疏散措施，设立警戒区域，避免无关人员和船舶进入事故影响区域；②根据海上风向以及遇险船舶情况，合理组织扑救工作；③配备足够的消防力量，防止火势进一步发展；④以最快速度救援海上遇险人员，并将伤员送往医院救治。

3.3.3 船舶失稳应急救援

海底输气管道泄漏会形成海面涌流，造成事故区域的浮式结构物失稳，发生倾覆和翻沉事故，进行应急救援应遵循以下原则：①首先搜寻和救助遇险人员；②现场施救过程中应进行可燃气体浓度监测，防止引燃发生火灾爆燃；③平台或船舶如施救无效，危及船舶或救援人员时，应立即组织人员撤离。

3.3.4 海上溢油清理

海底原油管道泄漏引起溢油事故，清理处置过程中应遵循以下原则：①控制污染源，对海上溢油进行围堵，控制溢油影响区域；②避免或者减轻海上溢油对环境敏感区域的损害和威胁。

4 信息化支持系统模块设计

为对海底管道泄漏事故做出有效应急反应，设计海底油气管道泄漏应急信息化支持系统，以提高应急反应效率。应急响应支持系统包含且不限于以下重要模块：

（1）基于VR 技术的海底油气管道泄漏应急演练模块。基于虚拟现实技术（VR）构建包含海底管道封堵作业、海面火灾爆燃救援、船舶失稳救援以及溢油应急清理四种场景的应急演练模块，从而提高应急演练针对性和反应效率。

（2）海底油气管道泄漏风险数字化管理与预警模块。建立海底油气管道泄漏风险数字化管理模块，根据管道检维修数据和历史事故信息评估管道状态，预测事故发生概率，并根据结果发布警告，提示管道管理人员实施维修干预，提升管道可靠性；此外，该系统应包含管道光纤传感数据，根据管道重点部位的应力应变监测结果发布预警信息。

（3）介质运移扩散预测模型。应急反应系统应包含油气介质泄漏运移扩散预测模型，实现对水下油气运移轨迹以及海面油气扩散行为预测，为海底管道应急决策和反应提供支持。

（4）人力物力资源数据库。建立包含海洋工程、安全环保、航运、气象、渔业、保险、法律等各个方面专家以及现场技术人员数据库，记录这些专家和技术人员的信息，一旦发生事故，根据需要，动员其参与应急反应；此外，应对本区域能够用于海底管道封堵、海上溢油清理及其他场景应急和救援的装备信息记录在册，以便在紧急情况下能够快速实现应急装备和物资调配。

（5）应急预案数据库。将各层次和级别的应急预案形成数据库，形成其建立和修订档案，借助数字化手段，提高应急预案管理和使用效率。

5 结论

（1）以海底管道泄漏预警与预防机制以及事故应急处置为核心，从系统层面构建“风险-应急”一体化的海洋油气管道泄漏事故应急管理体系框架，包括风险评估与管理、重大泄漏事故预警、应急处置预案、应急中断恢复以及应急演练等。

（2）从风险评估与管理、预防与预警、应急预案三个层次构建海洋油气管道泄漏风险预防与预警机制，有效强化政府和油公司对海洋油气管道泄漏风险治理以及应急规划能力；制定海洋油气管道泄漏事故上报和应急响应程序，提出海底油气管道泄漏典型事故场景的应急处置方案实施原则。

（3）提出海底油气管道泄漏应急信息化支持系统的主要内容和功能模块，包括基于VR技术的海底油气管道泄漏应急演练模块、海底油气管道泄漏风险数字化管理与预警模块、管道泄漏介质运移扩散预测模型、人力物力资源数据库和应急预案数据库等。