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墨西哥湾BP公司海上钻井平台井喷着火爆炸事故冀东油田工程技术处二○一○年六月墨西哥湾井喷一、基本情况二、事故经过三、应急处置四、原因分析五、教训六、井控工作要求一、基本情况一、基本情况当地时间4月20日晚上22:00左右，BP公司位于墨西哥湾的“深水地平线（DeepwaterHorizon）”钻井平台MissssippiCanyon252#-01井发生井喷爆炸着火事故，造成11人失踪，17人受伤，大面积海域受到严重污染。一、基本情况1.作业者与承包商区块：MississippiCanyonBlock252位于美国路易斯安那州海洋Maconda探区股份：BP拥有占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公里油公司：BP钻井承包商：越洋钻探公司（Transocean）固井服务公司：哈里伯顿水下防喷器供应商：Cameron公司工程技术分公司一、基本情况2.平台情况第五代深水半潜式钻井平台(造价3.5亿美元)建造者：韩国现代重工建成日期：2001年最大作业水深：2438米额定钻深能力：9114米定员：130人工作吃水：23米尺寸：长112米，宽78米，型深41米。隔水管外径：21英寸平台重量32588吨，排水量52587吨甲板最大可变载荷8202吨，DP-3系统有8个推进器，最大航速4节（7.41公里/小时）定位方式：DP-3动力定位事故井作业日费：53.3万美元服役时间：2001年一、基本情况一、基本情况3.人员情况该平台可容纳130人。事故发生时，平台上共有126人，其中越洋钻探公司的员工79名，英国石油公司(BP)员工6名和承包商人员41名。一、基本情况3.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。隔水导管接头挠性接头两个环形防喷器四个全封闸板剪切闸板防喷器失效井口连接器注：此为防喷器组与人的大小比例对比，防喷器组位于水下1500多米深的海底。问题：在几秒钟的反应时间里，司钻迅速关闭剪切闸板，但未完全剪断钻杆。可能是被钻杆接头、或是井喷出的套管残片、水泥块堵住了。遥控水下机器人用了几天时间试图手动关闭剪切闸板但未获成功。钻杆一、基本情况4.井的情况井号：MC252号1-01,位于美国新奥尔良东南130英里处路易斯安那州海洋Maconda探区井别：探井井型：直井设计井深：20000英尺/6096米实际井深:18360英尺/5596米作业区域水深：5067英尺/1544米一、基本情况5.井身结构该井在钻至井深5486米完钻。下7英寸生产尾管，采用低密度水泥浆固井，候凝时间20小时。爆炸发生在4月20日晚上10时完井井身结构为：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、基本情况一、基本情况6.事故影响4月20日发生的海上钻井平台井喷着火爆炸事故是灾难性事故，是美国最近50年以来所发生的最严重的海上钻井事故之一，也是墨西哥湾近30年来最严重的钻井事故。大面积的漏油污染，严重威胁到墨西哥湾海岸的生态及沿岸百姓的生活，不仅造成了巨大的经济损失，而且有可能演变成严重的生态灾难。事故不但严重损害了BP公司的形象和声誉，而且对深海石油开发造成了影响，可能还会对未来全球石油生产和供应格局、国际油价造成影响，进一步加剧国际石油市场的不确定性。一、基本情况6.事故影响十一人在事故中死亡：队长-JaysonAnderson司钻－DeweyRevette副司钻－DonaldClark副司钻－StephenCurtis吊车司机－DaleBurkeen井架工－RoyKemp钻工－KarlKleppinger钻工－ShaneRoshto钻工－AdamWeiseMISwaco（泥浆服务商）-GordonJonesMISwaco（泥浆服务商）-BlairManuel公司形象、声誉受损BP从来都以环境之友自居，它两年前打出“不只是石油”的口号，不幸的是这苦心经营的形象更是因为失误引发的墨西哥湾漏油事故而轰然倒塌。不断升级的泄露污染对路易斯安那和密西西比两州沿海的沼泽地以及野生动物保护区造成了严重威胁。股价暴跌:事故发生两周内BP股票下挫约17%，市值蒸发近320亿美元。面临巨额罚款:墨西哥湾DeepwaterHorizon油井到底泄漏了多少原油不仅是个环保问题，而且还是个事关数十亿美元的经济问题。据法律专家意见及官方文件规定，美国政府有可能按照泄露在美国海湾的石油数量，要求英国石油公司每桶赔偿4300美元。此次原油泄漏事件已经导致该公司支出了大约7.6亿美元，约合每天2200万美元，远高于此前预期的每天600万美元。数据显示，BP公司2009年的净利润为166亿美元。在美国业务受损：美国总统奥巴马宣布成立独立的总统委员会对事故展开深入的调查，有消息称，美国环保署可能考虑禁止英国石油公司（BP）进入政府合同,半年内暂停发放新的深水钻探许可。给生态带来灾难直接影响：多种物种灭绝，生态平衡被破坏。间接影响：化油作业本身消耗水溶氧，再加海面遭浮油覆盖、洋流循环缓慢等原因，致使氧气补充缓慢，海洋生物可能因缺氧危及生存。影响美国以及世界经济墨西哥湾海产品占美国市场总量的20%，美国渔业部门担心；旅游部门则担心，旅游者不会光顾受到污染的海滩路易斯安那州渔民告诉路透社记者，石油泄漏“不仅带走我们的收入，还带走我们的生计，从我们口中夺走食物”。美国总统奥巴马坦言，对经历两年衰退后初现复苏迹象的美国经济而言，这次事故是个“重要挑战”。影响世界能源格局美国、加拿大将放缓海上的油气勘探开发脚步世界各国将谨慎对待海上油气勘探开发业务。进入海洋勘探开发的门槛变高，预计QHSE费用多支出10%以上油价发生波动。寻找新能源紧迫性增加。二、事故经过二、事故经过4月19日，下入97/8″*7″复合完井套管(18360英尺）5598米，固井后坐密封总成后，侯凝16.5小时后，正向试压10000psi(68.97Mpa）合格。然后反向试压1400psi(10.3Mpa）二、事故经过4月20日，计划在井筒内8000多英尺(2439米)打水泥塞，进行暂时弃井，将来再进行二次完井。二、事故经过于是，在侯凝16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，泥浆罐液量增量增加。已经发生溢流。21:10，停泵，立压由1200psi(8.27MPa)升高到1700psi(11.72MPa)，压力增加趋势平缓，估计是关闭了环形防喷器。泥浆入口流量隔水管液量立管压力泥浆罐液量变化补给罐液量变化泥浆出口流量气测单元泥浆密度当量循环密度二、事故经过21:14,再次开泵，立压继续上升。出口流量较小。泥浆罐液量增量减小。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，可能是胶心发生刺漏。隔水管流量和出口流量均为零，可能是井筒中充满气体。泥浆入口流量隔水管液量立管压力泥浆罐液量变化补给罐液量变化泥浆出口流量气测单元泥浆密度当量循环密度21:38,可能关闸板防喷器，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。发生强烈井喷失控，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，使泥浆泵安全凡尔憋开，油气从泵房喷出，引发泵房爆炸着火。二、事故经过泥浆入口流量隔水管液量立管压力泥浆罐液量变化补给罐液量变化泥浆出口流量气测单元泥浆密度当量循环密度三、应急处置三、应急处置本次井喷爆炸着火事故是美国最近50年以来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个小时后，沉入了墨西哥湾。三、应急处置之后，每天有5000桶的原油源源不断地流入墨西哥湾，造成大面积海洋环境污染。BP事故处理指挥中心BPCEOTonyHaywardFloridaGovernorCharlieCrist新闻发布会FloridaDepartmentofInteriorBP公司快速在休斯顿设立了一个大型事故指挥中心。从160家石油公司调集了500人参与其中，成立联络处、信息发布与宣传报道组、油污清理组、井喷事故处理组、专家技术组等相关机构，并与美国当地政府积极配合，寻求支援。三、应急处置海岸警卫队架护栏拦截原油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、收集法等。化学制剂分散法是从泄漏原油上空喷洒化学分散剂，将浮油分解成更小的油滴混入水中，被洋流冲走或自然降解。但效果有待后续测试证实。三、应急处置撇油器和收集罩：前者是在浮油分解后，撇取浮油沫，并将其收入桶中。收集罩则用于在海底收集石油，并泵至海面的石油储存装置中。可控燃烧法：即就地燃烧原油法，用防火浮油栅将泄漏石油中成团的油聚集在一起，将它们转移到别的地方，然后烧掉。三、应急处置4.聘请道达尔、埃克森等公司专家制定井喷漏油治理措施三、应急处置ROV正在启动BOP控制系统ROV显示防喷器可能有物体卡住失事平台上使用的防喷器水下防喷器组合5.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关井，没有成功。三、应急处置6.采用大型吸油罩吸油。研究提出采用大型吸油罩将漏油处罩上并抽油。设计出一个重约125吨的大型水泥控油罩下沉至漏油点，打算罩住泄漏石油，随后用泵抽出。但大量天然气水合物晶体聚集罩内，形成堵塞，令控油罩无法发挥功用。5月8日BP公司宣布控油罩方案失败。漏点一漏点二漏点三三、应急处置大型控油罩7.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公司将水泥罩从主漏油点挪开，设计了一个较小的金属罩放置到放到主漏油点。小型控油罩小型控油罩安放示意图三、应急处置8.安装吸油管吸油BP公司5月14日开始尝试在海底油井漏油口安装类似虹吸管的装置吸管。经过多次艰难的尝试后，工程人员16日遥控水下机器人，在水下约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5月19日宣称，每天可以回收约3000桶泄漏原油，是泄漏原油总量的60。三、应急处置9.顶部压井法BP公司5月26日宣布启用“TopKill”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以封堵这口油井。该技术曾在陆地油井使用，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。三、应急处置三、应急处置10.切割隔水管。在隔水管底法兰上罩上吸油罩进行吸油，目前正在进行施工作业。11.打救援井在东西两个方向各打一口泄压救援井，2口救援井均已开钻。计划打穿97/8″尾管，在油层顶部挤水泥封井，2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。四、原因分析四、原因分析（一）井喷的直接原因1.在固井侯凝后，替海水过程中，套管外液柱压力降低，是发生井喷的一个直接原因。该井完井泥浆密度约16ppg（1.9g/cm3），海水密度为1.03g/cm3。海水深5067英尺