崔麗娜 謝勇

(新疆克拉瑪依市氣象局氣象臺,新疆克拉瑪依 834000)

大風對克拉瑪依油田設施的影響

崔麗娜 謝勇

(新疆克拉瑪依市氣象局氣象臺,新疆克拉瑪依 834000)

大風是克拉瑪依的一種重大的氣象災害,對社會生產(chǎn)和人民生活的影響很大,同時,大風更是油田生產(chǎn)建設中最大的災害性天氣。該論文利用2005年—2012年克拉瑪依大風資料統(tǒng)計得出克拉瑪依各油田大風特征,并據(jù)此提出大風對油田的重大影響以及一些解決辦法。

大風 油田設施 防災減災

1 引言

新疆維吾爾自治區(qū)是中國盛行大風的地區(qū)之一， 大風日數(shù)多，風力強， 持續(xù)時間長， 對工農(nóng)業(yè)、交通運輸和人民生活造成極大危害，成為新疆主要災害性天氣之一[1-3]。

對于克拉瑪依這座石油城來說，大風對社會生產(chǎn)及人民生活產(chǎn)生了很大的影響。例如：1996年4月22日，克拉瑪依市大風致使市區(qū)通訊線路遭嚴重破壞，長度達1.2千米；6千伏輸電線路停電50條之多，中斷供電長達10個小時[4-6]。百口泉110千伏變電所因母線被刮斷，致使石油管理局80% 的生產(chǎn)區(qū)域停電，原油產(chǎn)量減少8300噸，造成的經(jīng)濟損失達3千多萬元以上[4-6]?？死斠朗侵匾挠吞镒鳂I(yè)區(qū)域，大風是油田生產(chǎn)建設中最大的災害性天氣，尤其是對于油田野外工作的影響較。本文即對克拉瑪依大風的特征進行了研究，并針對大風對油田設施的影響提出了一些解決方案[1]。

2 資料與方法

本文利用氣象記日法，即 20：00—20：00記載有大風現(xiàn)象的日子為一個大風日進行統(tǒng)計[2、7-10]。根據(jù)所采用的近8年的大風資料，統(tǒng)計各年代、月大風日數(shù)， 得出當?shù)卮箫L的變化趨勢及季節(jié)分布特點； 根據(jù)對大風出現(xiàn)時間及持續(xù)時間的統(tǒng)計， 從而得到克拉瑪依大風現(xiàn)象的時間分布規(guī)律。

3 克拉瑪依大風的基本特征

3.1 各油田大風分布狀況

以下圖表1中列出的皆為克拉瑪依市重要的油田分布區(qū)從2006年—2012年的大風分布狀況。從下表可以看出：獨山子的大風年平均日數(shù)最少；百口泉的大風最多，幾乎達到了獨山子的10倍。這除了地形的差異以外，還與測站周圍環(huán)境有著不可分割的關(guān)系。

3.2 大風的月變化特征

以圖2為克拉瑪依市六個油區(qū)自動站的2006年—2012年各月的大風日數(shù)，從圖2可以看出：大風的月變化各站并不完全相同，其中白堿灘的月大風主要集中在5月，而其它各站則一致集中在6月。各站除了冬季12、1、2月大風日數(shù)較少外，其它各月大風出現(xiàn)概率較大。大風日數(shù)隨季節(jié)變化較大，其中春季和夏季大風日數(shù)較秋冬季多，風力強勁。

3.3 大風的日變化特征

由圖3可以看出：克拉瑪依近八年大風的日變化具有明顯的階段性，主要表現(xiàn)為下午17時到夜間23時，在這段時間，出現(xiàn)大風的幾率很高。風速往往在午后16時開始增大，在19時—23時風速達到最大，入夜之后風速有所減小。強對流天氣到來時，受對流氣團的影響，風力強勁。

表1 克拉瑪依市各油田區(qū)域大風統(tǒng)計Table 1 Wind statistics in Karamay Oilfield Regional

3.4 最多風向和最大風風向

經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，克拉瑪依的大風多西北風和西北偏西風向，次數(shù)均達到164次之多，東、東北、東南風向出現(xiàn)頻率較少，幾乎為0次，從未出現(xiàn)。

4 大風對油田設施的影響

4.1 大風對勘探工作造成的影響

石油勘探開發(fā)大部分的工作環(huán)節(jié)都是在野外分散完成的，受到自然環(huán)境的影響較大。因為石油勘探主要依據(jù)波的原理進行工作，如果風力過大，產(chǎn)生的不規(guī)則隨機干擾波，使測得的數(shù)據(jù)失真，影響勘探工作質(zhì)量，而且還會引起事故[11-12]。

4.2 大風對鉆井工作造成的影響

在鉆井作業(yè)和井架拆卸、安裝時，大風會使吊件擺動幅度過大，焊接時火力不集中。各種鉆井器械和工人的重心不穩(wěn)，大風甚至還會刮倒井架影響鉆井作業(yè)。同時，大風引起的沙塵暴還會侵污泥漿、破壞機械，完井時大風會引起電纜振動，導致信號異常，有時甚至是難以進行電測，從而影響油井壽命[11-12]。

4.3 大風對采油工作造成的影響

采油是油田野外工作中一個重中之重的環(huán)節(jié)。大風往往會對野外采油的生產(chǎn)設備造成巨大的破壞。大風致使石油交通運輸受阻、通信失靈、供電線路跳閘停電機械無法正常運作、抽油機不能正常抽油，同時造成工作人員傷亡。另外大風引起的沙塵暴會將大量塵沙吹起，污染原油，侵蝕機體、損壞機器[11-13]。

4.4 大風對油田工程設計造成的影響

在油田工程設計時，應充分考慮克拉瑪依各油區(qū)的極大風速值、最多風向及大風持續(xù)時間，合理設計，科學施工。有時即使風力不太大，但持續(xù)時間較長，也可以造成危害，因為建筑物并不是僅因為瞬間大風而被吹毀的，積累破壞應力需要一定時間[14]。所以了解克拉瑪依各個油區(qū)的10分鐘的最大風速、風向規(guī)律以及年極大值至關(guān)重要。

5 防御措施

由第3節(jié)的統(tǒng)計分析可見，克拉瑪依市主要的八個油田區(qū)域除去獨山子區(qū)大風日數(shù)較少外，其它各個區(qū)域大風日數(shù)均較多，且大風多集中于5—6月份，日大風高發(fā)時段為17-24時，風向多為西北與西北偏西風，那么可以針對克拉瑪依大風頻發(fā)季節(jié)、出現(xiàn)時次、最多風向?qū)τ吞镌O施大風的防御采取針對性解決方案。

圖2 克拉瑪依各油區(qū)大風月變化特征Fig 2 Annaal variali characteristics of gale monthes in Karamay oilfield regional

圖3 克拉瑪依各油區(qū)大風日變化特征Fig 3 Annaal variali characteristics of gale days in Karamay Oilfield Regional

5.1 大風前的預防工作

(1)克拉瑪依氣象局應注重提高防范意識，特別是在大風的高發(fā)季節(jié)5-6月份，加強對大風的監(jiān)測預報能力。(2)做好克拉瑪依氣象局與油田單位的預警平臺工作，第一時間將大風預警信息發(fā)布至油田部門，使其積極做好防御工作。(3)易燃、易爆場所要管理好明火。固井、電源、射孔等作業(yè)應加快速度或停止作業(yè)，推遲到大風后進行[12]。

5.2 大風期間的防護工作

克拉瑪依氣象局應在大風期間保持與各石油部門的密切聯(lián)系，及時將大風信息告知油田部門，使其了解并嚴密監(jiān)視大風的變化，遇到重大情況能夠及時得到解決。

5.3 大風過后的積極搶險工作

克拉瑪依氣象局防災減災部門應當協(xié)助石油單位在風力減小后積極組織救災，根據(jù)需要搶修供電、通訊線路，保證各要害部門盡快恢復正常生產(chǎn)和工作。

6 結(jié)語

(1)克拉瑪依市是我國重要的石油基地，克拉瑪依大風頻發(fā)，而且強度較大，油田地處野外，大風對油田設施的影響尤為重要。

(2)經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析：大風日數(shù)隨季節(jié)變化較大，其中春季和夏季大風日數(shù)較秋冬季多，大風多西北風和西北偏西風向，次數(shù)均達到164次之多?？死斠来箫L的日變化具有明顯的階段性，主要表現(xiàn)為下午17時到夜間23時。

(3)大風對勘探、鉆井、采油、油田設施工作均會造成巨大影響影響，為了使大風對克拉瑪依油田工作的影響降到最低，克拉瑪依氣象局防災減災辦公室應與油田部門緊密聯(lián)系做好大風前的預報預警、大風過程中的積極防護、大風后的有利搶險，將大風災害對油田部門的經(jīng)濟損失減小到最少。

[1]阿尼爾·卡拉帕,道然·加帕依.東疆大風的統(tǒng)計分析[J].沙漠與綠洲氣象,2008,2(3):41-43.

[2]謝秀英,謝秀琴.1958-2007年福?？h大風天氣統(tǒng)計分析[J].氣象與環(huán)境學報,2009,25(6):52-55.

[3]孫東霞,謝小紅,郭曉靜.克拉瑪依特強大風的氣候特征及天氣分析與預報[J].沙漠與綠洲氣象,2008,2(4):18-21.

[4]王繼新,劉亞民.克拉瑪依大風的氣候特征及其與上游大風關(guān)系的分析[J].科技資訊,2009,17:153.

[5]郝雷.烏蘇和沙灣大風的天氣氣候特征[J].科技資訊,2008(30):213.

[6]馬禹,王旭,黃鎮(zhèn).新疆沙塵天氣的演化特征及影響因子[J].干旱區(qū)地理,2006,29(2):178-l85.

[7]徐予洋,彭成海,顧俊英.伊犁地區(qū)大風天氣的氣候特征[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2008,36(33):14665-14666.

[8]李新東,馬玲霞,張廣興等.塔額盆地大風、沙塵天氣統(tǒng)計特征分析[J].沙漠與綠洲氣象,2008,2(6):19-23.

[9]張家寶,蘇起元,孫沈清.新疆短期天氣預報指導手冊[M].新疆:新疆人民出版社,1986:274-279.

[10]戴湘艷,周鴻奎,陳永川.托克遜大風的氣候特征分析[J].沙漠與綠洲氣象,2010,4(6):27-29.

[11]張相梅.濮陽市大風的氣候特征及對油田的危害和防御對策[J].河南氣象,1997,2:38—39.

[12]雷文章.油氣田勘探開發(fā)作業(yè)過程危險、危害因素識別[J].中國職業(yè)安全衛(wèi)生管理體系認證,2002,(5):23-26.

[13]徐峰,劉學武,賀輝宗等.石油勘探開發(fā)作業(yè)危害辨識與風險控制探討[J].安全健康和環(huán)境,2010,10(2):12-14.

崔麗娜(1983—),女,工程師,從事天氣預報工作。