연안 기름 유출 방지 및 대응

Offshore oil spill prevention and response
해상 석유 시추 장비 검사원

연안 기름 유출 방지 및 대응은 환경으로 석유나 위험 물질을 방출하는 연안 사고의 수를 줄이고 그 사건 동안에 방출되는 양을 제한하는 연구와 관행이다.[1][2][3]

예방의 중요한 측면에는 장비와 절차에 대한 기술적 평가와 연안 운영의 회피, 통제 및 정지를 위한 훈련, 검사 및 비상 계획에 대한 프로토콜이 포함된다. 대응에는 기름유출 정화 장비와 절차에 대한 기술적 평가, 기름유출의 검출·모니터링·격납·제거, 피해 야생생물 및 서식지 복원 등의 프로토콜 등이 포함된다.[4]

미국에서는 미국 연방 해역의 모든 연안 석유 시설에 대해 연안 석유 유출 방지 비상 계획과 비상 대응 계획이 연방에서 의무적으로 요구되고 있다.[5] 현재 광물관리국(MMS)이 관리하고 있는 이러한 규제 기능은 2010년 5월 19일 새로 창설된 내무부 안전환경집행국으로 이관하라는 명령을 받았다.[6] 내해 기름 유출은 환경보호청(EPA)의 책임이고, 연안 및 심해항 기름 유출은 미 해안경비대의 책임이다.[7]

1978년의 외부 대륙붕 토지법 개정안은 청정 대기법과 수질법이 규정한 BAT(Best Available Technology) 기준과 달리 해상 시추 및 기름 유출 대응 관행이 BAST(Best Available and Safe Technology)의 사용을 포함하도록 규정했다.[8] [9] 기술평가연구(TAR) 프로그램은 계약 프로젝트를 통한 이러한 기술의 연구개발을 담당하지만, 기름유출 방지에도 인적요인이 큰 관련이 있다. 전 해양광물관리국(MMS) 성과안전지부장이었던 윌리엄 쿡은 "기술은 충분하지 않다"고 말했다. 머지않아 인간과 마주하게 된다. 인간이 하는 일이나 하지 않는 일은 종종 기술이 의도한 대로 작동하거나 그렇지 않음을 보장한다. 특히 신기술은 인적·조직적 요인(HOF)과 결합해 시스템 안전관리 접근방식으로 통합해야 한다."[10]

사상 최대 기름 유출 10위

주요 기사: 기름 유출 목록
순위 날짜 원인 출처 위치 스필 볼륨
1. 1991년 1월 23~27일 이라크의 고의적 행위 오일 탱커즈 쿠웨이트에서 10마일 떨어진 곳 2억 4억 4천만 갤런
2. 2010년 4월 20일 폭발 드릴링 리그 Deepwater Horizon 루이지애나 해안에서 50마일 떨어진 멕시코 만 2억 1천만 갤런
3. 1979년 6월 3일 웰 블로아웃 오일 웰 Ixtoc 1 멕시코 만 1억 4천만 갤런
4. 1992년 3월 2일 누출 유정 우즈베키스탄 페르가나 계곡 8,800만 갤런
5. 1979년 7월 19일 유조선 충돌 대서양 황후와 에게 대위 트리니다드 토바고 8700만 갤런
6. 1994년 9월 8일 댐파열 오일 저장기 러시아 8400만 갤런
7. 1977년 4월 웰 블로아웃 에코피스크 유전 북해 8100만 갤런
8. 1983년 2월 4일 충돌 노루즈 필드 플랫폼 페르시아만, 이란 8천만 갤런
9. 1991년 5월 28일 폭발 탱커 ABT 서머 앙골라의 해안 7800만 갤런
10. 1983년 8월 6일 유조선 화재 탱커 카스티요 데 벨버 남아프리카 공화국의 케이프타운 7800만 갤런

링크

규정과 결과

시추와 생산에 대한 처리와 처리 요건 때문에 폐기물은 더욱 엄격해질 가능성이 있다. 토지 처분 금지는 특히 원격 석유와 가스 운영의 경우 훨씬 더 큰 도전을 제기할 것이다. 석유와 가스 생산업자들이 이 새로운 규제의 파장을 준수하는 데 드는 상당한 비용은 준수 불이행으로 인한 훨씬 더 중요한 비용에 의해서만 초과될 것이다. 미국 연방환경보호청(EPA)과 전 세계 유사한 기관들뿐만 아니라 많은 주 및 지방 기관들도 그들의 집행 능력과 활동을 크게 증가시켰다. 대부분의 환경법에는 형사 고발이 있다. 이 때문에 많은 운영 인력과 대기업의 고위 경영진들은 점점 더 복잡해지는 요건과 환경법 위반으로 인한 심각한 결과에 대한 무지를 통해 환경 집행 조치의 잘못된 편에 서게 되었다.[11]

국제해사기구(IMO)가 주관하고 법률로 많은 국가에서 시행하는 선박오염방지협약(MARPOL)과 같은 국제조약은 선박에서 기름이 유출되는 것에 대해 의무적인 제한, 기록, 벌칙을 부과한다.

1967년 영국 연안에서 일어난 토레이 협곡 사건은 대량의 석유를 바다로 유출시켰다. 이번 사건이 부각시킨 많은 쟁점들 가운데 경제적 보상 문제가 있었다. 기존 법으로는 영국과 프랑스 정부가 책임 있는 법인을 상대로 적절한 보상을 요구하는 소송을 제기할 수 없었기 때문이다. 오늘날에는, 보상 문제에 대처하기 위한 틀을 제공하는 청정수법, 국제유류오염피해민간책임협약(CLC) 등 몇 가지 규제가 있다. 이 규정은 책임 당사자가 누구인지, 배상해야 할 손해는 무엇인지, 배상을 받아야 할 당사자가 누구인지 파악하는 것을 목적으로 한다. 비영리단체인 국제 유조선 소유주공해연맹(ITOPF)처럼 기름 유출 보상 주장을 다루는 비정부기구도 있다.[12]CLC와 같은 국제규제가 존재하고 널리 채택되고 있지만, 그것들은 어디에서나 적용되지는 않는다. 예를 들어 미국은 CLC 조성에 기여했지만 CLC의 서명인은 아니다. 중국은 CLC의 일부만 이행한 반면, 그들이 대신 의존하는 청정수법이나 석유오염법처럼 광범위한 국가 규제를 가지고 있기 때문이다.[13]

기술

탄화수소 생산 유정은 격납을 유지하기 위해 제자리에 있는 '배리어'를 기반으로 설계 및 관리된다. '이중 장벽' 철학은 탄화수소 저장소와 환경에 대해 독립적으로 검증된 두 개의 장벽이 항상 필요한 경우에 사용된다. 단일 장벽의 실패는 탄화수소 방출로 이어지지 않을 것이다. 시추, 생산, 작업 및 폐기 등의 다른 단계 동안, 유체와 압력의 제어를 유지하기 위해 많은 다른 장비들이 사용될 것이다.

드릴링 블로아웃 방지 장치

추가 정보: 블로아웃 방지 장치
그림 1. 시험한 전단 램 중 50%는 심해 시추에서 예상되는 압력 하에서 고장 났다.
그림 2. 전단 램에서는 두 개의 날개가 유압식으로 구동되어 두꺼운 강철 드릴 파이프를 절단한다.
그림 3. 드릴 파이프의 끝부분을 깎았다.

유정 굴착을 위한 1차 안전제어장치는 송풍방지장치(BOP)로 육상에서 유정 굴착을 제어하는 데 거의 1세기 동안 사용돼 왔다. BOP 장비 기술은 1960년대 이후 연안 우물에서 적용되어 사용되고 있다. 해저 BOP의 점검과 수리는 훨씬 더 비용이 많이 들고, 실패의 결과는 잠재적으로 훨씬 더 악화될 수 있다. 연안 BOP에는 해저에 위치한 해저 블로아웃 방지기와 라이저 파이프와 시추 플랫폼 사이에 위치한 표면 블로아웃 방지기의 두 가지 변형이 사용되고 있다. 표면 단위는 더 작고 가벼우며 비용이 적게 들며 일상적인 시험과 유지보수를 위해 더 쉽게 접근할 수 있다. 그러나 라이저 파이프가 깨지는 것을 막지는 못한다.[14]

블로아웃 방지 장치에는 자주 독립적으로 작동되는 차단 메커니즘이 쌓여 있기 때문에 고장 시 중복성이 있으며 드릴 파이프를 우물 보어 안이나 밖으로 가지고 모든 정상적인 상황에서 작업할 수 있는 능력이 있다. 예를 들어 Deepwater Horizon에서 사용되는 BOP는 "ramm" 5개와 "경감형" 블로아웃 방지 장치 2개를 가지고 있었다.[15] 그 숫양들은 "파이프 램"과 "샤르 램"의 두 종류였다. 드릴 파이프가 우물 안에 있을 경우 파이프 램프가 파이프에 수직으로 미끄러져 파이프 주변을 닫아 밀폐가 된다. 고리형 방지장치도 파이프 주위로 닫히지만 수직운동이 많아 드릴 파이프를 아래로 밀면 '스너빙'이나 '웰킬' 작업에서 필요할 수 있는 것처럼 약간 느슨해진다.[16] 시어 램은 드릴 파이프를 절단하고 드릴 파이프 내부에 무엇이 올라올지 모르는 것을 포함하여 모든 것을 차단하는 최후의 수단으로[17] 사용될 수 있다.

광물관리청을 위해 수행된 연구는 심층수 천공에서 전단 램의 신뢰성에 의문을 제기해 왔다. 그림 1은 2002년 해양 석유 굴착 장치에 대한 연구 결과를 보여준다. 본 연구는 "특정 장비의 BOP 장비가 예상할 수 있는 가장 까다로운 조건에서 주어진 시추 프로그램에 사용될 파이프를 전단할 수 있는가?"[18]라는 질문에 답하기 위해 설계되었다. 본 연구의 14개 사례 중 7건은 시험하지 않기로 선택했으며, 다른 하나는 명확한 결론을 도출하기에 불충분한 데이터를 가지고 있었으며, 3건은 예상 유정 보어와 해수 압력의 현실적인 조건 하에서 파이프를 전단하지 못했다. 각 고장의 경우 램프의 압력을 설계 값 이상으로 증가시켜 파이프를 성공적으로 깎았다.[18] 2004년의 후속 연구는 세 개의 다른 제조업체의 드릴 파이프와 일반적인 블로아웃 방지기의 훨씬 더 큰 샘플로 이러한 결과를 확인했다.[17]

뉴욕타임스(NYT)의 딥워터 호라이즌 기름 유출 사건 조사 결과 램 압력 부족 외에도 딥워터 블로아웃 방지장치(Deepwater Horizon)에 대한 다른 문제점이 나왔다. 파이프 섹션 사이의 나사산 접합부 중 하나가 전단 램 안에 위치하면, 이 접합부는 "거의 파괴할 수 없는" 것이기 때문에 램이 이 관절을 절단하지 않을 것이다.[19] 모든 블로아웃 방지기에 두 개의 전단 램을 요구하면 이러한 문제를 피하고 일부 유형의 "단일 지점 고장"[19]을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. BOP의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 다른 기술로는 BOP에 명령을 전송하기 위한 백업 시스템과 BOP의 유압 시스템에 연결되는 더 강력한 잠수함을 포함한다.[19]

Well Casings

그림 4. 종료 전 최종 테스트 동안 일반적인 웰 케이스.
추가 정보: 케이싱(보어홀)

해상 유정 케이싱은 그림 4와 같이 보어홀의 암벽에 시멘딩된 중첩된 강철 파이프 세트로 한다. 각 섹션은 위 섹션의 하단 끝 안에 있는 나사형 어댑터에 의해 일시 중단된다.[20] 케이싱이나 시멘트의 실패는 지하수 층으로 기름을 주입하거나, 우물에서 멀리 떨어진 표면으로 흘러가거나, 우물 머리부분의 분출로 이어질 수 있다.[21]

유정에는 케이싱 외에도 보통 "생산용 라이너" 또는 "생산용 튜브"가 들어 있는데, 이것은 케이싱 내부에 매달린 또 다른 강철 파이프 세트다. 케이스와 생산 라이너 사이의 "유체"는 케이스 내부의 압력을 주변 암석 "형성"에 있는 유체의 "포어 압력"과 "균형"하기 위해 특정 밀도의 "무드"로 채워진다.[16]

시멘트가 케이스와 보어홀 사이에 강하고 연속적인 360도 씰을 형성하도록 케이싱 섹션 주위에 "중심제"[16]를 배치한 후 보어홀로 내린다. 그런 다음 새 케이싱 섹션의 바닥과 보어홀의 바닥 사이의 공간에 시멘트를 주입한다. 시멘트는 케이싱 바깥쪽을 중심으로 흘러 올라가 그 공간의 진흙을 오염되지 않은 순수한 시멘트로 대체한다. 그런 다음 시멘트가 굳는 동안 몇 시간 동안 완전히 가만히 있다.[20]

중앙분리기가 없으면 케이싱이 보어홀과 접촉하는 곳에 진흙이나 오염된 시멘트를 뚫는 통로가 남게 될 위험이 크다. 이 채널들은 나중에 폭발할 수 있는 경로를 제공할 수 있다. 얇은 균열도 아래로부터 나오는 엄청난 기름 압력에 의해 밀려서 열 수 있다. 그러면 시멘트의 침식은 기름 속의 높은 속도의 모래 입자에서 일어날 수 있다. 따라서 머리카락선 균열은 활짝 열리는 구싱 통로가 될 수 있다.[22]

시멘트 고장의 또 다른 원인은 시멘트가 굳을 때까지 충분히 기다리지 않는 것이다. 이는 서둘러 시추를 한 결과일 수도 있고, 시멘트가 설정되어야 하는 시간 동안 시멘트가 기웃거리도록 하는 누출이 있을 경우 발생할 수도 있다. 시멘트 작업 후 "시멘트 평가일지"[16]를 실행하여 전체 씰의 무결성을 360도 상세하게 확인할 수 있다. 때로는 스케줄 압력으로 인해 이러한 로그를 건너뛰기도 한다.

시멘트는 또한 생산용 라이너 외부의 고리 안에 영구적인 장벽과 라이너 내부에 일시적인 장벽을 형성하는데 사용된다. 임시 방벽은 시추 후와 생산 시작 전에 우물을 "폐쇄"하는 데 사용된다. 그림 4는 그 위에 있는 무거운 진흙을 가벼운 바닷물로 대체하여 시험하고 있는 장벽을 보여주고 있다. 시멘트 플러그가 아래 진흙에서 나오는 압력을 억제할 수 있다면 바닷물이 위로 흐르지 않고, 최종 폐쇄를 위해 진흙으로 대체할 수 있다.

그림 4의 고리에는 시멘트 장벽이 없다. 그러한 장벽에 대한 요구사항은 없지만, 그러한 장벽들을 추가하는 것은 저장소에서 표면으로 직접 열린 채널을 통해 폭발의 위험을 최소화할 수 있다.[23]

인적 요인

참고 항목

참조

  1. ^ 1990년 석유오염법
  2. ^ 연방 수질오염관리법
  3. ^ 석유 유출 방지 및 대응 자문 그룹, 기준 개정판 3조, 영국 석유 & 가스
  4. ^ Ornitz, Barabar E.; Michael A. Champ (2002). Oil Spills First Principles: Prevention and Best Response. Elsevier Science, Ltd. ISBN 0-08-042814-2.
  5. ^ "Spill Prevention and Response". Energy Tomorrow, American Petroleum Institute. Retrieved 2010-06-15.
  6. ^ Straub, Noelle (20 May 2010). "Interior Unveils Plan to Split MMS Into 3 Agencies". The New York Times. Retrieved 2010-06-15.
  7. ^ "Oil Spills: Emergency management". Environmental Protection Agency. Retrieved 2010-06-15.
  8. ^ "MMS Technology Assessment & Research (TA&R) Program". Mineral Management Service. Archived from the original on 2010-05-28. Retrieved 2010-06-15.
  9. ^ The use of Best Available and Safest technologies (BAST) during oil and gas drilling and producing operations of the Outer Continental Shelf (OCS). Reston, Virginia: U.S. Geological Survey. 1980.
  10. ^ Cook, William S (March 1997). "Technology Alone is Not the Answer". All Days. SPE/EPA Exploration and Production Environmental Conference. doi:10.2118/37895-MS. Retrieved 2010-06-15.
  11. ^ Jones, Stephen C.; O'Toole, Patricia (1989). "Increasing Environmental Regulation of Oil and Gas Operations": 209–215. {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  12. ^ Marchand, Pauline (2017). "The International Law Regarding Ship-Source Pollution Liability and Compensation: Evolution and Current Challenges". 2017 International Oil Spill Conference. 2017: 193–210. doi:10.7901/2169-3358-2017.1.193 – via JSTOR.
  13. ^ yang, Yuan (2017). "LIABILITY AND COMPENSATION FOR OIL SPILL ACCIDENTS: INTERNATIONAL REGIME AND ITS IMPLEMENTATION IN CHINA". Natural Resources Journal. 57: 465–492 – via JSTOR.
  14. ^ 2010년 4월, 2010년 4월, 미국 광물 관리 서비스용 웨이백 머신(Wayback Machine, Inc., Marine Computing Services, Inc., Inc., 2010-06-12)에 보관된 표면 블로아웃 방지(BOP) 사용의 위험 분석 프로젝트 640 프로젝트
  15. ^ Deepwater Horizon에 잘 사용되는 미국 에너지부 오픈 정부 프로그램의 BOP 도표.
  16. ^ a b c d Schlumberger 오일필드 용어집은 정의와 간단한 설명을 위한 훌륭한 출처다.
  17. ^ a b 2010-06-12년 9월 West Engineering Services의 웨이백 머신에 보관된 전단 램 기능 연구 2004, 미국 광물 관리 서비스를 위한 프로젝트 463.
  18. ^ a b Wayback Machine, West Engineering Services, 2002년 12월 미국 광물 관리 서비스를 위한 프로젝트 455에서 보관된 Shear Ram 기능 검토
  19. ^ a b c Barstow, David; Laura Dodd; James Glanz; Stephanie Saul; Ian Urbina (20 June 2010). "Regulators Failed to Address Risks in Oil Rig Fail-Safe Device". The New York Times. Retrieved 2010-08-15.
  20. ^ a b 2010년 5월 3일, 웰, 헤딩 아웃(Dave Summers), 오일 드럼.
  21. ^ BP 결정 재난을 위한 무대, 벤 캐셀만, 러셀 골드, 월스트리트 저널, 2010년 5월 27일.
  22. ^ Schlumberger 오일필드 용어집에서 중앙집중제에 대한 논의를 참조하십시오.
  23. ^ Shell Oil 프레젠테이션 2010년 7월 Wayback Machine "Drilling for Oil: Drilling for Oil: Drilling We Drailing We Drailing Way and Taking A Way Way Traines Way, John Howlell, Asen Idea Festival"에서 보관된 2010-07-27.

외부 링크

  1. 미국 해안경비대 및 환경보호청, 기름 유출 방지, 통제 및 대책 규정
  2. 미국 석유 연구소, 석유 유출 방지 및 대응
  3. NOAA, 2002. 오일 유출 방지 및 대응: Exxon Valdez 기름 유출에 대한 선별된 참고 문헌
  4. 해양 기술 자원 센터. 2001. 심층수 생산 시스템의 위험도 비교분석
  5. 석유 & 가스 영국, 오일 유출 방지 및 대응 자문 그룹(OSPRAG)
  6. 국제 석유 유출 회의 (IOSC), 1969– 현재. 유출 방지, 계획, 대응 및 복구 프로세스, 프로토콜 및 기술에 관한 3,000개 이상의 논문과 전체 텍스트 회의 절차의 기록 보관.