深度解密：BP墨西哥漏油事件，石油工业的“911”（图文并茂）

2016-04-28 12:42 扑克投资家

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来源 | 石油课堂（ID：oilmooc），并已获得转载授权

2016年您最期待哪部电影呢？对老孟而言，那必须是9月30日即将在北美上映的《Deepwater Horizon》，该电影改编自2010年4月20日发生的墨西哥湾漏油事件。美国总统奥巴马曾经将此灾难比作环保界的“911”事件。

在墨西哥漏油事件发生六周年之际（下周三），石油课堂”对该事件做一次系统性的解密：一流的公司、顶级的装备却为何发生如此惨重的事故呢？漏油之后BP采取了哪些应急处理措施？如此重大事故对人类和生态都产生了哪些影响？现在就跟随老孟一起回到六年前吧。

事故背景

一墨西哥湾在哪里？

墨西哥湾位于北美洲东南部边缘，因濒临墨西哥湾而得名。它是全球著名的海洋油气富集区，也是美国三大油气产区之一，为美国的油气产量以及经济增长做出了突出贡献。

△墨西哥湾地理位置

二漏油油井——Macondo井

漏油地点位于墨西哥湾密西西比河峡谷252区块Macondo探区，BP拥有该区块的租赁权并担任作业者，租期自2008年6月1日起，时间长达10年。

△漏油点位置

2009年10月6日，Transocean公司的半潜式钻井平台“马里亚纳”完成Macondo探区的初次钻井作业。随后受飓风艾达的影响，马里亚纳断锚、漂移，需要坞修。坞修后，平台合同到期。2010年2月6日，由“深水地平线”钻井平台继续为Macondo井提供钻井服务。

△深水地平线平台

Macondo井为一口勘探井，一旦发现有经济价值的油气资源，探井将转为生产井。原方案设计钻井深度为19650英尺（5989.3米），而实际钻进总深是18360英尺（5596.1米）。

△Macondo井

三 “深水地平线”钻井平台

“深水地平线”钻井平台是世界上最先进的第五代半潜式钻井平台，可在水深2438米的海域作业，最大钻井深度约为8850米，造价3.5亿美元，作业日费达到49.68万美元/天，于2001年交付下水。

△平台面积相当于一个标准足球场

△"深水地平线“由韩国现代重工建造，瑞士越洋（Transocean）钻探公司所有

事故发展

一爆炸

2010年4月20日20点在海水替代泥浆的过程中，油气从井口突然喷出。虽然钻井工人采取一系列的井控措施，但21点40分，泥浆和油气已经到处扩散并流到海里……第一声可燃气报警响起，死神似乎开始走近。1分钟内电力被中断，然后爆炸几乎同时发生，约10秒后发生了第二次爆炸，随后钻井人员试图关井并将平台和油井脱开，然而未能成功，22点钟人员开始撤离，而这艘造价约3.5亿美元的平台最终未能幸免，化作了一团熊熊燃烧的大火。虽然平台上126人员大部分撤离，但仍有11人死亡，17人受伤。

△冒着滚滚浓烟的“深水地平线”

二沉没

大约在爆炸36小时后，即4月22日上午10时，平台再次发生爆炸，救援船队绝望的看着“深水地平线”号钻井平台沉入深海……由于担心漏油BP立即派出两台水下机器人来尝试关闭一些可控制泄漏的按钮和阀门，很庆幸的是没有发现原油泄露。

△深水地平线平台沉没

三漏油

2010年4月24日，最不想看到的事情还是发生了。海底探测器显示，隔水导管和套管开始漏油，预计漏油量每天超过1000桶。

△漏油点

四应急处理

当局者起初以为这仅仅是一场普通的漏油事故，只出动飞机和船只清理海面浮油。然不知，这只是巨大灾难的开始。

△英国石油公司出动飞机处理钻井平台附近的浮油

△船只处理钻井平台附近的浮油

五形势恶化

2010年4月28日，美国国家海洋和大气管理局估计，每天漏油高达5000桶，竟然5倍于先前的预估，并且连续发现了三处漏油点。根据海岸警卫队和救灾部门提供的图表显示，浮油覆盖面积长160公里，最宽处72公里。从空中看，浮油稠密区像一只只触手，伸向海岸线，沿岸生态危在旦夕。

△已发现的三处漏油点

△被原油覆盖的海面

六事故升级

2010年5月29日，被认为能够控制住漏油的“灭顶法”宣告失败。墨西哥湾漏油事件进一步升级，人们对这场灾难的评估也愈加悲观。

2010年6月23日事故再次恶化：原本用来控制漏油点的水下装置因发生故障而被拆下修理，滚滚原油在被压制了数周后，重新喷涌而出，向人类和海洋生物袭来。

△原油从漏油井口涌现了岸边

七封堵成功

2010年7月10日，BP公司卸除了失效的控漏装置，换上了新的控油罩。五天后（7月15日）， BP公司宣布：新的控油装置已成功罩住水下漏油点，而距离事故发生已经过去整整3个月时间。

△BP宣布封堵成功

BP事故负责人表示，虽然目前控制住了漏油，但为了永久性封住漏油油井，BP公司将会继续打减压井。

八永久封闭

2010年9月19日，伴随着减压井的完工，美国原油泄漏事故救灾总指挥萨德•艾伦宣布，墨西哥湾漏油井已被永久封堵! 井虽成功封堵，但是泄露的400万桶原油，只收回了81万桶，仍有约319万桶原油泄露至墨西哥湾。不仅如此，此次事故造成了近1500公里海滩受到污染，至少2500平方公里的海水被石油覆盖。

△减压井永久封闭

世界一流的公司、顶级的设备，怎么会酿成如此重大事故呢？这背后究竟又有哪些原因呢？

八宗罪

墨西哥湾漏油事件是一起人为的责任事故，虽然BP在事故调查结果中将大部分责任推给了平台的所有者——瑞士越洋钻探公司以及负责固井作业的美国哈利伯顿公司，但作为作业者的BP有着不可推卸的责任。下面石油课堂为大家解密事故背后的八宗罪。

2010年3月8日，“深水地平线”钻井平台开工。经过一个月的钻探工作，2010年4月9日，钻井深度达到18360英尺（5596.13m）。2010年4月19日下午，BP公司决定在套管最下端安装长串生产套管。

一套管罪

套管是用于支撑油气井井壁的钢管，需要根据井况和井深来选择相应的套管。但在2010年4月9日，作业者就对先下尾管还是直接下长串生产套管问题展开激烈讨论。下尾管会减慢施工进度，而下入长串生产套管是一种较快的作业方式，工期可以减少3天；直接下套管还可节约700-1000万美元，在利益面前，BP忽视安全因素，决定在4月15日直接下长串生产套管完井。

△Macondo井中使用的套管

二扶正器罪

在下套管过程中，扶正器非常重要。扶正器安装在套管外侧，用来支撑套管，使套管顺利下到预定井深，并使套管在井眼内居中。哈里伯顿固井工程师按照API RP65规范，并通过计算机模拟计算出应使用21个套管扶正器，才能基本保证固井质量，而实际上Macondo井队下套管时只安放了6个扶正器，大大增加了上部蹿槽的风险。

△井队错误地认为平台上剩余的扶正器型号不符

三水泥罪

下完套管后，为防止油气从产层中进入井眼，开始注入水泥。BP使用的是一种轻质的氮化泡沫水泥浆，虽然封堵效果好，但是稳定性差。这要归结于前期哈里伯顿公司室内水泥浆试验不全面，加之BP把关不严，没有发现水泥浆设计的潜在缺陷；在加上固井方案设计的水泥浆用量太少；固井前，钻井泥浆循环不够等等因素降低了固井质量，最后出了问题。

四候凝罪

注入的水泥需要一段时间来凝固，即候凝。由于此钻井进度比计划推迟了大约42天，BP公司为了赶进度，仅候凝16.5小时，就令井队用海水替换钻井液。由此导致压力失衡，井内液压柱压力不足以平衡地层压力，从而引发地层液体涌入井筒。

五水泥胶结测井

水泥胶结测井就是用一个声波仪器来检测水泥是否与套管外壁和井洞壁胶合结实。水泥胶结测井是检验固井质量重要的一步，若发现水泥中有通道，可以在套管上钻个孔再注入一些水泥。

平台爆炸两天之前，BP派来斯伦贝谢的服务人员进行水泥胶结测井。但奇怪的是，BP后来又决定不测了。据称，一次测井需要花费9至12个小时并支付12.8万美元，而不测的话，你懂的！

六测试罪

固井施工按照预定计划完成后，需要根据设计测固井质量。20日上午，对油井进行第一次完整性测试——正试压，试压成功。下午做负试压，先使用隔离液，然后利用海水置换井中的一些泥浆，虽然此次试压有些异常，但被认为是成功的。

七溢流检测罪

2010年4月19日20点20分发现溢流，但整整一个小时后，才意识到需要关闭防喷器，但为时已晚，油气已经上涌；21点49分，发生井喷，随后泥浆泵房机房爆炸，井控系统失效等造成11人死亡，17人受伤。

八防喷器罪

安装在井口的防喷器（Blow-out preventer，BOP）是防止漏油的最后一道屏障。但深水地平线平台的防喷器在发生漏油后并未正常启动，此外平台上装备的一套自动备用系统，也未能被激活，因此防喷器当时并没有发挥作用。

△漏油油井所使用的防喷器组合，体量与双层巴士相当，重达290吨

高大威猛的防喷器为什么会失效呢？《华盛顿邮报》23日援引一份信件报道，为节省时间和经费，“深水地平线”防喷阀中没有使用永久性“变径闸板”，取而代之的是一个测试阀门，这增加了阀门失效的风险。

其实，海上油井作业都有一套完善的安全设备和严格的操作规范。如果认真地按照标准来操作，本可以避免灾难的发生。如果说以上的“八宗罪”算是客观原因，为事故的发生埋下了隐患，那么我们接下来分析下BP公司的主观原因。

管理原因：2009年美国政府向BP颁布了“安全奖”，事发当天BP的7名高级官员正在现场庆祝，未能第一时间参与救援。

赶工原因：该井设计钻井周期51天，但实际作业时间超设计周期43天，光平台租赁费就多花了2100多万美金。

监管不力：每个月都要求做一次安全检查，但BP的检查率只有41%-75%，而且并不认真。

一连串的问题最终导致灾难的发生。但是正常情况下，井喷后通过采取注入重泥浆或者关闭油井，并疏导上喷的高压油气，可以在一周内控制井喷，为何深水地平线事故持续了近三个月时间才被控制住呢？BP在这三个月内采取了哪些补救措施？下面，石油课堂带大家一起研究：

BP救援的九种武器

一专家总动员

BP公司在休斯敦快速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。随后又专门聘请道达尔、埃克森等专家商讨救援措施。

二及时清污

4月25日，BP通过铺设围油栏、稻草墙和防护堤坝等措施设置隔离带，并每天投放大量分散剂（Corexit 9500和Corexit EC9527A），且投放数量之多，前所未有。同时使用吸油棒吸油，但一切的努力在每天泄露的上万桶原油面前还是略显苍白。

△设置围油栏

三机器人水下关井

4月26日，BP出动了多台水下机器人（ROV）尝试关闭水下防喷器来实现关井，但ROV显示有东西卡住，计划以失败告终。

四 “金钟罩”

随后BP打造了一个顶部开孔的钟形控油罩，希望用它罩住漏油点，将原油从顶部通过油管疏导到海面上的油轮。

但是这个重约125吨的控油罩在即将抵达漏油点时，却停止了下沉。Why? 经过研究才发现：在控油罩下降过程中，深海中的洋流裹挟着原油和天然气进入了控油罩内，天然气在深海的低温高压环境下形成了甲烷水合物（也就是可燃冰），堵塞了控油罩顶部的输油口。

补充 | 知识

可燃冰是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶形成的，外观似冰，但遇火可以燃烧。天然气在井底的温度可以达到149℃，不会发生结晶。随着原油上涌，温度慢慢降低，形成了可燃冰。

五大礼帽

为了解决甲烷水合物的问题，BP又设计了一个“大礼帽”，它比之前的“金钟罩“体积要小得多。为了抑制甲烷水合物的形成，在下放“大礼帽”的过程中向其缓缓注入甲醇，不过该方法治标不治本、效果不佳，未能控制漏油。

六安装吸油管吸油

BP公司5月14日开始在海底漏油口安装吸油管。虽然经过多次艰难尝试后，最终在16日控制ROV，在水下约1600米处连接上一个泄漏点，但吸油效果并不理想。

经历了几次失败，BP意识到仅靠收集原油不能从根本上解决问题，必须封堵油井才能彻底“根治”。

七灭顶法

BP公司5月26日启用“Top Kill”封堵，从井眼顶部向破损油井注入封堵材料进行封堵。有意思的是，工程师们选用生活垃圾作为封堵材料！当然选垃圾也是有讲究的，一类是松软有弹性的材料，比如网球，起到填充缝隙，膨胀密封的效果；另一类则是坚硬的材料，主要起支撑作用，配合加重钻井液和水泥封堵油井。但井底压力过大，注入的封堵材料被井内的高压流体冲出油井，灭顶法最终以失败告终。

八切管盖帽法

切管盖帽法就是用深海机器人切断防喷阀门上方的漏油管道，下放防喷阀门以控制漏油，并在阀门上方安装控油管道，将泄露的原油抽出。

采用此方法后，BP公司8月4日成功用一个漏斗状装置“盖住”墨西哥湾海底的漏油油井，并开始将泄漏的原油和天然气输送到海面上。24小时内，共收集6000桶原油。8月16日美国官方估测每天能收集3500-6000吨。

九钻井救援

虽然切管盖帽法控制住了大部分漏油，但为了保证安全，BP继续在漏油油井东西两个方向各钻一口救援井，从救援井中向漏油油井注入重泥浆，以实现彻底封堵。5月2日，第一口救援井开钻，5月16日，第二口救援井开钻，2口救援井在4个月内完工。

事故影响
漏油井虽然永久封闭了，但是漏油事故对生态的影响却是一场持续的灾难。

一生态环境损失不可估量

大量泄漏的原油，加之后期海风和暖流加速了海面油污的扩散，使漏油事态进一步恶化，导致多种物种灭绝，破坏了墨西哥湾整体的生态平衡。

其次，间接的影响有两方面。一方面是海面遭浮油覆盖，洋流循环缓慢，氧气补充缓慢，再加上后期化油作业本身消耗水溶氧，使该地海洋生物可能因缺氧危及生存；另一方面是BP处理漏油时喷洒的分散剂含有很多有害成分，对海洋生物造成了致命的伤害。

二对沿岸居民的影响

此次事故对沿岸居民的影响也不容小觑。路易斯安那救援队的非营利环保机构在2010年的7月至10月间发布的报告指出，有46%的路易斯安那州受访居民称他们受到原油和分散剂的伤害，同时有75%的受访居民认为他们正受到一些副作用的影响，比如恶心、皮肤过敏等。同时2010年参与喷洒分散剂的工人也正饱受头痛、恶心等症状的困扰。