BP墨西哥湾漏油事故原因分析

女士们先生们墨西哥湾“深水地平线〞钻井平台井喷失控事故剖析中国石油天然气集团公司井控巡视办公室驻华北油区井控巡视员贾传珍

根本数据事故经过原因及教训处理进展事故影响事故启示几点建议墨西哥湾深水地平线钻井平台爆炸2021.4.20.21:49,BP位于墨西哥湾的“深水地平线〞钻井平台MC252-#1-01井发生井喷爆炸着火事故，11人死亡，17人受伤；4.22.10:22，发生第二次爆炸,深水地平线平台沉入海底。35000-60000桶/天原油流入墨西哥湾，大面积海域受到严重污染。8,200吨〔USA〕－13,600吨〔BP内部〕/天墨西哥湾深水地平线钻井平台爆炸墨西哥湾深水地平线钻井平台爆炸一、根本情况作业者与承包商区块：MississippiCanyonBlock252位于美国路易斯安那州海洋Maconda探区油公司(作业者〕：BP股份：BP65%，美国Anadarko石油公司和日本三井物产公司分别占有25%和10%作业水深：1524米离岸距离：77公里

Louisiana州墨西哥湾BP的Macondo探区，距Louisiana海岸约80km作业者与承包商作业者：BPAnadarko探区股份：BP65％；美国Anadarko25％；日本三井物产10％；钻井承包商：越洋钻探公司〔Transocean〕固井效劳公司：哈里伯顿防喷器供给商：Cameron公司测井效劳商：斯伦贝谢公司泥浆效劳商：MI钻井液公司一、根本情况钻井平台情况钻井船：第五代深水半潜式钻井平台建造者：韩国现代重工。建成日期：2001年建造本钱：$3.5亿最大作业水深：2438米额定钻深能力：9114米工作吃水：23米一、根本情况钻井平台情况

尺寸：长121m，宽78m高41m隔水管：21″平台重量：32,588吨，排水量：52,587吨；甲板额定可变载荷8000吨；定位方式：DP-3动力定位最大航速4节〔7.41公里/小时〕一、根本情况钻井平台情况服役时间：2001年租赁日费：$53.3万定员：130人现场人员：126人越洋钻井公司：79人BP：6人＋7名领导其他承包商：34人

一、根本情况BOP(防喷器)水下BOP－喀麦隆2×183/4″×15000psi〔105MPa〕双闸板1×183/4″×15000psi〔105MPa〕单闸板2×183/4″×10000psi〔70MPa〕环型1920年，现有2500多套在世界各地，其中水下400多台，深海130多台一、根本情况

BOP控制系统：2×液；

2×电导流器：Hydril211/4″×500psi出口和排放管线：

18″一、根本情况BOP现场实际安装的BOP：2×环型4×全封1×剪切一、根本情况MC252-＃1-01(井身结构——9层套管)

水深：1544.42m；钻台距海平面：22.86m导管：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′)；生产套管：7″＋97/8″×5596.13m(18,360′)一、根本情况MC252-＃1-01井设计：20,000′〔6,096m〕开钻：2021.10.7.用“马里亚纳〞钻井平台开钻，受艾达飓风伤害，换用“地平线〞钻井平台；2021.3.8.地平线钻井平台开工；完钻：2021.4.9.井深18,360′〔5596.13m〕因井漏完钻。钻井液：油基泥浆，16ppg〔1.92g/cm3〕一、根本情况97/8″62.8#套管壁厚15.875mm，内径219.08mm。7″套管壁厚、内径不详。一、根本情况二、事故发生经过4月19日下完7″＋97/8″生产套管，下深18,360′〔5596.13m〕，生产套管管柱长〔海床以下〕13,293′〔4,051.71m〕。4月19日至20日0:30，按设计注入水泥浆51bbl〔8.11m3〕，替泥浆碰压，放回水检查套管鞋密封－密封完好，完成固井作业。20日7:30，以350K〔159t〕坐封套管头，退出65/8″送入钻杆，对单闸板、剪切全封试压、观察溢流、起出65/8″送入钻具，起钻中屡次观察溢流情况。20日8:00，BP决定不测固井质量，下65/8″钻杆＋31/2″油管〔国外通常在注塞段用油管〕;20日14:00，下注塞管柱至8,367′〔2550m〕，下钻中屡次观察溢流情况；20日15:00，BP决定用海水替出重泥浆后再注3,000′〔914.4m〕临时水泥塞〔换成采油平台〕。20日21:49，用海水〔1.03g/cm3〕顶替16ppg〔1.92g/cm3〕OBM时，发生天然气爆炸着火。二、事故发生经过队长-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〔泥浆效劳商〕-GordonJonesMISwaco〔泥浆效劳商〕-BlairManuel事故造成11人死亡二、事故发生经过三、事故原因及教训一、决策失误！设计失误！20214.9.因井漏在5596.13m完钻后，就先下入7″尾管再回接到海床还是直接下复合套管问题现场争论不休，后经过现场反复讨论，4月15日由BP公司决定直接下入复合套管完井最经济。——为节约,无视平安必酿大祸!决策失误！设计失误！20214.9.因井漏在5596.13m完钻后，就先下入7″尾管再回接到海床还是直接下套管，经过反复讨论，4月15日BP认为直接下入套管完井最经济－节约,无视平安!三、事故原因及教训固井前循环不够按照API标准规定，下完套管后，应充分循环，至少将井底受污染的钻井液循环出井口1.5倍环空容积或套管加钻具内容积。但BP要求只循环261bbl〔41.5m3〕。污染泥浆仍留在井筒内，降低了井筒液柱压力，增加了溢流井喷风险－不执行规定。三、原因及教训固井失败生产套管结构7″＋97/8″套管，7″？97/8″壁厚5/8″〔15.875mm〕，内径219.08mm尾管式固井－前胶塞？！复合管柱－严重混浆？！三、事故原因及教训固井失败套管不居中，影响固井质量4月15日哈里伯顿固井工程师按照APIRP65规范，并通过计算机模拟，应该使用21个套管扶正器，才能根本保证固井质量，到达微量天然气串流。但BP经过屡次讨论后，在4月17日决定只使用6个套管扶正器。三、事故原因及教训固井失败水泥浆用量太少设计51bbl〔约8.11m3〕，太少！只要求封隔下部360m+裸眼段，不允许水泥浆上返至97/8″技术尾管内；三、事故原因及教训固井失败水泥浆用量太少即使单一管柱不用前胶塞也难以保证不混浆，也难以确保固井质量；(内喷？环空喷？)三、事故原因及教训不测固井质量4.20.7:00BP通知斯伦贝谢不测固井质量，斯伦贝谢人员11:15离开平台；候凝时间不够固井后仅16:30就开始用海水顶替重泥浆，降低压差22.26MPa;三、事故原因及教训井口头套管悬挂器锁紧滑套没有坐封〔LockdownSleeve〕?三、事故原因及教训BOP关不住安装失误？实际安装：2×环型；4×全封1×剪切，没装半封？4道控制管路全失败！可能闸板被卡；可能误操作：先关全封，后关剪切；三、事故原因及教训BOP关不住3、4道控制管路全失败！可能遇钻杆接头；控制管线泄漏，压力不够〔幸存者语〕。4、敢关井吗？地层压力≥105MPa，16″技术套管的抗压强度？后果不可想象！三、事故原因及教训溢流处理失误计算：用海水替重泥浆,最高泵压?用多少海水?应替出多少?计量：替泥浆和倒泥浆仅靠仪器监测,没有人工计量;三、事故原因及教训溢流处理失误未发现溢流；SIDPP和SICP迅速升高，致使BOP和泥浆泵平安阀同时失控；三、事故原因及教训井控应变能力差施工前没详细计算：最高泵压、顶替量、替出量、降低压差，可能出现问题？溢流：仪器监测－人工计量和监测；“溢流〞未及时关井观察；复杂情况下的井控应变能力－已完井:已下套管;已固井－麻痹大意！天然气特性认识缺乏！三、事故原因及教训三、事故原因及教训所谓的甲烷气泡！！十、管理原因7年平安无事故，2021年美国政府向其颁发了“平安奖〞；BP的7名高级官员正在现场开庆功会——有骄傲自满之嫌？！设计：井身结构？生产套管结构？水泥浆用量？N2水泥浆？候凝时间不够；不测固井质量；不注水泥塞而先替出重泥浆，降压22.26MPa;三、事故原因及教训十、管理原因不执行设计，超越程序－赶工，向领导表功？！无视平安！赶工原因该井设计51天，$9,600万；超设计周期43天，多花租赁费$2,100多万；换用地平线平台后租赁日费由$458,000万增至$517,000万；深水地平线平台应在到达新井位。三、原因及教训十、管理原因节约本钱，无视平安已超支$2,100万；改尾管为直接下套管可节约$700-1,000万；按规定固井循环12小时以上的花费；测固井质量需9-12小时，$128,000；用6个套管扶正器代替21个扶正器。(检了芝麻丢了西瓜)三、原因及教训十、管理原因监管不力平安检查率41％－75％〔应每月一次〕；检查不认真，每次仅2:00小时；有腐败行为，有时在酒店完成“检查〞；BOP、液控系统检查？为此美国矿产资源管理局局长引咎辞职。三、原因及教训十、管理原因最根本原因：决策失误！麻痹大意！三、原因及教训四、处理进展成立应急中心BP公司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，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。BP事故处理指挥中心FloridaDepartmentofInterior清污四、处理进展铺设围油栏已超过304,800m清污四、处理进展设置稻草墙清污四、处理进展设置防护堤坝清污四、处理进展空军喷洒消油剂；燃烧围油栏内水面溢油。至5.13日建海上围油栏335,280m、围油拖栏97,536m。清污四、处理进展据美国媒体报道，有公益组织正在号召墨西哥湾民众捐献头发、羊毛和动物毛皮。他们将头发及动物毛皮装进长丝袜里，放到漏油的区域，用它们吸油。据称，1磅〔453.59克〕头发能吸收多达1加仑〔3.79升〕的石油。聘请道达尔、埃克森等专家制定井喷漏油治理措施四、处理进展ROV正在启动BOP控制系统ROV显示防喷器可能有物体卡住水下防喷器组合机器人水下关井4月26日出动多台水下机器人〔ROV〕，尝试关闭水下防喷器，没有成功。四、处理进展大型吸油罩吸油设计一个重约125吨的大型水泥控油罩下沉至漏油点，企图罩住泄漏点然后用泵抽油。5月8日因冰堵BP公司宣布控油罩方案失败。漏点一漏点二漏点三大型控油罩四、处理进展安装小型控油罩吸油天然气水合物堵塞抽油口后，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主漏油点。小型控油罩小型控油罩安放示意图四、处理进展安装吸油管吸油

BP公司5月14日开始从海底漏油口安装吸管。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1600m处连接上一个泄漏口，但吸油效果不理想。四、处理进展顶部压井法BP公司5月26日启用“TopKill〞封堵，从井眼顶部向破损油井注入加重钻井液和水泥封堵。5月30日宣布，顶部压井法失败。四、处理进展切割隔水管用水下机器人切割成功四、处理进展十、“盖住喷油口四、处理进展十一、从“盖帽〞上吸油BP公司6月4日宣布，已成功将一个控油罩安装在水下放下防喷器上部，并将局部原油和天然气收集到油轮上。第一个24小时内，共收集6000桶原油。最近宣布已能收集2500－3200吨/天四、处理进展十二、钻救援井在东西两个方向各打一口救援井，2口救援井均已开钻。方案钻穿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。预计最快要到8月中旬才能完成。四、处理进展四、处理进展重大人员伤亡；最严重环境污染－浮油面积日增两倍五、事故影响最严重环境污染－浮油面积日增两倍五、事故影响最严重环境污染形成严重污染带：可能由东海岸－欧洲生态环境遭到破坏；1989年埃克森.瓦尔迪兹号油轮泄漏形成500英里范围污染带，现仍未见海洋生物；五、事故影响经济损失：美国佛罗里达州19.5万人失业；诉讼原告已达3万多人；事故赔付＄140亿？＄186－692亿？BP破产？世界第三，2021年超过$2390亿；五、事故影响经济损失：BP破产？至6月10日BP股票市值蒸发约700亿英镑；1800万人退休金？股民分红？BP＝1/10GDP＋1/7养老金＋58亿英镑税收〔包括收入税、保险税〕；五、事故影响经济损失：BP破产？英国政府占51％股份；美国政府约占40％股份。政治影响：BP平安形象严重受损；可能影响美英关系；五、事故影响政治影响可能影响美英关系；路易斯安那州、亚拉巴马州、佛罗里达州的局部地区以及密西西比州先后宣布进入紧急状态。五、事故影响五、事故影响一、决策必须慎重！慎重！再慎重！决策失误会造成重大灾难MC251-#01-1的爆炸失控着火、人员伤亡、最严重污染是BP一系列决策失误造成的！六、事故启示二、警钟长鸣，井控平安决不懈怠不能骄傲自满：7年没发生并不等于今天不发生，以后不发生；平安工作只有起点，没有终点；井控平安是甲乙双方共同的责任，任何一方都必须确保“井〞的平安；平安生产关键要落实到基层，落实到岗位；六、事故启示4、天然气井的固井，水泥浆应尽可能返至井口，至少应返至上一层套管鞋以上200m；5、严格程序，进程可以加快但程序不能逾越，更不能省略；6、安检必须认真、到位，不能走过场；7、加强复杂情况下的井控培训，从实战出发，做到临危不惧，处置不慌乱！8、即使完井的最后工序也不能无视井控平安！六、事故启示三、钻井勘探技术将发生革命性变化油气勘探的高风险，特别是海上作业－像在月球上工作，有如太空方案；井控平安是“天字号〞工程，容不得丝毫松懈；BP公司海上钻井采用了世界领先的技术及装备，但仍然发生如此严重的灾难事故。说明性能先进的设备，不是平安工作的绝对保障。先进技术＋科学管理＋现场人员责任心＋高超的平安技能是做好井控工作的关键。六、事故启示4、污染防、治将引起高度重视；5、深海勘探将暂停，可能影响油价；6、油气勘探技术将会发生革命性变化；7、开发新能源将提到首位;8、如何贯彻执行“低本钱战略〞值得探讨？9、甲乙方都要加大井控装备的投入，花钱买平安。六、事故启示墨西哥湾“深水地平线〞钻井平台MC252-#1-01井，发生井喷爆炸事故震惊世界，灾难性的后果非常严重。华北油田应当从中汲取那些教训？下面我以集团公司井控巡视员的身份向华北油田公司、渤海钻探公司提几点建议，仅供参考。七、对华北油田公司井控工作的几点建议七、几点建议〔一〕抓好设计，从源头上杜绝井喷失控事故的发生1、地质设计2、工程设计中井控局部3、设计的制定、审核与审批4、设计的变更变更设计一定要慎之又慎！！七、几点建议〔二〕加强井控风险的论证和评估探井、“三高〞开发井、天然气井，在井位确定后，首先要组织技术、平安方面的专家充分论证，确定合理的井身结构和主要技术措施后，再交付设计部门进行设计。特别是对地下情况比较复杂、高压高产天然气井、硫化氢含量超标井、地面问题比较多的井，一定要认真评估。千万不要凭经验自作主张。更不要为了所谓加快进度，不招标就上钻机，坚决杜绝无设计就开钻的恶习。七、几点建议〔三〕进一步加强油公司对钻井的监管特别要做好重点井、“三高〞井和重点施工环节的监督管理。一定要监督施工方认真执行设计，严格执行各项规章制度和操作规程。对二次开钻前、翻开油气层前的验收，完井电测、下套管、完井等重点施工环节的监督管理。监督检查一定要到位。七、几点建议(四〕甲乙双方都要贯彻积极的井控理念积极的井控理念对建设方来说就是要做到：抓好设计控制源头抓好监管主动预防积极的井控理念对乙方和钻井队来说就是要做到：发现溢流立即关井疑似溢流观井观察立足一次井控做好二次井控杜绝三次井控七、几点建议〔五〕甲乙方都要做好自己应当做而且又必须做好的工作，学好上级的井控规定和本油田的?细那么?甲方要提供合格的井场条件和准确的数据资料、按照规定关停注水井、选派合格的监督，切实抓好井控检查，严格要求，不走过场。乙方抓好基层队伍建设，严格执行设计，虚心接受监督，安装、管理好井控装备，落实岗位责任制和各项操作规程。七、几点建议要特别要加强对作业井、大修井、侧钻井的井控管理，加大这方面的井控投入。1、装备远不如钻井队。2、队伍技术素质、处置能力远不如钻井队。3、作业(含大修、侧钻)风险并不比钻井小。4、不少井作业设计不标准有的甚至无设计。七、几点建议〔六〕正确处理速度、本钱与井控的关系1、钻井提速必须以井控为保障。2、钻井提速不能违反井控规章制度和操作规程。3、钻井招投标不要克扣井控摊销费用。七、几点建议〔七