해양 석유 및 가스 복합 단지의 위험 생산 시설 내 사고 및 사건의 발생, 전개 및 국소화 가능 시나리오 정의

현대 개발 단계에서 대륙붕의 탄화수소 추출은 러시아 연방 석유 및 가스 복합 단지 발전의 우선 과제입니다. 해양 석유 및 가스전 개발 시, 석유 및 가스 생산 시설의 사고 및 사건 전개 시나리오에 대한 종합적인 분석, 예방 및 제거를 목표로 하는 HSE 리스크 기반 접근 방식이 특별한 역할을 합니다. 모든 시나리오는 특정 빈도로 발생할 수 있는 개시 사건(다양한 강도의 누출/장비 고장 등)에서 시작됩니다.

해양 석유 및 가스 복합 단지의 위험 생산 시설(OPO)에서 발생한 사고 및 사건을 분석하면 발생 및 전개의 몇 가지 공통적인 패턴을 확인할 수 있습니다.

석유 및 가스 생산 플랫폼 사고의 원인은 다음과 같습니다:

• 시추공으로부터의 통제되지 않은 원유 및/또는 가스 분출
• 내력(또는 지지) 구조물의 무결성 훼손 및 장비의 고장(또는 결함)
• 인적 오류
• 기술적 요인에 의한 외부 영향(선박 충돌, 헬리콥터 추락, 파괴 공작)
• 설계 범위를 벗어난 자연적 영향

해양 고정식 플랫폼 운영 과정에서 다음과 같은 비상 상황이 발생할 수 있습니다 [2]:

• 누출로 인한 화재 및 폭발
• 시추공 분출
• 선박과 플랫폼의 충돌
• 기계실 화재
• 거주 구역 화재
• 화물 작업 중 화물 낙하
• 헬리콥터 추락
  

사고 및 사건의 발생 가능 원인을 분석한 결과, 해양 고정식 및 승강식 플랫폼에서 다음과 같은 사고 전개 시나리오가 도출되었습니다:

1. 점화 없는 장비로부터의 방출

대표 시나리오 S1:

시추공(장비)에서 원유(수반 가스) 방출 → 해양 고정식 또는 승강식 복합 단지 내부로 원유 유입(실내 가스 농도 상승) 및/또는 바다로 원유 유입, 환경 오염.

2. 화재 - 물적 피해, 인명의 생명과 건강, 사회 및 국가의 이익에 해를 끼치는 통제되지 않은 연소로, 그 구역의 크기가 액체 웅덩이 면적으로 제한되는 경우.

웅덩이 화재(Pool Fire)로 이어지는 대표 시나리오 S2:

인화성 액체(LVP), 가연성 액체(GP) 장비의 기밀 해제 → 주변 환경으로 액상 유입 → 액체 웅덩이 형성 → 점화원 존재 → 웅덩이 화재, 인명, 인접 건물 및 구조물에 대한 열 복사 영향.

3. 폭발 - 에너지 방출과 압축 가스 형성을 동반하는 매질의 급격한 화학적 변화.

가연성 물질 방출 시 증기상 폭발로 이어지는 대표 시나리오 S3:

인화성 액체, 가연성 가스(GG) 장비의 기밀 해제 → (웅덩이 형성 → 웅덩이 표면 증발) 연료-공기 혼합기(VCE) 구름 형성 → 점화원 출현 → VCE 폭발, 인명, 인접 건물 및 구조물에 대한 충격파 영향.

4. 제트 화재(Torch burning) – 압축 가연성 가스, 인화성 액체의 증기 및 액상 누출이 즉각적으로 점화되어 타오르는 불꽃 줄기가 형성되는 것.

제트 화재로 이어지는 대표 시나리오 S4:

가연성 가스 장비의 부분적 기밀 해제 → 압력 하에서 구멍을 통한 제품 유출 → 즉각적인 점화 → 제트 화재, 인명, 인접 건물 및 구조물에 대한 열 복사 영향.

5. 플래시 화재(Fire-flash) - 인명과 주변 물체에 위험한 압력파의 발생 없이 미리 혼합된 가스-증기-공기 혼합기 구름이 연소되는 것.

플래시 화재로 이어지는 대표 시나리오 S5:

인화성 액체, 가연성 가스 장비의 기밀 해제 → 웅덩이 형성 → 웅덩이 표면 증발(VCE 구름 형성) → 점화원 출현 → 플래시 화재, 인명, 인접 건물 및 구조물에 대한 열 복사 영향.

6. 플랫폼 파괴.

대표 시나리오 S6:

선박 충돌(지진, 불리한 기상 요인 등) → 구조물 파괴/플랫폼 전복, 화재 발생 가능성, 원유 방출 → 인명 피해, 원유에 의한 해양 환경 오염.

7. 시추공 분출(Well blowout) – 압축 가연성 가스, 인화성 액체의 증기 및 액상 누출이 즉각적으로 점화되어 타오르는 분출 화염이 형성되는 것.

시추공 분출로 이어지는 대표 시나리오 S7:

시추공 차단 장비의 기밀 해제 또는 그리폰 형성 → 압력 하에서 시추공 구멍을 통한 지층 생산물 유출 → 정전기 방전에 의한 비상 분출물 점화 → 가스 및 원유 분출 화재, 인명, 인접 건물 및 구조물에 대한 열 복사 영향.

8. 헬리콥터 추락.

대표 시나리오 S8:

PZhM-1 이착륙장 이착륙 시 헬리콥터 추락 → 구조물/장비 파괴, 등유 점화 시 화재 발생 가능성 → 인명 피해.