墨西哥湾漏油事件详细分析

事故地点墨西哥湾（GulfofMexico）因濒临墨西哥，而得名墨西哥湾。位于北美洲大陆东南沿海水域，部分为陆地环绕。透过佛罗里达半岛和古巴岛之间的佛罗里达海峡与大西洋相连，墨西哥湾卫星图并经由犹加敦半岛和古巴之间的犹加敦海峡与加勒比海相通。这两个海峡均宽约160公里(100里)。墨西哥湾东西向和南北向的最远距离分别为大约1,800公尺和1,300公尺，总面积约155万平方公尺(60万平方呎)。其西北、北和东北面为美国南部海岸，西、南和东南面为墨西哥东部海岸。BP开始在距离美国路易斯安那州海岸60多公里的墨西哥湾海域打一口名叫“马康多”（Macondo）的油井。“深水地平线”最早由R&BFalcon公司拥有，1998年12月开始在位于韩国蔚山的现代重工造船厂制造。2001年2月完工时，R&BFalcon已被总部位于瑞士日内瓦的跨洋公司收购，“深水地平线”的转让价为3.4亿美元。跨洋公司为了减少操作费用，将该平台在马绍尔群岛注册。2008年，BP从跨洋公司租用该平台，2009年10月又以5.44亿美元租价续签三年合同，日租金近50万美元。“深水地平线”是当今最先进的海洋平台之一。在海床上向下钻井后，井口用直径47.6厘米的防喷器封口，防喷器最大承压为1021个大气压，然后使用外径53厘米的防水管将防喷器和平台连接。这个平台2009年9月曾在墨西哥湾台伯油田钻出世界上最深的深水海洋油井，在1260米的水下钻进了10685米。美国中部时间2010年4月20日晚9时许，在钻井的最后阶段，海水从隔水管突然喷到“深水地平线”的平台上，升起73米的水柱。接下来，大量泥浆、甲烷和水喷出来，高压的甲烷气体排出后马上扩散，与空气的混合比例达到爆炸极限并引发爆炸。事故过程美国南部路易斯安那州沿海一个石油钻井平台当地时间2010年4月20日晚10点左右起火爆炸，造成7人重伤、至少11人失踪,当局已派出船只和飞机在墨西哥湾展开搜索行动,希望能发现救生船或幸存者的踪迹。事故发生后，爆炸发生后,平台上126名工作人员大部分安全逃生，其中一些被爆炸和大火吓坏了的工人纷纷跳下30米高的钻塔逃生，另有一些人则选择了救生船。这一钻井平台建于2001年,由越洋钻探公司拥有,眼下与英国石油公司签有生产合同。按程序，工人们马上启动防喷器，但失败了。爆炸时平台上有126人，7人来自BP，79人来自跨洋公司，其余人来自阿纳达科、哈利伯顿等公司。爆炸导致11名工人死亡。支援船只灭火失败，平台燃烧36小时后沉没。爆炸发生后，原油泄漏流量一度被BP低估。4月23日，BP派出两艘水下机器人，报告说没有发现泄漏。次日，当美国海岸警卫队发现漏油后，BP估计说每天泄漏1000桶。5月12日，BP（英国石油公司）发布漏油位置的30秒视频，引来各方估算泄漏流量的兴趣。6月15日，美国能源部长朱棣文等人则宣布了官方科学家团队的计算结果：每天泄漏3.5万至6万桶。其流量之高，令人咋舌。由于回收能力不足，泄漏原油在过去两个多月的时间里源源不断地涌入附近海域。直到6月下旬，BP每天回收的油量仅为泄漏量的一半。显然，此次事故造成的污染在短时间内难以消除。事故原因大多数井喷在一周之内就能得以制止，一般采用的解决办法是往油井中注入重泥浆，或者用机械手段把油井关闭，并疏导鼓动井喷的危险气泡。尽管井喷并不常见，但与水泥固井相关的井喷出现了显著的增加。所谓水泥固井就是把水泥注入钢制油井套管(环绕钻杆的管道)四周，填补套管和井洞壁之间的空隙。该公司选择了尽可能最快的钻井方式——使用一种名叫“长线”的钻井设计，在油藏和井口之间布下连串的套管。管线在原油和海底的防喷器之间通常有两个屏障，一个是井底的水泥塞，一个是位于井口的金属密封，也就是锁紧套筒。马康多油井发生井喷的时候，井口还未安装锁紧套筒。英国石油公司的水泥固井工作没做足。固井之前，没能让套管外的钻井泥浆循环起来——这个做法可以让水泥发挥正常作用。没有安装足够量的扶正器，仅安装了6个而不是21个扶正器——这种装置可以确保水泥在套管外侧形成完整的密封。没有进行水泥胶结测井，以检测水泥是否与套管外壁和井洞壁胶合结实。最后一点，在事故发生之前，英国石油公司在钻井的最后一步，也就是把钻井平台与油井分离时，它使用质量更轻的海水代替了高密度的钻井泥浆注入油井。一个巨大的气泡或许是通过水泥中的缝隙渗入到套管，向上急升。防喷器应该在海底阻止油的外溢；沉重的液压活塞应该把钻杆像汽水吸管一样剪断，从而堵住向上的涌溢，保护上面的钻井平台。但由于渗漏和疏于保养，这个应对装置未能发挥作用。一股钻探泥浆喷到了钻井平台上，所有激活防喷器的努力都失败了。其中包括从海底的作业台进行无隔水管钻井，这可以避免油和气直接流动到钻井平台上；一开始就打出一个穿越沉积物的小引导孔，便于处理井喷；装备激活防喷器的备用遥控系统；最重要的是，从油藏到海底之间的屏障不得少于两个。有一个漏洞是油井设计。从陆地或海床向下钻井，需要巩固洞壁以防坍塌，好比打水井之后需要在边缘砌上砖石一样。石油井口最细处直径也就几个英寸，只能放下一根外径比井洞细一些的中空钢管，称为套管，以后的一切操作均在套管完成。然后用水泥将套管外壁与井洞密合，叫固井，以防止井下高压的气体和液体从套管外壁喷出，套管内侧的压力则由井口的防喷器控制。钻井时，每钻入一段就做一段的套管，套管从上至下直径越来越小。“深水地平线”就是在做最后一段长度约400米的套管时发生了事故。正如《战国策》中所说，“行百里者半九十”。海洋钻井平台安装套管的工作，通常由石油服务公司完成。这个平台的服务由哈里伯顿（Halliburton）公司提供，该公司和美国原副总统切尼有紧密联系。最后一段的套管安装有两种方法，最简单的是从井口（即海床）安置一根套管一直通向井底，另一种则是从已经安装的最末段套管上安装一段套管作为内衬，然后再下另一根套管。显然后者更结实，但要多花费700万至1000万美元，工期要加长3天。BP选择了第一种简单的方法。还有扶正器安装。扶正器安装在套管外侧，以保证套管均匀地安装到井洞正中央，否则套管外的水泥薄厚不均，容易形成通道，无法紧固地封闭住井底的气体。哈里伯顿的工程师计算后认为，如果最后一段套管外面安装10个扶正器，气体泄漏问题的级别为“中等”；安装21个扶正器，则可以将泄漏级别缩减至“较小”。BP最终只用了6个扶正器。扶正器由美国威德福（Weatherford）公司生产，每个不超过1000美元，但BP井队的负责人认为增加扶正器要增加10个小时的工作量。第三个问题是水泥胶结测井。水泥胶结测井就是在水泥固井完成后，用一个声波仪器在套管内侧检测一次，检测水泥是否与套管外壁和井洞壁胶合结实。如果发现水泥中有通道，可以在套管上钻个孔再注入一些水泥。平台爆炸两天之前，BP派来斯伦贝谢（Schlumberger）公司的服务人员进行水泥胶结测井。但奇怪的是，BP后来又决定不测了。据称，一次测井需要花9个至12个小时和12.8万美元，不测的费用是1万美元。如果发现水泥有问题，需要花更多的时间来解决。实际上，美国众议院能源和商务委员会的两名独立顾问均表示，在使用单根套管的条件下，进行这种水泥胶结测井是非常必要的。第四个问题是泥浆循环。固井前，应该让钻井泥浆彻底地由井底循环至平台，以检查是否有气体涌入泥浆，这样也可以更好地带出钻屑和污物，以免污染固井用的水泥。哈里伯顿建议BP进行彻底的泥浆循环—泥浆彻底循环一次需要12个小时，但BP只循环了井下泥浆的一小部分。第五个问题是套管锁定。BP没有在海床上把套管和井口锁住，这样套管和水泥虽然可以利用重力在井口中保持不动，但在特殊的压力条件下，套管可以上浮并在井口中抬起，这样井下的烷类气体就可以通过隔水管通向平台。原油泄漏美国海岸警卫队2010年4月24日说，“深水地平线”钻井平台爆炸沉没约两天，海下受损油井开始漏油。这口油井位于海面下1525米处。海下探测器探查显示，钻井隔水导管和钻探管开始漏油，估计漏油量为每天1000桶左右。“我们认为这是一起严重的溢出事故，”海岸警卫队军官康尼-特雷尔说，“我们正竭力协助清理浮油。”租用钻井平台的英国石油公司出动飞机和船只清理海面浮油，但因天气状况恶劣，清理工作受阻。形势恶化美国海岸警卫队2010年4月28日说，美国国家海洋和大气管理局漏油海面估计，在墨西哥湾沉没的海上钻井平台“深水地平线”底部油井每天漏油大约5000桶，5倍于先前估计数量。油井当天继续漏油，工程人员又发现一处漏油点。为避免浮油漂至美国海岸，美国救灾部门“圈油”焚烧，烧掉数千升原油。新发现漏油点海岸警卫队官员玛丽·兰德里2010年4月28日在一场新闻发布会上说，租用“深水地平线”的英国石油公司工程人员发现第三处漏油点。兰德里说：“英国石油公司方面通报，在海底油井处又发现一处漏油点。”海岸警卫队和救灾部门提供的图表显示，浮油覆盖面积长160公里，最宽处72公里。从空中看，浮油稠密区像一只只触手，伸向海岸线。兰德里介绍，美国国家海洋和大气管理局估计，油井漏油量每天5000桶左右，是先前估计数量的5倍。英国石油公司不认同这一数量。营业部经理道格·萨特尔说，先前日漏油大约1000桶的估计应该是准确的。漏油处理为避免浮油漂至美国海岸，救灾人员着手试验烧油。救灾人员把数千升泄漏原油圈在栏栅内，移至距离海岸更远海域，以“可控方式”点燃。海岸警卫队发言人谢里·本—伊埃绍说，如果当天“烧油”效果良好，救灾人员可能实施更大规模“烧油”行动。当地时间2010年4月28日下午前，浮油“触角”已伸至距路易斯安那州海岸37公里处海域。美国国家海洋和大气管理局专家查理·亨利预计，浮油可能将于30日晚些时候漂至密西西比河三角洲地区。路易斯安那州州长博比·金德尔呼吁联邦政府提供更多援助。金德尔说，路易斯安那州一处沿海野生动物保护区或将首当其冲，受到浮油破坏。路易斯安那州、密西西比州、佛罗里达州和阿拉巴马州已在海岸附近设置数万米充气式栏栅，围成一道防线，防御浮油“进犯”。堵漏作业仍在继续。英国石油公司先前尝试用水下机器人启动止漏闸门，未能成功。工程人员定于29日打一口减压井，以遏制原油泄漏，预计耗资上亿美元，工期长达数月。工程人员还考虑建造一个罩式装置，把浮油罩起来，而后用泵把浮油抽上轮船。深海开采开放过早导致墨西哥湾原油泄漏固然有包括英国石油公司在内的具体操作失误，但首先美国石油开采政策就有问题。虽然钻探和开采技术有了长足发展，但是在相应的防漏等灾难应对技术、尤其是应对深海作业事故的技术相对滞后的情况下，不应该过早开放深海开采。每个钻井都有着不同特征，储油层深度越大，地层压力也越大，危险性也越高。英国石油公司“深海地平线”钻井平台的开采深度在海平面以下1500米到5500米，对开采者来说，他们从开始就知道这一开采的危险性。在钻到4000米深度时，深海中预料之外的强大压力导致大量的钻井液流失，导致成本迅速增加。钻井液是一种水和黏土颗粒的混合物，能在钻井内形成向下的压力，防止储油层中的石油和天然气倒涌向输油管。在油气钻探和开采领域时间就是金钱，每天的钻井运作成本逾百万美元。英国石油公司为了节省成本拼命赶工，为事故埋下祸根。事故升级2010年5月29日，被认为能够在2010年8月以前控制墨西哥湾漏油局面的“灭顶法”宣告失败。墨西哥湾漏油事件进一步升级，人们对这场灾难的评估也愈加悲观。“墨西哥湾原油泄漏事件已成为美国历史上最严重的生态灾难。”美国白宫能源和气候变化政策顾问卡萝尔·布劳纳在5月30日表示，如果现行所有封堵泄漏油井的方法都无法奏效，原油泄露可能一直持续到8月份减压井修建完毕后才会停止。“每天原油泄漏量可能将近80万加仑，而且这一数字很可能接近100万。”据美联社消息，有科学家在考察墨西哥湾井喷情况后表示，墨西哥湾泄露的原油量至少比原先估计多两倍，最高多五倍。而据美国有线广播公司称，每天原油的泄露量达1．2万至2万桶。美国墨西哥湾原油泄漏事故2010年6月23日再次恶化：原本用来控制漏油点的水下装置因发生故障而被拆下修理，滚滚原油在被部分压制了数周后，重新