BP墨西哥灣漏油事故原因分析

女士們先生們墨西哥灣“深水地平線〞鉆井平臺井噴失控事故剖析中國石油天然氣集團(tuán)公司井控巡視辦公室駐華北油區(qū)井控巡視員賈傳珍

根本數(shù)據(jù)事故經(jīng)過原因及教訓(xùn)處理進(jìn)展事故影響事故啟示幾點(diǎn)建議墨西哥灣深水地平線鉆井平臺爆炸8,200噸〔USA〕－13,600噸〔BP內(nèi)部〕/天墨西哥灣深水地平線鉆井平臺爆炸墨西哥灣深水地平線鉆井平臺爆炸一、根本情況作業(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)油公司(作業(yè)者〕：BP股份：BP65%，美國Anadarko石油公司和日本三井物產(chǎn)公司分別占有25%和10%作業(yè)水深：1524米離岸距離：77公里

Louisiana州墨西哥灣BP的Macondo探區(qū)，距Louisiana海岸約80km作業(yè)者與承包商作業(yè)者：BPAnadarko探區(qū)股份：BP65％；美國Anadarko25％；日本三井物產(chǎn)10％；鉆井承包商：越洋鉆探公司〔Transocean〕固井效勞公司：哈里伯頓防噴器供給商：Cameron公司測井效勞商：斯倫貝謝公司泥漿效勞商：MI鉆井液公司一、根本情況鉆井平臺情況鉆井船：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年建造本錢：$3.5億最大作業(yè)水深：2438米額定鉆深能力：9114米工作吃水：23米一、根本情況鉆井平臺情況

尺寸：長121m，寬78m高41m隔水管：21″平臺重量：32,588噸，排水量：52,587噸；甲板額定可變載荷8000噸；定位方式：DP-3動力定位最大航速4節(jié)〔7.41公里/小時〕一、根本情況鉆井平臺情況服役時間：2001年租賃日費(fèi)：$53.3萬定員：130人現(xiàn)場人員：126人越洋鉆井公司：79人BP：6人＋7名領(lǐng)導(dǎo)其他承包商：34人

一、根本情況BOP(防噴器)水下BOP－喀麥隆2×183/4″×15000psi〔105MPa〕雙閘板1×183/4″×15000psi〔105MPa〕單閘板2×183/4″×10000psi〔70MPa〕環(huán)型1920年，現(xiàn)有2500多套在世界各地，其中水下400多臺，深海130多臺一、根本情況

BOP控制系統(tǒng)：2×液；

2×電導(dǎo)流器：Hydril211/4″×500psi出口和排放管線：

18″一、根本情況BOP現(xiàn)場實(shí)際安裝的BOP：2×環(huán)型4×全封1×剪切一、根本情況MC252-＃1-01(井身結(jié)構(gòu)——9層套管)

水深：1544.42m；鉆臺距海平面：22.86m導(dǎo)管：36″(914.4mm)×1621.84m(5,321′)；表套：28″(711.2mm)×1894.14m(6,217′)；技套：22″(558.8mm)×2419.2m(7,937′)；尾管：18″(457.2mm)×2733.75m(8,969′);技套：16″(406.4mm)×3531.11m(11,585′)；尾管：135/8″(339.7mm)×4006.6m(13,145′);尾管：117/8″(301.6mm)×4603.39m(15,103′)；尾管：97/8″(251.2mm)×5232.81m(17,168′)；生產(chǎn)套管：7″＋97/8″×5596.13m(18,360′)一、根本情況MC252-＃1-01井設(shè)計(jì)：20,000′〔6,096m〕開鉆：2021.10.7.用“馬里亞納〞鉆井平臺開鉆，受艾達(dá)颶風(fēng)傷害，換用“地平線〞鉆井平臺；2021.3.8.地平線鉆井平臺開工；完鉆：2021.4.9.井深18,360′〔5596.13m〕因井漏完鉆。鉆井液：油基泥漿，16ppg〔1.92g/cm3〕一、根本情況97/8″62.8#套管壁厚15.875mm，內(nèi)徑219.08mm。7″套管壁厚、內(nèi)徑不詳。一、根本情況二、事故發(fā)生經(jīng)過4月19日下完7″＋97/8″生產(chǎn)套管，下深18,360′〔5596.13m〕，生產(chǎn)套管管柱長〔海床以下〕13,293′〔4,051.71m〕。4月19日至20日0:30，按設(shè)計(jì)注入水泥漿51bbl〔8.11m3〕，替泥漿碰壓，放回水檢查套管鞋密封－密封完好，完成固井作業(yè)。20日7:30，以350K〔159t〕坐封套管頭，退出65/8″送入鉆桿，對單閘板、剪切全封試壓、觀察溢流、起出65/8″送入鉆具，起鉆中屢次觀察溢流情況。二、事故發(fā)生經(jīng)過隊(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〔泥漿效勞商〕-GordonJonesMISwaco〔泥漿效勞商〕-BlairManuel事故造成11人死亡二、事故發(fā)生經(jīng)過三、事故原因及教訓(xùn)一、決策失誤！設(shè)計(jì)失誤！20214.9.因井漏在5596.13m完鉆后，就先下入7″尾管再回接到海床還是直接下復(fù)合套管問題現(xiàn)場爭論不休，后經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)討論，4月15日由BP公司決定直接下入復(fù)合套管完井最經(jīng)濟(jì)?！獮楣?jié)約,無視平安必釀大禍!決策失誤！設(shè)計(jì)失誤！20214.9.因井漏在5596.13m完鉆后，就先下入7″尾管再回接到海床還是直接下套管，經(jīng)過反復(fù)討論，4月15日BP認(rèn)為直接下入套管完井最經(jīng)濟(jì)－節(jié)約,無視平安!三、事故原因及教訓(xùn)固井前循環(huán)不夠按照API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，下完套管后，應(yīng)充分循環(huán)，至少將井底受污染的鉆井液循環(huán)出井口1.5倍環(huán)空容積或套管加鉆具內(nèi)容積。但BP要求只循環(huán)261bbl〔41.5m3〕。污染泥漿仍留在井筒內(nèi)，降低了井筒液柱壓力，增加了溢流井噴風(fēng)險(xiǎn)－不執(zhí)行規(guī)定。三、原因及教訓(xùn)固井失敗生產(chǎn)套管結(jié)構(gòu)7″＋97/8″套管，7″？97/8″壁厚5/8″〔15.875mm〕，內(nèi)徑219.08mm尾管式固井－前膠塞？！復(fù)合管柱－嚴(yán)重混漿？！三、事故原因及教訓(xùn)固井失敗套管不居中，影響固井質(zhì)量4月15日哈里伯頓固井工程師按照APIRP65規(guī)范，并通過計(jì)算機(jī)模擬，應(yīng)該使用21個套管扶正器，才能根本保證固井質(zhì)量，到達(dá)微量天然氣串流。但BP經(jīng)過屢次討論后，在4月17日決定只使用6個套管扶正器。三、事故原因及教訓(xùn)三、事故原因及教訓(xùn)固井失敗水泥漿用量太少即使單一管柱不用前膠塞也難以保證不混漿，也難以確保固井質(zhì)量；(內(nèi)噴？環(huán)空噴？)三、事故原因及教訓(xùn)不測固井質(zhì)量4.20.7:00BP通知斯倫貝謝不測固井質(zhì)量，斯倫貝謝人員11:15離開平臺；候凝時間不夠固井后僅16:30就開始用海水頂替重泥漿，降低壓差22.26MPa;三、事故原因及教訓(xùn)井口頭套管懸掛器鎖緊滑套沒有坐封〔LockdownSleeve〕?三、事故原因及教訓(xùn)BOP關(guān)不住安裝失誤？實(shí)際安裝：2×環(huán)型；4×全封1×剪切，沒裝半封？4道控制管路全失??！可能閘板被卡；可能誤操作：先關(guān)全封，后關(guān)剪切；三、事故原因及教訓(xùn)三、事故原因及教訓(xùn)溢流處理失誤計(jì)算：用海水替重泥漿,最高泵壓?用多少海水?應(yīng)替出多少?計(jì)量：替泥漿和倒泥漿僅靠儀器監(jiān)測,沒有人工計(jì)量;三、事故原因及教訓(xùn)溢流處理失誤未發(fā)現(xiàn)溢流；SIDPP和SICP迅速升高，致使BOP和泥漿泵平安閥同時失控；三、事故原因及教訓(xùn)井控應(yīng)變能力差施工前沒詳細(xì)計(jì)算：最高泵壓、頂替量、替出量、降低壓差，可能出現(xiàn)問題？溢流：儀器監(jiān)測－人工計(jì)量和監(jiān)測；“溢流〞未及時關(guān)井觀察；復(fù)雜情況下的井控應(yīng)變能力－已完井:已下套管;已固井－麻痹大意！天然氣特性認(rèn)識缺乏！三、事故原因及教訓(xùn)三、事故原因及教訓(xùn)所謂的甲烷氣泡?。∈?、管理原因7年平安無事故，2021年美國政府向其頒發(fā)了“平安獎〞；BP的7名高級官員正在現(xiàn)場開慶功會——有驕傲自滿之嫌？！設(shè)計(jì)：井身結(jié)構(gòu)？生產(chǎn)套管結(jié)構(gòu)？水泥漿用量？N2水泥漿？候凝時間不夠；不測固井質(zhì)量；不注水泥塞而先替出重泥漿，降壓22.26MPa;三、事故原因及教訓(xùn)十、管理原因不執(zhí)行設(shè)計(jì)，超越程序－趕工，向領(lǐng)導(dǎo)表功？！無視平安！趕工原因該井設(shè)計(jì)51天，$9,600萬；超設(shè)計(jì)周期43天，多花租賃費(fèi)$2,100多萬；換用地平線平臺后租賃日費(fèi)由$458,000萬增至$517,000萬；深水地平線平臺應(yīng)在到達(dá)新井位。三、原因及教訓(xùn)十、管理原因節(jié)約本錢，無視平安已超支$2,100萬；改尾管為直接下套管可節(jié)約$700-1,000萬；按規(guī)定固井循環(huán)12小時以上的花費(fèi)；測固井質(zhì)量需9-12小時，$128,000；用6個套管扶正器代替21個扶正器。(檢了芝麻丟了西瓜)三、原因及教訓(xùn)三、原因及教訓(xùn)十、管理原因最根本原因：決策失誤！麻痹大意！三、原因及教訓(xùn)四、處理進(jìn)展BP事故處理指揮中心FloridaDepartmentofInterior清污四、處理進(jìn)展鋪設(shè)圍油欄已超過304,800m清污四、處理進(jìn)展設(shè)置稻草墻清污四、處理進(jìn)展設(shè)置防護(hù)堤壩清污四、處理進(jìn)展空軍噴灑消油劑；燃燒圍油欄內(nèi)水面溢油。至5.13日建海上圍油欄335,280m、圍油拖欄97,536m。清污四、處理進(jìn)展據(jù)美國媒體報(bào)道，有公益組織正在號召墨西哥灣民眾捐獻(xiàn)頭發(fā)、羊毛和動物毛皮。他們將頭發(fā)及動物毛皮裝進(jìn)長絲襪里，放到漏油的區(qū)域，用它們吸油。據(jù)稱，1磅〔453.59克〕頭發(fā)能吸收多達(dá)1加侖〔3.79升〕的石油。聘請道達(dá)爾、埃克森等專家制定井噴漏油治理措施四、處理進(jìn)展ROV正在啟動BOP控制系統(tǒng)ROV顯示防噴器可能有物體卡住水下防噴器組合機(jī)器人水下關(guān)井4月26日出動多臺水下機(jī)器人〔ROV〕，嘗試關(guān)閉水下防噴器，沒有成功。四、處理進(jìn)展大型吸油罩吸油設(shè)計(jì)一個重約125噸的大型水泥控油罩下沉至漏油點(diǎn)，企圖罩住泄漏點(diǎn)然后用泵抽油。5月8日因冰堵BP公司宣布控油罩方案失敗。漏點(diǎn)一漏點(diǎn)二漏點(diǎn)三大型控油罩四、處理進(jìn)展安裝小型控油罩吸油天然氣水合物堵塞抽油口后，BP公司將水泥罩從主漏油點(diǎn)挪開，設(shè)計(jì)了一個較小的金屬罩放置到主漏油點(diǎn)。小型控油罩小型控油罩安放示意圖四、處理進(jìn)展安裝吸油管吸油

BP公司5月14日開始從海底漏油口安裝吸管。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1600m處連接上一個泄漏口，但吸油效果不理想。四、處理進(jìn)展頂部壓井法BP公司5月26日啟用“TopKill〞封堵，從井眼頂部向破損油井注入加重鉆井液和水泥封堵。5月30日宣布，頂部壓井法失敗。四、處理進(jìn)展切割隔水管用水下機(jī)器人切割成功四、處理進(jìn)展十、“蓋住噴油口四、處理進(jìn)展十一、從“蓋帽〞上吸油BP公司6月4日宣布，已成功將一個控油罩安裝在水下放下防噴器上部，并將局部原油和天然氣收集到油輪上。第一個24小時內(nèi)，共收集6000桶原油。最近宣布已能收集2500－3200噸/天四、處理進(jìn)展十二、鉆救援井在東西兩個方向各打一口救援井，2口救援井均已開鉆。方案鉆穿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。預(yù)計(jì)最快要到8月中旬才能完成。四、處理進(jìn)展四、處理進(jìn)展重大人員傷亡；最嚴(yán)重環(huán)境污染－浮油面積日增兩倍五、事故影響最嚴(yán)重環(huán)境污染－浮油面積日增兩倍五、事故影響最嚴(yán)重環(huán)境污染形成嚴(yán)重污染帶：可能由東海岸－歐洲生態(tài)環(huán)境遭到破壞；1989年?？松?瓦爾迪茲號油輪泄漏形成500英里范圍污染帶，現(xiàn)仍未見海洋生物；五、事故影響經(jīng)濟(jì)損失：美國佛羅里達(dá)州19.5萬人失業(yè)；訴訟原告已達(dá)3萬多人；事故賠付＄140億？＄186－692億？BP破產(chǎn)？世界第三，2021年超過$2390億；五、事故影響五、事故影響經(jīng)濟(jì)損失：BP破產(chǎn)？英國政府占51％股份；美國政府約占40％股份。政治影響：BP平安形象嚴(yán)重受損；可能影響美英關(guān)系；五、事故影響政治影響可能影響美英關(guān)系；路易斯安那州、亞拉巴馬州、佛羅里達(dá)州的局部地區(qū)以及密西西比州先后宣布進(jìn)入緊急狀態(tài)。五、事故影響五、事故影響六、事故啟示六、事故啟示4、天然氣井的固井，水泥漿應(yīng)盡可能返至井口，至少應(yīng)返至上一層套管鞋以上200m；5、嚴(yán)格程序，進(jìn)程可以加快但程序不能逾越，更不能省略；6、安檢必須認(rèn)真、到位，不能走過場；7、加強(qiáng)復(fù)雜情況下的井控培訓(xùn)，從實(shí)戰(zhàn)出發(fā)，做到臨危不懼，處置不慌亂！8、即使完井的最后工序也不能無視井控平安！六、事故啟示六、事故啟示六、事故啟示墨西哥灣“深水地平線〞鉆井平臺MC252-#1-01井，發(fā)生井噴爆炸事故震驚世界，災(zāi)難性的后果非常嚴(yán)重。華北油田應(yīng)當(dāng)從中汲取那些教訓(xùn)？下面我以集團(tuán)公司井控巡視員的身份向華北油田公司、渤海鉆探公司提幾點(diǎn)建議，僅供參考。七、對華北油田公司井控工作的幾點(diǎn)建議七、幾點(diǎn)建議〔一〕抓好設(shè)計(jì)，從源頭上杜絕井噴失控事故的發(fā)生1、地質(zhì)設(shè)計(jì)2、工程設(shè)計(jì)中井控局部3、設(shè)計(jì)的制定、審核與審批4、設(shè)計(jì)的變更變更設(shè)計(jì)一定要慎之又慎！！七、幾點(diǎn)建議七、幾點(diǎn)建議〔三〕進(jìn)一步加強(qiáng)油公司對鉆井的監(jiān)管特別要做好重點(diǎn)井、“三高〞井和重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理。一定要監(jiān)督施工方認(rèn)真執(zhí)行設(shè)計(jì)，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度和操作規(guī)程。對二次開鉆前、翻開油氣層前的驗(yàn)收，完井電測、下套管、完井等重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理。監(jiān)督檢查一定要到位。七、幾點(diǎn)建議(四〕甲乙雙方都要貫徹積極的井控理念積極的井控理念對建設(shè)方來說就是要做到：抓好設(shè)計(jì)控制源頭