Określenie możliwych scenariuszy powstawania, rozwoju i lokalizacji awarii oraz incydentów w niebezpiecznych obiektach produkcyjnych morskiego kompleksu naftowo-gazowego

Na obecnym etapie rozwoju wydobycie węglowodorów na szelfie morskim jest priorytetowym zadaniem dla rozwoju kompleksu naftowo-gazowego Federacji Rosyjskiej. Przy eksploatacji morskich złóż ropy i gazu szczególną rolę odgrywa podejście oparte na ryzyku, ukierunkowane na kompleksową analizę scenariuszy rozwoju awarii i incydentów w obiektach wydobywczych, ich zapobieganie oraz likwidację. Każdy scenariusz rozpoczyna się od zdarzenia inicjującego (wyciek o różnej intensywności/awaria sprzętu itp.), które może wystąpić z określoną częstotliwością.

Analiza awarii i incydentów, które miały miejsce w niebezpiecznych obiektach produkcyjnych (HSE) morskiego kompleksu naftowo-gazowego, pozwala zauważyć pewne wspólne prawidłowości ich powstawania i rozwoju.

Przyczynami wypadkowości na platformach wydobywczych ropy i gazu są:

• niekontrolowany wyrzut ropy i/lub gazu z odwiertów;
• naruszenie integralności konstrukcji nośnych (lub wsporczych), a także awarie (lub usterki) urządzeń;
• błędy personelu;
• zewnętrzne oddziaływania o charakterze technogennym (kolizja ze statkami morskimi, upadek śmigłowca, dywersja);
• nieprzewidziane oddziaływania naturalne.

W procesie eksploatacji morskich platform stacjonarnych możliwe jest wystąpienie następujących sytuacji nadzwyczajnych [2]:

• pożary i wybuchy w wyniku wycieków;
• erupcje odwiertów;
• kolizja statku z platformą;
• pożar w maszynowniach;
• pożar w kompleksie mieszkalnym;
• upadek ładunków podczas operacji przeładunkowych;
• upadek śmigłowca;
  

Analiza możliwych przyczyn powstawania awarii i incydentów pozwoliła zidentyfikować następujące możliwe scenariusze rozwoju sytuacji awaryjnych na morskich platformach stacjonarnych i samopodnośnych:

1. Wyrzut z urządzeń bez zapłonu

Typowy scenariusz S1:

Wyrzut ropy (gazu towarzyszącego) z odwiertu (urządzenia) → przedostanie się ropy do pomieszczeń morskiego kompleksu stacjonarnego lub samopodnośnego (zagazowanie pomieszczeń) i/lub przedostanie się ropy do morza, zanieczyszczenie środowiska.

2. Pożar – niekontrolowane spalanie powodujące szkody materialne, uszczerbek na życiu i zdrowiu ludzi, interesach społeczeństwa i państwa, którego zasięg jest ograniczony powierzchnią rozlewiska.

Typowy scenariusz S2, prowadzący do pożaru rozlewiska:

Rozszczelnienie urządzeń zawierających ciecze łatwopalne, ciecze palne → przedostanie się fazy ciekłej do środowiska → powstanie rozlewiska → obecność źródła zapłonu → pożar rozlewiska, oddziaływanie promieniowania cieplnego na ludzi, sąsiednie budynki i budowle.

3. Wybuch – gwałtowna przemiana chemiczna ośrodka, której towarzyszy wydzielenie energii i powstanie sprężonych gazów.

Typowy scenariusz S3, prowadzący do wybuchu fazy parowej przy wyrzucie substancji palnych:

Rozszczelnienie urządzeń zawierających ciecze łatwopalne, gazy palne → (powstanie rozlewiska → parowanie z powierzchni rozlewiska) powstanie chmury mieszaniny paliwowo-powietrznej → pojawienie się źródła zapłonu → wybuch mieszaniny paliwowo-powietrznej, oddziaływanie fali uderzeniowej na ludzi, sąsiednie budynki i budowle.

4. Spalanie pochodniowe – powstanie płonącego strumienia w warunkach natychmiastowego zapłonu wycieku sprężonych gazów palnych, fazy parowej i ciekłej cieczy łatwopalnych.

Typowy scenariusz S4, prowadzący do spalania pochodniowego:

Częściowe rozszczelnienie urządzeń z gazami palnymi → wypływ produktu z otworu pod ciśnieniem → natychmiastowy zapłon → spalanie pochodniowe strumienia, oddziaływanie promieniowania cieplnego na ludzi, sąsiednie budynki i budowle.

5. Pożar typu flash – spalanie chmury wstępnie wymieszanej mieszaniny gazowo-parowo-powietrznej bez powstania fal ciśnienia niebezpiecznych dla ludzi i otaczających obiektów.

Typowy scenariusz S5, prowadzący do pożaru typu flash

Rozszczelnienie urządzeń z cieczami łatwopalnymi, gazami palnymi → powstanie rozlewiska → parowanie z powierzchni rozlewiska (powstanie chmury mieszaniny paliwowo-powietrznej) → pojawienie się źródła zapłonu → pożar typu flash, oddziaływanie promieniowania cieplnego na ludzi, sąsiednie budynki i budowle.

6. Zniszczenie platformy.

Typowy scenariusz S6:

Kolizja ze statkiem (trzęsienie ziemi, niekorzystne czynniki meteorologiczne itp.) → zniszczenie konstrukcji/wywrócenie platformy, możliwe powstanie pożarów, wyrzut ropy → poszkodowanie personelu, zanieczyszczenie środowiska morskiego ropą.

7. Erupcja odwiertu – powstanie płonącej erupcji w warunkach natychmiastowego zapłonu wycieku sprężonych gazów palnych, fazy parowej i ciekłej cieczy łatwopalnych.

Typowy scenariusz S7, prowadzący do erupcji odwiertu:

Rozszczelnienie armatury odcinającej odwiertu lub powstanie gryfonu → wypływ produktu złożowego z otworu odwiertu pod ciśnieniem → zapłon awaryjnej erupcji przez wyładowania elektrostatyczne → pożar erupcyjny gazowo-ropny, oddziaływanie promieniowania cieplnego na ludzi, sąsiednie budynki i budowle.

8. Upadek śmigłowca.

Typowy scenariusz S8:

Upadek śmigłowca podczas startu (lądowania) na lądowisko PŻM-1 → zniszczenie konstrukcji/urządzeń, możliwe powstanie pożarów w przypadku zapłonu nafty → poszkodowanie personelu.