深水地平线钻井事故分析

事发：2010年4月20日晚21:41 ，深水地平线钻井平台起火爆炸 。

漏油：钻井平台爆炸后36小时沉入海底。受损油井开始漏油。

恶化：事故发生7天后，钻井平台漏油每天5000桶，5倍于先前 估计数量。

应对：启用水下机器人固关井未成功，美国救灾部门调用海岸警卫队“捞油”。

升级：美国政府宣布把此次事故危机列为国家级灾害，美军参与救灾。

结束：7月26日，漏油事件发生近3个月后，英国石油公司宣布，堵漏成功，再无原油流入墨西哥湾。

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，服务商人员41名。

水下防喷器

该井配套的水下防喷器为喀麦隆公司生产，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。

井身结构

该井在钻至井深5486米完钻。采用低密度水泥浆固井。

表套：  36”@5321ft

技套1：28”@6217ft

技套2：22”@7937ft

技套3：18”@8969ft

技套4：16”@11585ft

技套5：13-5/8”@13145ft

技套6：11-7/8”@15103 ft

技套7：9-7/8”@17168ft

油套：7×9-7/8”◎18360ft

人员伤亡情况

11人在事故中死亡：

队长- Jayson Anderson

司钻－Dewey Revette

副司钻－Donald Clark、Stephen Curtis

吊车司机－Dale Burkeen

井架工－Roy Kemp

钻工－Karl Kleppinger、Shane Roshto、Adam WeiseMI Swaco（泥浆服务商）-Gordon Jones、Blair Manuel

另有17人受伤。

2010年4月20日，计划在井筒内8000多英尺打水泥塞，进行暂时弃井，将来再进行二次完井。在打水泥塞的施工方案上，是先打水泥塞，再替海水还是先替海水再打水泥塞，BP公司和越洋公司产生分歧，经过协商，最终同意BP公司的意见，先替海水，再打水泥塞。

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 (8.27MPa)升高到1700 psi (11.72 MPa)，压力增加趋势平缓，估计是关闭了环形防喷器。

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。

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。

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。

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。

事故发生后，BP公司快速在休斯顿设立了事故指挥中心，从 160家石油公司调集了500 人参事故处理，分别成立了联络处、信息发布与宣传报道组、油 污清理组、井喷事故处理组 、专家技术组等机构， 并与美国当地政府积极配合 ，寻求支援。

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。

5月7日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公司宣布方案失败。

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，5月14日设计了一个较小的金属罩放置到放到主漏油点。

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油。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1500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，他们在墨西哥湾油井安装的吸管每天可以回收约3000 桶泄漏原油，是泄漏原油总量的60%。

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。

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9-7/8″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。

清理原井口、重装井口、抽油继5月30日用顶部压井法（Top Kill）宣告失败后，BP提出最新处理方案，将在水下防喷器组顶部安装隔水管接头和隔水管总成盖（LMRP Cap），用于将漏油引流到钻井船上，减少原油向海里泄漏。

方案：第一步是切断原有倒塌的隔水管，并将它从水下防喷器组上移开。切割过程由远程操作液压剪完成，然后远程控制将那段隔水管拆除。再用金刚石线锯将靠近防喷器组顶部的那段隔水管切掉。

隔水管总成将与Discoverer Enterprise号钻井船的隔水管连接。作业的过程中该设备连接有专门的甲醇管线，用于防止水合物的形成。该方法控油成功。

2010年7月15日，BP宣布，在墨西哥湾漏油事件发生近3个月后，英国石油公司宣布，新的控油装置已成功罩住水下漏油点，再无原油流入墨西哥湾。

井喷的直接原因

1、 在固井侯凝后，替海水过程中，套管内液柱压力降低。该井完井泥浆密度约16ppg（1.9g/cm3 ），海水密度为1.03 g/cm3。海水深5067英尺（1544.8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；

2、 未及时发现溢流，以及发现溢流后采取措施不当。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。

间接原因

1、 固井质量不合格。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。

2、 固井后，没有按要求检验固井质量，违章进行下部作业。有报道讲，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；

3、水泥返高存在缺陷。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。

4、 固井侯凝时间短。该井在固井侯凝16.5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。

5、固井工具存在缺陷。因井底套管鞋内水泥凝固、套管鞋、浮箍单向阀关闭存在缺陷，套管鞋未能有效的阻隔油气，导致地层流体突破套管鞋进入到套管内。

6、作业程序颠倒。在讨论打水泥塞封井施工方案时，是先打水泥塞再替浆，还是先替浆再打水泥塞，BP公司（油公司，甲方）和越洋公司（钻井公司，乙方）产生分歧。经过协商，最终同意BP公司的意见，先用海水替换钻井液后再打水泥塞。如果采用先打水泥塞封井，然后用海水替浆，就不会破坏套管内压力平衡。

7、错误操作。关闭环形防喷器时油气导流不当，造成事故迅速升级。操作人员没有将喷出的油气通过平台右侧的分流管放空，二是导向液气分离器，并通过分离器上的12 英寸鹅管喷向钻台，与点火源接触立即发生了爆炸。从井喷到第一次爆炸只有8分钟，现场人员来不及采取下一步控制措施。

间接原因

8、密封总成坐封效果不好。该井在固井后，密封总成已坐封，但油气仍从套管环空喷出，说明密封总成坐封效果不好，没有起到应有的密封效果。

9、 井控装备性能不能再关键时刻发挥应有作用。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。

管理原因

1.未及时发现溢流。从现场录井资料来看，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。错失了关井的最佳时机。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。

2. 录井人员责任心不强。从录井资料看，该井在替海水过程中，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，导致了事故的发生。

管理原因

从作业记录分析我们发现，从20：20开始发现溢流气测值增加到21：20关闭BOP整整一个小时，麻痹大意了；关BOP以后立压太高，通过节流阀调整回压，忽略了地层压力是15ppg(约1.8sg)，同时忽略了关BOP的时候油气已经过了BOP，到了地面突然膨胀，井口、泵房、放喷管线失控，先是泵房机房爆炸，然后钻台爆炸。

通过分析，我们可以肯定地说，这是一起人为责任事故，作业者BP、钻井承包商美国越洋公司、固井公司哈里巴顿及防喷器供应商喀麦隆公司都有不可 推卸的责任，主要责任是作业者BP。

最要命：忘了钻具组合是注水泥管柱，没有及时关顶驱的防 喷阀，导致井内流体直接流入泵房，憋开安全阀，造成最后的爆炸事故。！！！！

3. 麻痹大意，管理人员缺岗。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。

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公司为赶工程进度和省钱，在侯凝只有16.5小时后，过早下令越洋钻探公司用海水替换隔水管中的泥浆，导致井内液柱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小时的一次施工设计讨论会上BP公司和越洋钻探公司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。

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，此井未安装。

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。美国联邦矿产管理局局长已引咎辞职。

调查结论

美国总统委员会2011年1月11日公布了最终调查报告 ，报告认为：墨西哥湾原油泄漏事件是“可以预见”、“可以避免”的；英国石油公司、哈利伯顿公司以及瑞士越洋钻探公司的错误和误判是事件发生的重要原因，这些公司在削减时间和成本的同时加大了安全风险，最终导致事故的发生，而政府当时的监管是“无效的”，且跟不上近海钻探领域的技术进步。该委员会最终将事故责任归咎于一个问题，即管理方面的疏漏 。

带来的影响

给BP公司带来了巨大的损失

公司形象受损：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。

股票大幅缩水:事故发生6周内BP股票下挫约17%，市值蒸发近580亿美元。

事故从发生到处理完毕BP共支付各种直接费用410亿美元（不含美国政府赔偿）

给生态带来灾难

直接影响：多种物种濒临灭绝，生态平衡被破坏严重。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，更多的海洋生物因缺 氧危及生存。

影响世界能源格局

美国、加拿大放缓了海上的油气勘探开发脚步。世界各国以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，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。