石油墨西哥灣海上鉆井平臺井噴著火事故案例

墨西哥灣BP公司海上鉆井平臺

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、應急處置四、原因分析五、教訓工程技術分公司一、基本情況一、基本情況

當?shù)貢r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MissssippiCanyon252號1-01井發(fā)生井噴爆炸著火事故，造成11人失蹤，17人受傷，大面積海域受到嚴重污染。工程技術分公司一、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）固井服務公司：哈里伯頓水下防噴器供應商：Cameron公司工程技術分公司一、基本情況

2.平臺情況

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：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個推進器，最大航速4節(jié)（7.41公里/小時）。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年工程技術分公司一、基本情況

工程技術分公司一、基本情況3.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）。下部配有一個雙閘板、兩個單閘板，兩個環(huán)形。兩個單閘板中，一個為剪切閘板，一個為變徑閘板。一、基本情況一、基本情況4.井的情況

井號：MC252號1-01

井別：探井井型：直井設計井深：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5.井身結構該井在鉆至井深5486米完鉆。下7〞生產(chǎn)尾管管，采用低密度水泥漿固井，候凝時間20小時。爆炸發(fā)生在4月20日22時完井井身結構為：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：隊長-JaysonAnderson司鉆－DeweyRevette副司鉆－DonaldClark副司鉆－StephenCurtis吊車司機－DaleBurkeen井架工－RoyKeMP鉆工－KarlKleppinger鉆工－ShaneRoshto鉆工－AdamWeiseMISwaco（泥漿服務商）-GordonJonesMISwaco（泥漿服務商）-BlairManuel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查，半年內暫停發(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

4月20日，計劃在井筒內8000多英尺打水泥塞，進行暫時棄井，將來再進行二次完井。

二、事故經(jīng)過

于是，在侯凝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)過三、應急處置

三、應急處置

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)，鉆井平臺在燃燒了36個小時后，沉入了墨西哥灣。三、應急處置

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

FloridaDepartmentofInteriorBP公司快速在休斯頓設立了一個大型事故指揮中心。從160家石油公司調集了500人參與其中，成立聯(lián)絡處、信息發(fā)布與宣傳報道組、油污清理組、井噴事故處理組、專家技術組等相關機構，并與美國當?shù)卣e極配合，尋求支援。三、應急處置海岸警衛(wèi)隊架護欄攔截原油2.動員各方力量、采取各種措施清理油污

目前，在清污現(xiàn)場使用的主要方法包括：圍堵清理、化學制劑分散法、撇油法、可控燃燒法、收集法等。化學制劑分散法是從泄漏原油上空噴灑化學分散劑，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)測試證實。三、應急處置

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存裝置中?？煽厝紵ǎ杭淳偷厝紵头?，用防火浮油柵將泄漏石油中成團的油聚集在一起，將它們轉移到別的地方，然后燒掉。三、應急處置

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

5.設法啟動水下防噴器關井。

4月26日出動多臺水下機器人（ROV），嘗試關閉水下防噴器來實現(xiàn)關井，沒有成功。三、應急處置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。設計出一個重約125噸的大型水泥控油罩下沉至漏油點，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，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。漏點一漏點二漏點三三、應急處置大型控油罩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挪開，設計了一個較小的金屬罩放置到放到主漏油點。小型控油罩小型控油罩安放示意圖三、應急處置

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。實施過程需要2～3天時間。

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

11.打救援井在東西兩個方向各打一口泄壓救援井，2口救援井均已開鉆。計劃打穿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分鐘后關井。然后兩次開泵排氣，井筒已全部為天然氣，再次關閉其他防噴器，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。四、原因分析

（二）間接原因

1.固井質量不合格，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量存在問題。同時81/2〃井眼內的小間隙固井也使得固井質量難以保證，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量，檢驗固井質量，違章進行下部作業(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；四、原因分析

3.水泥返高存在缺陷，可能也是引發(fā)事故的一個間接原因。根據(jù)該井的井身結構圖，完井套管固井水泥漿沒有上返至上層技術套管內，完井套管固井水泥漿返高與上層技術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。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鍵時刻發(fā)揮應有作用，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，關井時間晚，井涌加劇的情況下關井導致防噴器膠芯刺漏。同時，該井配有防噴器的緊急關斷系統(tǒng)，當水下防噴器與平臺失去聯(lián)系時，緊急關斷系統(tǒng)啟動，會自動關閉水下防噴器。但不知什么原因，該井的緊急關斷系統(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)，沒有及時采取應對措施。直到天然氣到井口才停泵觀察后，關井。錯失了關井的正確時機。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。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?。此井鉆井工程進度比原計劃推后了大約6周時間，BP為趕工程進度，也是為了省錢，在侯凝只有16.5小時后，過早下令Transocean用海水替換隔水管中的泥漿，導致井內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小時的一次設計會議上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)的基礎上，還應配備遠程聲控系統(tǒng)，用來在特殊情況下遠程關閉防噴器。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日報道，4月份鉆井平臺爆炸之前，美國聯(lián)邦礦產(chǎn)管理局未能按時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)管理局放寬了對日常作業(yè)條件、鉆井平臺重要安全設施的檢查，很多措施完全由英國石油公司自行決定，過去幾年中，鉆井平臺防噴器失靈事件時有發(fā)生。聯(lián)邦礦產(chǎn)管理局局長已引咎辭職。

五、教訓

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