奥里油溢油应急难点及策略方法

张白冰

（欣雨曦应急科技（北京）有限公司，北京 100089）

1 引言

奥里油是一种较新的能源和工业原料，自进入世界市场伊始，一些引进国考虑它可能带来的环境威胁，进行了有关奥里油溢油的研究，包括奥里油溢油危害，扩散特性，演化过程，围控，回收技术等等，这些研究注意到奥里油溢油与常规原油，成品半成品油的溢油存在很大不同，而且不同的泄漏量相对水体的大小及水体特征也极大影响溢油的演变过程以及相应的应急过程，由于没有对奥里油较大规模的溢油试验和较大的溢油案例，这些研究的结论均被加以一定的条件限定。本文在此类研究和结论的基础上，结合重大奥里油溢油现场的经验分析，系统指出奥里油与常规溢油的一些不同，解释了大规模奥里油溢油当中的一些特点现象，提出对奥里油的溢油处置需要有专门的方法体系，从促分散，促解乳化和云团捕集三个方向探寻奥里油溢油应急的技术途径。

2 奥里诺科原油及其溢油特点

2.1 奥里油简介

奥里诺科原油产于委内瑞拉，储量规模之巨大可比中东原油总储量，它的低碳链成分少，粘度高达到6000～40000CPS，传统方法难以开采和使用。使用乳化技术开采和制备的奥里诺科原油称为奥里诺科乳化油Orimulsion 简称奥里油，由大约70%的奥里诺科原油和30%的水及乳化剂组成，以水包油的分散体系存在，30摄氏度条件下，粘度大约为400～600cps[1]。奥里油相对较低的粘度及其分散体系的稳定性使得奥里诺科原油的大规模开采，运输和存储和使用工艺开发成为可能，作为替代燃料和优质沥青原料，奥里油已经得到比较广泛的采用，同时也带来了新的溢油风险和挑战。

2.2 奥里油溢油特点

奥里油溢油与普通原油溢油区别于原油溢油在水体中的行为主要是挥发，乳化；奥里油溢油则是分散和解乳化。

奥里油和水的密度非常接近，一般情况下略重于淡水，略轻于海水[2]，奥里油与水体之间的密度差异大小，溢油数量，水体密度，温度，海况条件会使奥里油呈现出不同的分散，漂移，解乳化过程特征。

少量奥里油在较大水体中可以自行分散，大量奥里油泄漏在有限水体或者平静的水体会在水中形成奥里油“云团”。水体的密度决定奥里油云团的形态，在海水中奥里油受浮力影响分布于水体表层几米深处，在淡水中，奥里油云团可以达到更大的深度[3]。

奥里油是动态平衡的分散体系，被分散的小油团有不断碰撞聚合的趋势，同时油中的分散剂又不断地将大油团分散成小油团。持续强烈的机械搅动、水体对油中分散剂或促进剂的稀释，以及海水盐分对水包油油团的脱水作用会促进奥里油的解乳化过程[3]，使奥里油密度降低，向水面浮起聚集，进而暴露于空气进一步脱水，粘度持续增加，在水体的分布特征和漂流特性随之发生改变；完全解乳化的奥里油呈现类似奥里诺科原油的粘弹性固体状态。

3 奥里油溢油的处理难点

奥里油溢油可以快速进入水体深处，分布隐蔽，溢油发展态势难以被准确掌握判断。溢油初期出现于水面的极薄油膜具有欺骗性，容易使应急人员对溢油的数量和主体分布位置以及溢油清除效果产生误判。常规溢油回收设备的收油机制对奥里油基本无效。水包油分散系的奥里油易于随水体运动而移动，移动速度接近于海流速度，在复杂海流区域以及河口等区域可以时沉时浮，同时油的性状随解乳化的进程不断发生变化；水下水包油分散系和水表解乳化油在水下水表同时分布，两者物理化学性质相异，在水体内的移动特性和运动轨迹完全不同，故而行为表现＂神出鬼没＂，被有的国际溢油应急界人士称为“Very Nasty Oil”（意为极难处理的溢油），反映了这种溢油的应急处理难度。在世界某些地区，因此存在对奥里油的运输规模限制。

奥里油进入水体早期的表面特征不明显，遥感探测不容易发现其存在，也不容易评估其泄漏数量、摸清其分布，预测其漂移轨迹，只能根据奥里油易于随洋流海流流动的特点，参考溢油地点洋流和海流参数判断溢油主体所在位置。由于奥里油（水下水包油分散系）与浮于水表的解乳化奥里油（高粘度原油）移动特性不同，因此不能用水表浮起的解乳化油或油膜的分布来判断水体内奥里油溢油主体的分布和泄漏数量。

喷洒常规溢油分散剂，可以清除早期溢油区域水表极薄的油膜，但是对分布深达几米甚至更深的亲水奥里油主体有无进一步的分散效果或解乳化抑制作用有待探究，对已经上浮水面的高粘度解乳化油，喷洒常规溢油分散剂无效。

奥里油与水之间没有清晰界面，密度和流体动力特性与水一定程度相似，溢油很容易从围控设备中逃逸，不容易聚拢，油的分布深度可以达到几米甚至更深，超出常规围油栏的围控深度。

常规收油机的作业深度也达不到奥里油的分布深度，同时奥里油分子被限制在具有亲水表面的小油团中，不能与亲油类型收油机的亲油材料表面基团发生亲和作用，使用带式，刷式等亲油类型收油机回收奥里油收取效果较差，仅在奥里油发生一定程度解乳化，浮起至水面且粘度在一定范围内时，常规亲油类型收油机和水动力式收油机才可以进行收取，但是可作业的窗口期很短，随着聚集到表层的奥里油深度解乳化，粘度不断增大，流动性变差，机械收油装置的负载会急剧上升，收油机的功率和收油泵扬程达到极限而无法工作。这时，只能对浮油直接进行人工或简单机械捞取（如爬坡输送带，挖掘铲斗等），需要大量的人力参与。清洗沾染了高粘度解乳化油的设备是一项艰巨的工作。

回收到污油舱的奥里油解乳化的发生速度很快，如果不采取维持分散系和控制油保持低粘度的措施或及时卸载，那么后期卸载和清理完全解乳化的高粘弹性奥里油非常困难，会对溢油应急工作的持续进行造成不利影响。

4 溢油应急策略和方法

针对奥里油溢油的特点和应急处置难点，可以考虑从促进分散，促进解乳化和云团捕集三个方向来思考具体溢油应急措施。

4.1 促进分散方向

对大水体中危害较低的少量奥里油泄漏，可以利用奥里油能分散于水体的特性，对奥里油云团使用高压水龙，水炮，轴流泵形成搅拌水流利用船舶尾流扰动等方法加快奥里油在水体中的分散速度。这种措施的目的和作用类似于对常规溢油使用分散剂处理。

4.2 促解乳化方向

奥里油一个不同于常规原油的显著特点是它的粘度可以被快速改变，奥里油完全破乳后，理论上粘度可以从400cps提高到40000cps，且可以在很短时间内发生，解乳化程度不同，粘度不同，促解乳化方法能够使奥里油加速解乳化并聚集到水体表面，从而增加溢油的可监测性和可控性，在奥里油的工业应用场合当中，已经有较成熟的快速解乳化措施[4]，在溢油应急场合，可以借鉴工业解乳化方法和原理结合应急现场条件，采用如喷洒专用解乳化剂、加温[5]、撒入对水包油基团有脱水破乳作用的安全盐类或者喷入饱和盐水等综合的促解乳化方法。对出事船船舱内尚未泄出的油，用快速解乳化方法增加粘度有可能能够降低奥里油外泄速度甚至阻止油的外泄。奥里油浮起后，可以根据油的粘度变化情况分阶段投入适用类型的收油机或其它收取装置并采取适当的战术。

4.3 云团捕集

大量泄出奥里油会集中在泄漏点附近的水体，呈云团状分布，靠近水表，在泄漏之初，油尚未分散，浓度高，粘度低，且油层具有较大厚度，此时可以吊放各类潜水泵（甚至使用绞吸船）在溢油分布水体大量抽取回收具有较高含油率的油水混合物并泵送至污油存储舱。各式收油机上装备的螺杆泵，转子泵，离心螺杆泵等装备都可以用于水表奥里油的直接抽取泵送。结合水下探测技术手段还可以进行精确泵抽，以提高收油效率。除使用声纳，蓝绿激光雷达等探测手段以外，也可以采用简单的水中油传感器和在水下不同深度取水样进行溢油分布探测确定奥里油云团的高浓度区域，在较小的水体范围内，结合卫星定位系统和海流的流动方向，有可能能够在一定程度上判断出溢出奥里油在水体的分布和运动变化趋势，确定出溢油分布的集中区域，然后进行精确泵抽回收作业。

回收的奥里油油水混合物在后处理过程中同样需注意奥里油解乳化后的高黏度对存储设备和处理设备以及后处理工艺过程的影响。污油舱中的奥里油宜采用防止解乳化的措施，尽量保持油较低的粘度，或者在油进一步解乳化前迅速将回收的奥里油进行卸载和后续处理。

总而言之，对奥里油的处置需要根据溢油数量的大小，水体大小，洋流海流情况，海况，奥里油的性状变化阶段，周边生态环境对溢油的敏感程度，气温，水温，现场的溢油应急资源和作业条件等等参考因素来决定将采取的应急策略和具体方法。

5 结论

奥里诺科原油以其巨大的储量必将成为一种更加被广泛使用的资源，奥里油作为克服奥里诺科原油开采、储运难题的改性产品将会继续被大量生产和储运，由此会带来更多更严峻的环境威胁问题。水包油体系溢油的处理方法和策略和常规溢油有着诸多的不同，针对国内存在奥里油运输航线，运输船锚泊地，装卸港口，物流存储的地区，有必要对奥里油的溢油特点以及溢油处置措施进行深入研究，对可能的应急方法策略展开量化的试验并进行评估，形成有针对性的实用的具体方案和预案，并纳入培训演习演练，同时做出有针对性的物资储备以降低这类油品发生泄漏时对我国水体环境的危害。对一些有着相当储运规模又具有特殊性质的油品或化学品，同样需要对其特性和泄漏后的行为特点以及应对措施加以专门研究寻找基本的应急措施和方法，以在未来可能的泄漏事件当中第一时间选择正确的应对方向并采取有效的应对策略。