石油墨西哥灣海上鉆井平臺(tái)井噴著火事故案例

墨西哥灣BP公司海上鉆井平臺(tái)

井噴著火爆炸事故案例二○一○年六月

墨西哥灣井噴一、基本情況二、事故經(jīng)過三、應(yīng)急處置四、原因分析五、教訓(xùn)工程技術(shù)分公司一、基本情況一、基本情況

當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月20日晚上22:00左右，BP公司位于墨西哥灣的“深水地平線（DeepwaterHorizon）”鉆井平臺(tái)MissssippiCanyon252號(hào)1-01井發(fā)生井噴爆炸著火事故，造成11人失蹤，17人受傷，大面積海域受到嚴(yán)重污染。工程技術(shù)分公司一、基本情況

1.作業(yè)者與承包商區(qū)塊：MississippiCanyonBlock252位于美國路易斯安那州海洋Maconda探區(qū)股份：BP擁有占65%的權(quán)益，美國Anadarko石油公司和日本三井物產(chǎn)公司分別擁有25%和10%的權(quán)益作業(yè)水深：1524米離岸距離：77公里油公司：BP

鉆井承包商：越洋鉆探公司（Transocean）固井服務(wù)公司：哈里伯頓水下防噴器供應(yīng)商：Cameron公司工程技術(shù)分公司一、基本情況

2.平臺(tái)情況

第五代深水半潛式鉆井平臺(tái)建造者：韓國現(xiàn)代重工。建成日期：2001年最大作業(yè)水深：2438米。額定鉆深能力：9114米定員：130人。工作吃水：23米尺寸：長112米，寬78米，型深41米。隔水管外徑：21英寸平臺(tái)重量32588噸，排水量52587噸。甲板最大可變載荷8202噸，DP-3系統(tǒng)有8個(gè)推進(jìn)器，最大航速4節(jié)（7.41公里/小時(shí)）。定位方式：DP-3動(dòng)力定位。事故井作業(yè)日費(fèi)：53.3萬美元服役時(shí)間：2001年工程技術(shù)分公司一、基本情況

工程技術(shù)分公司一、基本情況3.人員情況該平臺(tái)可容納130人。事故發(fā)生時(shí)，平臺(tái)上共有126人，其中越洋鉆探公司的員工79名，英國石油公司(BP)員工6名和承包商人員41名。一、基本情況3.水下防噴器該井配套的水下防噴器為喀麥隆生產(chǎn)，最大工作壓力15000psi（103MPa）。下部配有一個(gè)雙閘板、兩個(gè)單閘板，兩個(gè)環(huán)形。兩個(gè)單閘板中，一個(gè)為剪切閘板，一個(gè)為變徑閘板。一、基本情況一、基本情況4.井的情況

井號(hào)：MC252號(hào)1-01

井別：探井井型：直井設(shè)計(jì)井深：20000英尺/6096米實(shí)際井深:18360英尺，5596米作業(yè)區(qū)域水深：5067英尺/1544米一、基本情況5.井身結(jié)構(gòu)該井在鉆至井深5486米完鉆。下7〞生產(chǎn)尾管管，采用低密度水泥漿固井，候凝時(shí)間20小時(shí)。爆炸發(fā)生在4月20日22時(shí)完井井身結(jié)構(gòu)為：36〞×5321英尺（1622米）+28〞×6217英尺（1622米）+22〞×7937英尺（2419.8米）+18〞×8969英尺（2734.5米）+16〞×11585英尺（3532米）+135/8〞×13145英尺（4007.6米）+117/8〞×15103英尺（4604.5米）+97/8〞×17168英尺（5231.2米）+7〞×97/8〞×18360英尺（5597.6米）。一、基本情況一、基本情況6.事故影響十一人在事故中死亡：隊(duì)長-JaysonAnderson司鉆－DeweyRevette副司鉆－DonaldClark副司鉆－StephenCurtis吊車司機(jī)－DaleBurkeen井架工－RoyKeMP鉆工－KarlKleppinger鉆工－ShaneRoshto鉆工－AdamWeiseMISwaco（泥漿服務(wù)商）-GordonJonesMISwaco（泥漿服務(wù)商）-BlairManuel公司形象、聲譽(yù)受損股價(jià)暴跌面臨巨額罰款美國暫停發(fā)放新的深水鉆探許可美國總統(tǒng)奧巴馬宣布成立獨(dú)立的總統(tǒng)委員會(huì)對(duì)事故展開深入的調(diào)查，半年內(nèi)暫停發(fā)放新的深水鉆探許可二、事故經(jīng)過二、事故經(jīng)過

4月19日，下入97/8″*7″復(fù)合完井套管(18360英尺）5598米，固井后坐密封總成后，侯凝16.5小時(shí)后，正向試壓10000psi(68.97MPa）合格。然后反向試壓1400psi(10.3MPa）二、事故經(jīng)過

4月20日，計(jì)劃在井筒內(nèi)8000多英尺打水泥塞，進(jìn)行暫時(shí)棄井，將來再進(jìn)行二次完井。

二、事故經(jīng)過

于是，在侯凝16小時(shí)后，用海水替出8000多英尺的泥漿。根據(jù)資料分析:20:00，開始注海水20:10，泥漿出口液量增加，泥漿罐液量增量增加。已經(jīng)發(fā)生溢流。21:10，停泵，立壓由

1200

psi(8.27MPa)

升高到

1700

psi(

11.72

MPa)，壓力增加趨勢(shì)平緩，估計(jì)是關(guān)閉了環(huán)形防噴器。二、事故經(jīng)過21:14,再次開泵，立壓繼續(xù)上升。出口流量較小。泥漿罐液量增量減小。21:18,停泵，立壓輕微下降后，繼續(xù)上升。21:20,再次開泵，隔水管液量增加，出口流量為零，泥漿罐液量增量變化很小，說明發(fā)生井噴，井筒流體從井口噴出。21:30,停泵，立壓輕微下降后，繼續(xù)上升，然后突然下降，可能是膠心發(fā)生刺漏。隔水管流量和出口流量均為零，可能是井筒中充滿氣體。21:38,關(guān)閘板防噴器，立壓上升后，立即下降,說明閘板防噴器未發(fā)揮作用。21:42,關(guān)第二個(gè)環(huán)形防噴器，立壓上升，21:47,立壓迅速上升。21:49,立壓繼續(xù)迅速上升，泥漿出口流量突然增加。發(fā)生強(qiáng)烈井噴失控，天然氣攜帶原油強(qiáng)烈噴出。平臺(tái)充滿油氣，柴油機(jī)房首先發(fā)生爆炸著火。由于過高的立壓，使泥漿泵安全凡爾憋開，油氣從泵房噴出，引發(fā)泵房爆炸著火。二、事故經(jīng)過三、應(yīng)急處置

三、應(yīng)急處置

本次井噴爆炸著火事故是美國最近50年以來所發(fā)生的最嚴(yán)重的海上鉆井事故之一。爆炸發(fā)生后的黑煙高達(dá)數(shù)百英尺。4月22日，經(jīng)過一次大爆炸的重創(chuàng)，鉆井平臺(tái)在燃燒了36個(gè)小時(shí)后，沉入了墨西哥灣。三、應(yīng)急處置

之后，每天有5000桶的原油源源不斷地流入墨西哥灣，造成大面積海洋環(huán)境污染。BP事故處理指揮中心BPCEOTonyHaywardFloridaGovernorCharlieCrist新聞發(fā)布會(huì)

FloridaDepartmentofInteriorBP公司快速在休斯頓設(shè)立了一個(gè)大型事故指揮中心。從160家石油公司調(diào)集了500人參與其中，成立聯(lián)絡(luò)處、信息發(fā)布與宣傳報(bào)道組、油污清理組、井噴事故處理組、專家技術(shù)組等相關(guān)機(jī)構(gòu)，并與美國當(dāng)?shù)卣e極配合，尋求支援。三、應(yīng)急處置海岸警衛(wèi)隊(duì)架護(hù)欄攔截原油2.動(dòng)員各方力量、采取各種措施清理油污

目前，在清污現(xiàn)場(chǎng)使用的主要方法包括：圍堵清理、化學(xué)制劑分散法、撇油法、可控燃燒法、收集法等?；瘜W(xué)制劑分散法是從泄漏原油上空噴灑化學(xué)分散劑，將浮油分解成更小的油滴混入水中，被洋流沖走或自然降解。但效果有待后續(xù)測(cè)試證實(shí)。三、應(yīng)急處置

撇油器和收集罩：前者是在浮油分解后，撇取浮油沫，并將其收入桶中。收集罩則用于在海底收集石油，并泵至海面的石油儲(chǔ)存裝置中。可控燃燒法：即就地燃燒原油法，用防火浮油柵將泄漏石油中成團(tuán)的油聚集在一起，將它們轉(zhuǎn)移到別的地方，然后燒掉。三、應(yīng)急處置

4.聘請(qǐng)道達(dá)爾、?？松裙緦＜抑贫ň畤娐┯椭卫泶胧┤?yīng)急處置ROV正在啟動(dòng)BOP控制系統(tǒng)ROV顯示防噴器可能有物體卡住失事平臺(tái)上使用的防噴器水下防噴器組合

5.設(shè)法啟動(dòng)水下防噴器關(guān)井。

4月26日出動(dòng)多臺(tái)水下機(jī)器人（ROV），嘗試關(guān)閉水下防噴器來實(shí)現(xiàn)關(guān)井，沒有成功。三、應(yīng)急處置6.采用大型吸油罩吸油。研究提出采用大型吸油罩將漏油處罩上并抽油。設(shè)計(jì)出一個(gè)重約125噸的大型水泥控油罩下沉至漏油點(diǎn)，打算罩住泄漏石油，隨后用泵抽出。但大量天然氣水合物晶體聚集罩內(nèi)，形成堵塞，令控油罩無法發(fā)揮功用。5月8日BP公司宣布控油罩方案失敗。漏點(diǎn)一漏點(diǎn)二漏點(diǎn)三三、應(yīng)急處置大型控油罩7.采用小型控油罩吸油。由于天然氣水合物堵塞了水泥罩的抽油口，BP公司將水泥罩從主漏油點(diǎn)挪開，設(shè)計(jì)了一個(gè)較小的金屬罩放置到放到主漏油點(diǎn)。小型控油罩小型控油罩安放示意圖三、應(yīng)急處置

8.安裝吸油管吸油

BP公司5月14日開始嘗試在海底油井漏油口安裝類似虹吸管的裝置吸管。經(jīng)過多次艱難的嘗試后，工程人員16日遙控水下機(jī)器人，在水下約1600米處成功將吸油裝置連上海底輸油管，開始將部分漏油輸往一艘油輪。BP公司5月19日宣稱，每天可以回收約3000桶泄漏原油，是泄漏原油總量的60%。三、應(yīng)急處置

9.頂部壓井法

BP公司5月26日宣布啟用“TopKill”封堵墨西哥灣漏油。從井眼頂部向破損油井注入重鉆井液和水泥以封堵這口油井。該技術(shù)曾在陸地油井使用，此次是首次用于深海油井。這一方案的成功把握在60～70％之間。實(shí)施過程需要2～3天時(shí)間。

5月30日宣布，頂部壓井法失敗。三、應(yīng)急處置三、應(yīng)急處置10.切割隔水管。在隔水管底法蘭上罩上吸油罩進(jìn)行吸油，目前正在進(jìn)行施工作業(yè)。

11.打救援井在東西兩個(gè)方向各打一口泄壓救援井，2口救援井均已開鉆。計(jì)劃打穿97/8″尾管，在油層頂部擠水泥封井，2口救援井需要2～3個(gè)月。

5月2日，第一口救援井開鉆。

5月16日，第二口救援井開鉆。四、原因分析四、原因分析（一）井噴的直接原因

1.在固井侯凝后，替海水過程中，套管外液柱壓力降低，是發(fā)生井噴的一個(gè)直接原因。該井完井泥漿密度約16ppg（1.9g/cm3），海水密度為1.03g/cm3。海水深5067英尺（1544.8米）。在替水過程中，隔水管內(nèi)1544米的泥漿液柱替換為海水液柱，使套管環(huán)空上部液柱壓力降低，導(dǎo)致發(fā)生溢流，直至井噴；

四、原因分析

2.未及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流，以及發(fā)現(xiàn)溢流后采取措施不當(dāng)是井噴失控爆炸著火的直接原因。發(fā)生溢流初期，現(xiàn)場(chǎng)人員可能沒有發(fā)現(xiàn)溢流。在大量溢流的情況下，仍然堅(jiān)持開泵循環(huán)。直到井筒天然氣到井口，才停泵，觀察4分鐘后關(guān)井。然后兩次開泵排氣，井筒已全部為天然氣，再次關(guān)閉其他防噴器，由于噴勢(shì)太大，防噴器也發(fā)生刺漏。最后，發(fā)生強(qiáng)烈井噴，爆炸著火。四、原因分析

（二）間接原因

1.固井質(zhì)量不合格，是造成井噴的一個(gè)間接原因。該井曾發(fā)生過循環(huán)漏失，為了防止在固井中漏失，該井采用了充氮?dú)獾兔芏人酀{。有報(bào)道講，該水泥漿體系獲得固井成功的難度很大，有可能該井的固井質(zhì)量存在問題。同時(shí)81/2〃井眼內(nèi)的小間隙固井也使得固井質(zhì)量難以保證，導(dǎo)致下部高壓油氣的侵入。四、原因分析

2.固井后，沒有按要求測(cè)固井質(zhì)量，檢驗(yàn)固井質(zhì)量，違章進(jìn)行下部作業(yè)，是造成井噴的另一個(gè)間接原因。有報(bào)道講，該井在發(fā)生事故前，有斯倫貝謝公司測(cè)井人員在平臺(tái)待命，但是BP公司通知他們?cè)摼挥脺y(cè)井，他們就提前離開了平臺(tái)；四、原因分析

3.水泥返高存在缺陷，可能也是引發(fā)事故的一個(gè)間接原因。根據(jù)該井的井身結(jié)構(gòu)圖，完井套管固井水泥漿沒有上返至上層技術(shù)套管內(nèi)，完井套管固井水泥漿返高與上層技術(shù)套管之間存在裸眼段，為本井的井噴事故埋下了隱患。四、原因分析

4.固井侯凝時(shí)間短也是引發(fā)事故的一個(gè)間接原因。該井在固井侯凝16.5小時(shí)后，就開始替海水作業(yè)。侯凝時(shí)間短，為井噴事故埋下了隱患。四、原因分析5.密封總成坐封效果不好是造成井噴失控的一個(gè)間接原因。該井在固井后，密封總成已坐封，但油氣仍從套管環(huán)空噴出，說明密封總成坐封效果不好，沒有起到應(yīng)有的密封效果。套管懸掛器水下井口裝置6.井控裝備性能不能再關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮應(yīng)有作用，是導(dǎo)致井噴失控的一個(gè)間接原因。該井由于前期未發(fā)現(xiàn)溢流，關(guān)井時(shí)間晚，井涌加劇的情況下關(guān)井導(dǎo)致防噴器膠芯刺漏。同時(shí)，該井配有防噴器的緊急關(guān)斷系統(tǒng)，當(dāng)水下防噴器與平臺(tái)失去聯(lián)系時(shí)，緊急關(guān)斷系統(tǒng)啟動(dòng)，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉水下防噴器。但不知什么原因，該井的緊急關(guān)斷系統(tǒng)沒有發(fā)揮作用。再者，該井的防噴器還配有機(jī)器人水下關(guān)閉防噴器的功能，但在事故后，同樣不知什么原因，也無法啟動(dòng)，沒能成功關(guān)井。四、原因分析四、原因分析四、原因分析

（三）管理原因

1．未及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流，是發(fā)生井噴失控事故的一個(gè)管理原因。從現(xiàn)場(chǎng)錄井資料來看，該井在替水過程中，在20:10，泥漿罐的液量急劇增加，到20:35，已增加了500多桶，但現(xiàn)場(chǎng)無人及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流，錯(cuò)誤地繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)，沒有及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。直到天然氣到井口才停泵觀察后，關(guān)井。錯(cuò)失了關(guān)井的正確時(shí)機(jī)。有報(bào)道講，井架工曾給司鉆說鉆井液溢出太多了，但隨即就發(fā)生了強(qiáng)烈井噴，油氣彌漫平臺(tái)，發(fā)生了爆炸。四、原因分析2.錄井人員責(zé)任心不強(qiáng)，是發(fā)生事故的另一個(gè)管理原因。從錄井資料看，該井在替水過程中，從20:10開始發(fā)生溢流，泥漿罐液量大量增加，但一直到發(fā)生事故的21:50，長達(dá)1小時(shí)40分的時(shí)間里，錄井資料非常明顯地顯示出井內(nèi)溢流，但錄井人員均沒有引起重視，沒有向鉆臺(tái)作業(yè)人員通報(bào)，導(dǎo)致了事故的發(fā)生。四、原因分析3.麻痹大意，管理人員缺崗，也是造成事故的一個(gè)管理原因。今年是該平臺(tái)連續(xù)7年無事故，BP公司高層人員20日在平臺(tái)上開Party，進(jìn)行慶祝。此時(shí)只有部分人員在崗，有可能存在管理人員缺崗，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程失去了有效監(jiān)控，導(dǎo)致了事故的發(fā)生。

四、原因分析4.為趕工程進(jìn)度，采取了不當(dāng)?shù)牟僮鞒绦颉４司@井工程進(jìn)度比原計(jì)劃推后了大約6周時(shí)間，BP為趕工程進(jìn)度，也是為了省錢，在侯凝只有16.5小時(shí)后，過早下令Transocean用海水替換隔水管中的泥漿，導(dǎo)致井內(nèi)液住壓力不足以平衡地層壓力，從而引發(fā)地層液體涌入井筒。有幸存者稱，在爆炸前11小時(shí)的一次設(shè)計(jì)會(huì)議上BP的管理和Transocean的管理人員就接下來是否用海水替換隔水管中的泥漿發(fā)生爭執(zhí)，前者稱自已才是老板，后者被迫妥協(xié)了。四、原因分析5.為了降低成本，減少了防噴器控制系統(tǒng)的配備。深海鉆井中，在配備其他防噴器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)配備遠(yuǎn)程聲控系統(tǒng)，用來在特殊情況下遠(yuǎn)程關(guān)閉防噴器。但是，為了降低成本，配備該系統(tǒng)。四、原因分析6.監(jiān)管不力據(jù)美聯(lián)社5月16日?qǐng)?bào)道，4月份鉆井平臺(tái)爆炸之前，美國聯(lián)邦礦產(chǎn)管理局未能按時(shí)履行每月至少檢查一次的正常檢查制度。美國聯(lián)邦礦產(chǎn)管理局放寬了對(duì)日常作業(yè)條件、鉆井平臺(tái)重要安全設(shè)施的檢查，很多措施完全由英國石油公司自行決定，過去幾年中，鉆井平臺(tái)防噴器失靈事件時(shí)有發(fā)生。聯(lián)邦礦產(chǎn)管理局局長已引咎辭職。

五、教訓(xùn)

1.井噴失控事故的后果是災(zāi)難性的，對(duì)井控工作千萬不能掉以輕心，要警鐘長鳴，常抓不懈，扎