墨西哥湾BP公司海上钻井平台井喷着火爆炸事故

1、墨西哥湾BP公司海上钻井平台井喷着火爆炸事故墨西哥湾井喷一、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（Deepwater Horizon）”钻井平台Missssippi Canyon 252#-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：Mississippi Canyon Block 252 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

2、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

3、航速4节（公里/小时） 定位方式：DP-3动力定位 事故井作业日费：万美元 服役时间：2001年一、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

4、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

5、井井身结构为：365321英尺（1622米）+286217英尺（1622米）+227937英尺（米）+188969英尺（米）+1611585英尺（3532米）+135/813145英尺（米）+117/815103英尺（米）+97/817168英尺（米）+797/818360英尺（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

6、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- Jayson Anderson司钻Dewey Revette副司钻Donald Clark副司钻Stephen Curtis吊车司机Dale Burkeen井架工Roy Kemp钻工Karl Kleppinger钻工Shane Roshto钻工Adam WeiseMI Swaco（泥浆服务商）-Gordon Jones MI Swaco（泥浆服务商）-Blair Manuel

7、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Deepwater Horizon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亿美元

8、，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

9、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，侯凝小时后，正向试压）合格。 然后反向试压）二、事故经过 4月20日，计划在井筒内8000多英尺(2439米)打

10、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 1200 psi () 升高到 1700 psi ( MPa)，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，

11、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

12、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BP CEO Tony HaywardFlorida Governor Charlie Crist

13、新闻发布会 FloridaDepartment of Interior BP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

14、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

15、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

16、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 “Top Kill”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6070之间。实施过程需要23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，

17、在油层顶部挤水泥封井，2口救援井需要23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（），海水密度为1.03 g/cm3。海水深5067英尺（米）。在替水过程中，隔水管内1544米的泥浆液柱替换为海水液柱，使套管环空上部液柱压力降低，导致发生溢流，直至井喷； 四、原因分析 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爆炸着火的直接原因。 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，仍然坚

18、持开泵循环。直到井筒天然气到井口，才停泵，观察4分钟后关井。然后两次开泵排气，井筒已全部为天然气，再次关闭其他防喷器，由于喷势太大，防喷器也发生刺漏。最后，发生强烈井喷，爆炸着火。四、原因分析 （二）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。有报道讲，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存在问题。同时81/2井眼内的小间隙固井也使得固井质量难以保证，导致下部高压油气的侵入。四、原因分析 2. 固井后，没有按要求测固井质量，检验固井质量，违章进行下部作业，是造成井喷的另一个间接原因。有报

19、道讲，该井在发生事故前，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；四、原因分析 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，完井套管固井水泥浆没有上返至上层技术套管内，完井套管固井水泥浆返高与上层技术套管之间存在裸眼段，为本井的井喷事故埋下了隐患。四、原因分析 4. 固井侯凝时间短也是引发事故的一个间接原因。该井在固井侯凝小时后，就开始替海水作业。侯凝时间短，为井喷事故埋下了隐患。四、原因分析 5. 密封总成坐封效果不好是造成井喷失控的一个间接原因。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

20、成坐封效果不好，没有起到应有的密封效果。套管悬挂器水下井口装置 6. 井控装备性能不能再关键时刻发挥应有作用，是导致井喷失控的一个间接原因。 该井由于前期未发现溢流，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，该井配有防喷器的紧急关断系统，当水下防喷器与平台失去联系时，紧急关断系统启动，会自动关闭水下防喷器。但不知什么原因，该井的紧急关断系统没有发挥作用。再者，该井的防喷器还配有机器人水下关闭防喷器的功能，但在事故后，同样不知什么原因，也无法启动，没能成功关井。四、原因分析四、原因分析四、原因分析 （三）管理原因 1未及时发现溢流，是发生井喷失控事故的一个管理原因。从现场录井资料

21、来看，该井在替水过程中，在20:10，泥浆罐的液量急剧增加，到20:35，已增加了500多桶，但现场无人及时发现溢流，错误地继续进行循环，没有及时采取应对措施。直到天然气到井口才停泵观察后，关井。措施了关井的正确时机。有报道讲，井架工曾给司钻说钻井液溢出太多了，但随即就发生了强烈井喷，油气弥漫平台，发生了爆炸； 四、原因分析 2. 录井人员责任心不强，是发生事故的另一个管理原因。从录井资料看，该井在替水过程中，从20:10开始发生溢流，泥浆罐液量大量增加，但一直到发生事故的21:50，长达1小时40分的时间里，录井资料非常明显地显示出井内溢流，但录井人员均没有引起重视，没有向钻台作业人员通报，

22、导致了事故的发生。 四、原因分析 3. 麻痹大意，管理人员缺岗，也是造成事故的一个管理原因。今年是该平台连续7年无事故，BP公司高层人员20日在平台上开Party，进行庆祝。此时只有部分人员在岗，有可能存在管理人员缺岗，对现场生产过程失去了有效监控，导致了事故的发生。 四、原因分析 4.为赶工程进度，采取了不当的操作程序。 此井钻井工程进度比原计划推后了大约6周时间，BP为赶工程进度，也是为了省钱，在侯凝只有小时后，过早下令Transocean用海水替换隔水管中的泥浆，导致井内液住压力不足以平衡地层压力，从而引发地层液体涌入井筒。有幸存者称，在爆炸前11小时的一次设计会议上BP的管理和Tran

23、socean的管理人员就接下来是否用海水替换隔水管中的泥浆发生争执，前者称自已才是老板，后者被迫妥协了。四、原因分析 5.为了降低成本，减少了防喷器控制系统的配备。 深海钻井中，在配备其他防喷器控制系统的基础上，还应配备远程声控系统，用来在特殊情况下远程关闭防喷器。但是，为了降低成本，配备该系统。四、原因分析 6. 监管不力 据美联社5月16日报道，4月份钻井平台爆炸之前，美国联邦矿产管理局未能按时履行每月至少检查一次的正常检查制度。美国联邦矿产管理局放宽了对日常作业条件、钻井平台重要安全设施的检查，很多措施完全由英国石油公司自行决定，过去几年中，钻井平台防喷器失灵事件时有发生。 联邦矿产管理

24、局局长已引咎辞职。 教 训发生本次事故的BP油公司，以及越洋钻探公司、喀麦隆公司等承包方均是国际石油行业的技术领先者，但却发生了如此严重的事故，教训发人深省，值得我们深思，也再一次为我们敲响了井控管理的警钟。固井过程中或固井侯凝中及因固井质量不过关引发井控事故的情况，在国内也同样存在，我们油田也存在这一风险,同样应引起我们的高度重视。我们要深刻汲取本起事故教训，举一反三，反思查找我们井控管理中存在的问题，事故的教训很惨痛，给我们提供了很多的值得深思的地方。 五、教 训 1. 井喷失控事故的后果是灾难性的，对井控工作千万不能掉以轻心，要警钟长鸣，常抓不懈，扎扎实实做好井控工作。 2. 安全工作在

25、任何时候都不能掉以轻心，尤其在完井阶段固井后，不能放松警惕。在美国墨西哥湾已发生过多起与固井有关的事故。在历史上发生的40多起事故中，与固井相关的事故有14起。 五、教 训 3. 性能先进的设备，不是安全工作的绝对保障。事故钻井平台是世界上最先进的平台之一，配备有先进完备防喷设备和溢流检测报警系统。但在事故发生后，诸多防喷设备不能正常发挥预先的作用，溢流检测系统也没有为现场人员报警，或报警后，现场人员没有及时发现，导致了事故的进一步复杂化。4. 低级的错误会导致大事故的发生。该起事故中，现场人员没有及时发现溢流。在发现溢流后，处理措施不当，造成了灾难性事故的发生。五、教 训五、教 训 5. 钻

26、井及井下作业现场的录井、测井、固井、射孔、压裂等相关方在井控工作方面应职责明确，紧密配合，相互协作，尤其要充分发挥录井在做好井控工作中的重要作用，才能保障井控工作的全面监控到位。 6. 集团公司海洋工程业务应继续坚持“适度规模、适度水深、适度区域的发展思路。五、教 训 7. 实行坐岗制度是保证保证井控安全的重要手段。该钻井平台必定配备了完备的监测报警装置，录井资料显示也检测到了明显的溢流现象。但循环罐上的报警系统没有报警，或报警后相关人员没有发现报警。如果建立有人员坐岗制度，循环罐或泥浆槽出口有坐岗人员，则会很快发现溢流。因此加强坐岗制度与先进的仪器检测相结合，是井控安全的有效保障。 8. 完

27、备的应急预案是控制事故恶化的有效手段。该井在发生事故后，处置手段比较被动，没有预先考虑到深海发生井喷失控后的有效应对手段，显示出作业者在该井施工前，没有指定完备周全的应急预案，没有进行过演练。 五、教 训 本次井喷着火爆炸事故再次给我们敲响了警钟，“井喷是事故，井喷失控事故是灾难性事故”。要深刻汲取BP井喷事故教训，高度认识做好井控工作的极端重要性，进一步增强责任感，扎扎实实做好井控工作。井喷失控事故的后果是灾难性的，在任何时候都不能掉以轻心。要以对油田、对家庭、对生命负责的态度，面向基层，面向现场，严细工作，警钟长鸣，常抓不懈，认真研究井控工作存在的问题，进一步加强管理，实现井控本质安全，坚

28、决杜绝井喷失控事故。六、工作要求 一、严格落实反违章禁令，禁止超越程序施工。要把落实各项规程制度，不随意调整生产计划，不超越程序施工，不赶工期进度贯穿到每一作业环节，做到生产流程平稳、受控。 二、进一步深化风险识别与评估，做好每一作业环节井控管理，尤其要高度重视固井、测井、射孔等阶段的井控风险。要结合生产实际，扎实推进风险评估，认真分析每一生产环节的井控风险，采取综合性措施，保证井控安全。尤其要坚决克服忽视轻视钻井固井阶段的井控风险的思想，认真扎实做好固井阶段井控管理。要高度重视钻井、井下作业每一生产环节的井控工作，时刻不能放松警惕，杜绝侥幸轻视心理，扎扎实实做好每一环节的井控管理。六、工作要求 三、严格落实坐岗制度，加强溢流监测和及时控制。在保证泥浆液面监测仪器工具性能完好的基础上，要加强人员坐岗，尤其要加强起下钻、测井、固井、侯凝等环节的坐岗和液面监测。在钻井现场，要实行钻井人员和录井人员的双坐岗，进一步加强录井在溢流发现的责任的作用。做到对溢流及时发现、及时报告、及时正确处置，彻底避免井喷事故的发生。 四、进一步明确和落实钻井、井下