墨西哥湾深海地平线钻井平台火灾爆炸事故

美国墨西哥湾深海地平线钻井平台火灾爆炸事故2一、基本概况（一）当地时间2010年4月20日晚上22:00左右，英国BP公司位于美国路易斯安那洲墨西哥湾的一坐叫“深海地平线”的252-01井钻井平台，发生爆炸并引发大火，导致11名工作人员死亡，17人受伤。平台随后沉入墨西哥湾，其底部油井自24日起漏油不止，造成大面积海域受到严重污染。截至当地时间8月底，历时4个多月，用尽多种抢险压井方法均不成功，最后还是靠打了两口救险井卸压后，才保证完全压井成功。类别数量单位开始原油泄漏量5000桶每日原油泄漏量5.6-8.4万桶4.29日漏油面积8000平方公里4.30日漏油面积9900平方公里6.17日赔偿基金200亿美元最终赔偿估计700-2000亿美元3（二）“深海地平线”钻井平台为世界最大近海钻井承包商瑞士越洋钻探公司所有，目前与英国BP石油公司签有合同，在美国路易斯安那洲墨西哥湾近海开采原油。所以此次事故至少涉及三个国家。1、作业者与承包商区块：位于美国路易斯安那洲MACOND探区股份：BP拥有65%的权益，美国ANADARKO石油公司和日本三井物产公司分别拥有25%和10%的权益。作业水深：1524米离岸距离：77海里油公司：英国BP公司钻井承包商：瑞典越洋钻探公司固井服务公司：哈里伯顿公司一、基本概况4一、基本概况（三）平台情况第五代深水半潜式钻井平台，2001年服役建造者：韩国现代重工建造日期：2001年最大作业水深：9114米工作吃水：23米定员：130人造价：4.5亿美金尺寸：长112米，宽78米，型深41米。隔水导管外径：21英寸平台重量：32588吨，排水量52587吨定位方式：DP-3动力定位事故井作业日费：53.3万美元甲板最大可变荷载：8202吨，DP-3系统有8个推进器，最大航速4节5一、基本概况（四）人员情况该平台可容纳130人，事故发生时共有126人，其中越洋钻探公司的员工79人，英国石油公司（BP）员工6名，承包商人员41名。（五）水下防喷器该井配套的水下防喷器为喀麦隆生产，最大工作压力15000psi（103Mpa）。下部配有一个双闸板，两个单闸板，两个环形。两个单闸板中，一个为剪切闸板，一个为变径闸板。（六）事故井情况井号：MC252#101井别：探井井型：直井设计井身：20000英尺/6096米实际井深：18360英尺/5597.6米6一、基本概况（七）井身结构该井在钻至井深5486米完钻，采用低密度水泥固井。井身结构为：36寸X1351.53米+28寸X1579.12米+22寸X2419.12米+18寸X2734.5米+16寸X3523米+13寸3X4007.6米+11寸7X4604.5米+9寸7X5231.2米+7寸X5597.6米。7一、基本概况（八）事故影响11人在事故中死亡：1.队长-JaysonAnderbon2.司钻-DeweyRevette3.副司钻-DonaldClark4.副司钻-StephenBurkeen5.吊车司机-DaleBurkeen6.井架工-RoyKemp7.钻工-KarlKleppinger8.钻工-ShaneRosto9.钻工-AdamWeise10.泥浆工-GordonJones11.泥浆工-BlaiManuel8一、基本概况（八）事故影响1.公司形象、声誉严重受损。2.股价暴跌达50%。3.面临巨额罚款。（先拿出200亿美金做赔偿基金）4.美国暂停发放新深水钻探许可证。5.美国总统奥巴马宣布：成立独立的总统事故调查组，对事故展开深入的调查，半年内暂停发放新的深水钻探许可证。9二、事故经过事故经过2010年4月19日，下入9寸7&7寸复合完井套管5598米，固井后坐密封总成，候凝16.5小时后，正向试压10000psi合格，然后反向试压1400psi合格。4月20日，计划在井筒内8000多英尺内打水泥塞，进行暂时弃井，将来再进行二次完井。在打水泥塞的施工方案上，是先打水泥塞，再替海水，还是先替海水再打水泥塞,BP公司与越洋公司产生分歧，经过协商，最终同意了BP公司的意见，先替海水，再打水泥塞。候凝16个小时后，用海水替出8000多英尺的泥浆。根据资料分析：20:00开始注海水20:10泥浆出口液量增加，泥浆罐液量增加，已经发生溢流21:10停泵，立压由1200psi升高到1700psi，压力增加平缓，估计关闭了环形防喷器。10二、事故经过21:14再次开泵，立压继续上升。出口流量较小，泥浆罐增量减少。21:18停泵，立压轻微下降后，继续上升21:20再次开泵，隔水管液量增加，出口管流量为零，泥浆罐液量增量变化很小，说明发生井喷，井筒流体从井口喷出21:30停泵，立压轻微下降后，继续上升，然后突然下降，可能是胶芯发生侧漏。隔水管流量和出口流量均为零，可能是井筒中充满气体21:38可能是关闭了闸板防喷器，立压上升后，立即下降，说明闸板防喷器未发挥作用21:42关第二个环形防喷器，立压上升21:47立压迅速上升21:49立压继续迅速上升。泥浆出口流量突然增加，发生强烈井喷，天然气携带原油强烈喷出，平台充满油气，柴油机房首先发生爆炸着火。由于过高的立压，使泥浆泵安全阀憋开，油气从泵房喷出，引起泵房爆炸着火。114月20日21:50，平台井口大火迅速蔓延，引发一系列爆炸。内部资料调查显示：“深水地平线”钻井平台爆炸是由一个气泡引起的，由于当时操作不当，井内压力失衡，导致溢流井喷，气泡从钻杆底部高压处上升到井口低压处，渐渐变成大气泡，形成强大的气流，遇到火源后发生爆炸，爆炸导致平台倾覆。12三、应急处置措施本次井喷事故爆炸着火事故是美国最近50年以内所发生的最严重的海上钻井事故之一。爆炸发生后的黑烟高达数百英尺。4月22日，经过一次大爆炸的重创后，钻井平台在燃烧了36小时后，发生倾覆，扯断油管，断管一头受重也倒入海底，连带其防喷器阀接口处破损，漏油点增加，主要形成三个比较大的漏油点。之后，每天约有5000桶的原油源源不断的流入墨西哥湾，造成大面积海洋环境污染。1.BP公司快速在休斯敦设立了一个大型的事故指挥中心。60多家石油公司调集了500人参入其中。成立联络处、信息发布与宣传报道组、油污清理组、井喷事故组、专家技术组等相关机构，并与美国当地政府积极配合，寻求支持。13三、应急处置措施2.动员各方力量、采取各种措施清理油污。目前，在清污现场使用的主要方法包括：围堵清理、化学制剂分散法、撇油法、可控燃烧法、收集法。化学制剂分散法是从泄漏原油上空喷洒化学分散剂，被海洋冲走或自然降解，但效果有待后续测试证实。撇油器和收集罩：前者是在浮油分解后，撇去浮油沫，并将其收入桶中。收集罩则是利用其在海底收集石油，并泵至海面的石油储存装置中。可控燃烧法：即就地燃烧燃油法，用防火油栅将泄漏石油中成团的油聚集在一起，将他们转移到别的地方，集中燃烧掉。据说这样可以清除水面上50%-90%的石油，但燃烧产生的有毒有害黑烟和残渣遭到环保人士的批评。14三、应急处置措施3.聘请道达尔、埃克森等公司专家制定井喷漏油治理措施。为了最大限度回收浮油，在征得美国海岸警卫队的同意后，英国石油公司向墨西哥沿岸征集愿意加入打捞油污工作的商业船只和渔船。根据船只的规模大小，每艘船每天可获得1200美金到3000美金的补贴，出海的人每天还有200美元的报酬。根据英国石油公司提供的资料，到7月，大约500艘社会船只签约。美国方面，除了调动本国资源，积极参入回收外，还得到日本等12个国家和社会团体的援助，甚至请来了比航空母舰还要大几倍的全球最大的浮油回收船来帮忙。事实上，清理海滩浮油也是一项重大工程。尽管墨西哥湾沿岸各州设置了充气栅栏，海风海浪还会把部分浮油推向海岸，将对海岸环境造成严重的破坏和污染。15三、应急处置措施4.设法启动水下防喷器关井4月26日出动多台水下机器人（ROV），尝试关闭水下防喷器来实现有效关井，没有成功。5.采用大型吸油罩吸油经专家研究提出，采用大型吸油罩，将漏油处罩上并抽油。具体做法是将一个重约125吨的大型水泥控油罩下沉至漏油点，罩住泄漏石油，随后用泵抽出，但大量天然气水合物，遇冷在罩内聚集结冰，形成堵塞，令抽油罩无法发挥功用，于5月8日宣布控油罩方案失败。6.采用小型控油罩吸油由于天然气水合物堵塞了水泥罩的抽油口，BP公司又将水泥罩从漏油点挪开，设计了一个较小的金属罩沉入海底到主漏油点去吸油。7.安装吸油管吸油BP公司5月14日开始尝试在海底漏油口安装类似虹吸管的装置吸管。经多次艰难试验后，在水下1600米处成功将吸油装置连上海底输油管，开始将部分漏油输往一艘油轮，BP公司于5月19日宣布每天可以回收约3000桶泄漏原油，是泄漏原油的60%。16三、应急处置措施8.顶部压井法BP公司5月26日宣布启用“TOPKiII”封堵墨西哥湾漏油。从井眼顶部向破损油井注入重钻井液和水泥浆以封堵这口油井。该技术层曾在陆地油井使用，此次是首次用于深海油井。这一方案的成功把握在60%-70%之间，实施过程需要2-3天时间，5月30日宣布顶部压井法失败。9.打救援井在事故井的东西两个方向上各打一口卸压救援井。计划打穿9寸7尾管，在油井顶部挤水泥封井，两口救援井需要2-3个月。5月2日，第一口救援井开钻。5月16日，第二口救援井开钻。10.清理井口、重建井口、抽油继5月30日用顶部压井法失败后，BP公司提出最新处理方案，将在水下防喷器组顶部安装隔水管接头和隔水管总成盖。用于将漏油引流到钻井船上，减少原油向海里泄漏。17四、事故原因分析（一）井喷着火的直接原因1.在固井候凝后，替入海水过程中，套管外的液柱压力降低，是发生井喷的一个直接原因。该井完井泥浆密度约1.9g/cm3,海水密度为1.03g/cm3。海水深度1544.8米。在替水过程中，隔水管内1544米的泥浆柱替换为海水后，使套管上部液柱压力降低，导致井眼内的压力不平衡，发生溢流，直至井喷。2.未及时发现溢流，以及发现溢流后采取措施不当，是井喷失控着火的直接原因。发生溢流初期，现场人员可能没有发现溢流。在大量溢流的情况下，仍坚持开泵循环。直到井筒天然气到达井口，才停泵，观察4分钟后才关井。然后又两次开泵排气，井筒已经全部为天然气，再次关闭其他防喷器，由于喷势太大，防喷器也刺漏，最后，发生强烈井喷，爆炸着火。18四、事故原因分析（一）井喷着火的间接原因1.固井质量不合格，是造成井喷的一个间接原因，该井曾发生过循环漏失，为了防止在固井中漏失，该井采用了充氮气低密度水泥浆。有报道称，该水泥浆体系获得固井成功的难度很大，有可能该井的固井质量已经存在问题。同时，8寸半井眼内的小间隙固井也使得固井质量难以保证，导致了下部高压油气的侵入。2.固井后，没有按要求测固井质量，检验固井质量，就违章进行下步作业，是造成井喷的另一个间接原因。有报道讲，该井发生事故前，有斯伦贝谢公司测井人员在平台待命，但是BP公司通知他们该井不用测井，他们就提前离开了平台。3.水泥返高存在缺陷，可能也是引发事故的一个间接原因。根据该井的井身结构图分析，完井套管固井水泥浆没有返至上一层技术套管内，完井套管固井水泥浆返高与上层技术套管之间存在裸眼井段，为本井的井喷埋下了隐患。19四、事故原因分析4.固井候凝时间短也是引发事故的一个间接原因。该井在固井候凝16.5小时后就开始替海水作业，候凝时间短，为井喷事故同样埋下了隐患。5.密封总成坐封效果不好也是造成井喷失控的又一个间接原因。该井在固井后，密封总成已坐封，但油气仍从套管环空喷出，说明密封总成坐封效果不好，没有起到应有的密封效果。6.井控装备的性能不能在关键时刻发挥作用，是导致井喷的一个重要原因。该井由于前期没有及时发现溢流，关井时间晚，井涌加剧的情况下关井，导致防喷器胶芯刺漏。同时，该井配有防喷器紧急关断系统，当井下防喷器与平台失去联系时，紧急关断系统应该自动启动，会自动关闭水下防喷器。再者，该井还配有水下机器人关闭防喷器的功能，但是事故发生后，不知道什么原因，都无法启动，没能成功关井，也是引起人们异常关心的一个谜底。20四、事故原因