墨西哥灣深水地平線井噴著火爆炸事故經(jīng)驗分享

墨西哥灣BP海上鉆井平臺井噴著火爆炸事故分析2021/5/91目錄一、基本情況二、事故經(jīng)過三、應(yīng)急處置措施四、事故原因分析五、教訓與啟示2021/5/92一、基本情況當?shù)貢r間2010年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Missssippi

Canyon

252#-01井發(fā)生井噴爆炸著火事故，造成11人死亡，17人受傷，大面積海域受到嚴重污染。2021/5/931、作業(yè)者與承包商區(qū)塊：Mississippi

Canyon

Block

252

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：英國BP公司鉆井承包商：越洋鉆探公司（Transocean）固井服務(wù)公司：哈里伯頓公司防噴器供應(yīng)商：Cameron（卡麥隆）公司一、基本情況2021/5/942、平臺情況一、基本情況第五代深水半潛式鉆井平臺建造者：韓國現(xiàn)代重工。建成日期：2010年最大作業(yè)水深：2438米。額定鉆深能力：9114米工作吃水：23米定員：130人。2021/5/95尺寸：長112米，寬78米，型深41米。隔水管外徑：21英寸平臺重量：32588噸，排水量52587噸。定位方式：DP-3動力定位。事故井作業(yè)日費：53.3萬美元服役時間：2001年甲板最大可變載荷8202噸，DP-3系統(tǒng)有8個推進器，最大航速4節(jié)（7.41公里/小時）。一、基本情況2021/5/963、人員情況

該平臺可容納130人。事故發(fā)生時，平臺上共有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，承包商人員41名。一、基本情況2021/5/974、井的情況井號：MC252號1-01井別：探井井型：直井設(shè)計井深：20000英尺/6096米實際井深:18360英尺，5596米作業(yè)區(qū)域水深：5067

英尺/1544米一、基本情況2021/5/98

5.

事故影響11人在事故中死亡：公司形象、聲譽受損股價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)奧巴馬宣布成立獨立的總統(tǒng)委員會對事故展開深入的調(diào)查，半年內(nèi)暫停發(fā)放新的深水鉆探許可一、基本情況2021/5/992010年4月19日，下入97/8″*7″復合完井套管

(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2021/5/910

4月20日，計劃在井筒內(nèi)8000多英尺打水泥塞，進行暫時棄井，將來再進行二次完井。在打水泥塞的施工方案上，是先打水泥塞，再替海水還是先替海水再打水泥塞，BP公司和越洋公司產(chǎn)生分歧，經(jīng)過協(xié)商，最終同意BP公司的意見，先替海水，再打水泥塞。二、事故經(jīng)過2021/5/911

侯凝16小時后，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

加趨勢平緩，估計是

關(guān)閉了環(huán)形防噴器。井噴爆炸前綜合錄井儀記錄曲線二、事故經(jīng)過2021/5/91221:14

再次開泵，立壓繼續(xù)上升。出口流量較小。泥漿罐液量減小。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

可能關(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)生強烈井噴失控，天然氣攜帶原油強烈噴出。平臺充滿油氣，柴油機房首先發(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2021/5/913三、應(yīng)急處置措施本次井噴爆炸著火事故是美國最近50

年以來所發(fā)生的最嚴重的海上鉆井事故之一。爆炸發(fā)生后的黑煙高達數(shù)百英尺。4月22日，經(jīng)過一次大爆炸的重創(chuàng)后，鉆井平臺在燃燒了36個小時后，沉入了墨西哥灣。2021/5/914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。三、應(yīng)急處置措施2021/5/915BP事故處理指揮中心FloridaDepartment

of

Interior

BP公司快速在休斯頓設(shè)立了一個大型事故指揮中心。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)機構(gòu)，并與美國當?shù)卣e極配合，尋求支援。三、應(yīng)急處置措施1.

動員各方力量、采取各種措施清理油污2021/5/916海岸警衛(wèi)隊架護欄攔截原油三、應(yīng)急處置措施2021/5/9172.聘請道達爾、?？松裙緦＜抑贫ň畤娐┯椭卫泶胧┤?yīng)急處置措施2021/5/9183.

打救援井

經(jīng)過啟用水下機器人關(guān)井、用吸油罩吸油、安裝油管吸油、頂部壓井法等辦法對原油泄露進行控制均未取得明顯效果，最終決定在東西兩個方向各打一口泄壓救援井，計劃打穿9-7/8″尾管，在油層頂部擠水泥封井，2口救援井需要2～3個月。5月2日，第一口救援井開鉆。5月16日，第二口救援井開鉆。3個月后原油外泄才最終得到控制。三、應(yīng)急處置措施2021/5/919（一）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)生井噴的一個直接原因。該井完井泥漿密度約16ppg（1.9g/cm3

），海水密度為1.03

g/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，導致發(fā)生溢流，直至井噴；四、原因分析2、未及時發(fā)現(xiàn)溢流，以及發(fā)現(xiàn)溢流后采取措施不當是井噴失控爆炸著火的直接原因。發(fā)生溢流初期，現(xiàn)場人員可能沒有發(fā)現(xiàn)溢流。在大量溢流的情況下，仍然堅持開泵循環(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，由于噴勢太大，防噴器也發(fā)生刺漏。最后，發(fā)生強烈井噴，爆炸著火。2021/5/920（二）間接原因1、固井質(zhì)量不合格，是造成井噴的一個間接原因。

該井曾發(fā)生過循環(huán)漏失，為了防止在固井中漏失，該井采用了充氮氣低密度水泥漿。有報道講，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。同時井眼內(nèi)的小間隙固井也使得固井質(zhì)量難以保證，導致下部高壓油氣的侵入。四、原因分析2、固井后，沒有按要求測固井質(zhì)量，檢驗固井質(zhì)量，違章進行下步作業(yè)，是造成井噴的另一個間接原因。有報道講，該井在發(fā)生事故前，有斯倫貝謝公司測井人員在平臺待命，但是BP公司通知他們該井不用測井，他們就提前離開了平臺；2021/5/9213、水泥返高存在缺陷，可能也是引發(fā)事故的一個間接原因。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、固井侯凝時間短也是引發(fā)事故的一個間接原因。該井在固井侯凝16.5小時后，就開始替海水作業(yè)。侯凝時間短，為井噴事故埋下了隱患。2021/5/9225、井控裝備性能不能再關(guān)鍵時刻發(fā)揮應(yīng)有作用，是導致井噴失控的一個間接原因。該井由于前期未發(fā)現(xiàn)溢流，關(guān)井時間晚，井涌加劇的情況下關(guān)井導致防噴器膠芯刺漏。同時，該井配有防噴器的緊急關(guān)斷系統(tǒng)，當水下防噴器與平臺失去聯(lián)系時，緊急關(guān)斷系統(tǒng)啟動，會自動關(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，沒能成功關(guān)井。四、原因分析2021/5/923（三）管理原因1、未及時發(fā)現(xiàn)溢流，是發(fā)生井噴失控事故的一個管理原因。從現(xiàn)場錄井資料來看，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)場無人及時發(fā)現(xiàn)溢流，錯誤地繼續(xù)進行循環(huán)，沒有及時采取應(yīng)對措施。直到天然氣到井口才停泵觀察后，關(guān)井。措施了關(guān)井的正確時機。有報道講，井架工曾給司鉆說鉆井液溢出太多了，但隨即就發(fā)生了強烈井噴，油氣彌漫平臺，發(fā)生了爆炸。四、原因分析2、錄井人員責任心不強，是發(fā)生事故的另一個管理原因。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1小時40分的時間里，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，沒有向鉆臺作業(yè)人員通報，導致了事故的發(fā)生。2021/5/9243、麻痹大意，管理人員缺崗，也是造成事故的一個管理原因。今年是該平臺連續(xù)7年無事故，BP公司高層人員20日在平臺上開Party，進行慶祝。此時只有部分人員在崗，有可能存在管理人員缺崗，對現(xiàn)場生產(chǎn)過程失去了有效監(jiān)控，導致了事故的發(fā)生。四、原因分析4、為趕工程進度，采取了不當?shù)牟僮鞒绦颉?/p>

此井鉆井工程進度比原計劃推后了大約6周時間，BP公司為趕工程進度和省錢，在侯凝只有16.5小時后，過早下令越洋鉆探公司用海水替換隔水管中的泥漿，導致井內(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小時的一次施工設(shè)計討論會上BP公司的管理和越洋鉆探公司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。2021/5/9251、井噴失控事故的后果是災(zāi)難性的，對井控工作千萬不能掉以輕心，要警鐘長鳴，常抓不懈，扎扎實實做好井控工作。

2、安全工作在任何時候都不能掉以輕心，尤其在完井階段固井后，不能放松警惕。在美國墨西哥灣已發(fā)生過多起與固井有關(guān)的事故。在歷史上發(fā)生的40多起事故中，與固井相關(guān)的事故由14起。啟發(fā)我們要加強完井階段，尤其是固井后的井控工作研究，制定有效措施，解決我們近年來在固井中存在的井控風險