救援井
——墨西哥灣泄油事件的終結者

郭永峰 紀少君 唐長全 (中海油田服務股份有限公司)

救援井
——墨西哥灣泄油事件的終結者

郭永峰 紀少君 唐長全 (中海油田服務股份有限公司)

2010年4月20日,隨著墨西哥灣的Transocean公司的“Deepwater Horizontal(深水地平線)”深水鉆井平臺的一聲轟響,引發了墨西哥灣長達數月的深海鉆井的原油泄漏事件。這一海上泄油的惡性事故,被歐美媒體稱為人類歷史上最嚴重的海洋環境污染事件。負責這次深海石油勘探任務的英國BP石油公司,在經歷了幾次處理泄油事故措施失敗之后,終于在7月15日,第2次更換海底防噴器 (BOP)組的作業獲得初步進展。而獲得處理泄油事故的最后勝利,則還要等待8月中旬,BP公司完成2口救援井 (relief well)的作業。

墨西哥灣 深海鉆井 原油泄漏 救援井

1 什么是“救援井”

“救援井”是石油鉆井行業的專門術語。在海上與陸地鉆井中,發生油 (氣)井著火或井噴事故時,經常采用的處理事故方法,即在事故井附近的安全區域,打一口定向井,或稱為“救援井”。

救援井的基本原理:其井眼軌跡與事故井的軌跡在地層的某個層位匯合,將高密度的鉆井液或水泥通過救援井輸入事故井,以達到油 (氣)井滅火或制服井噴的目的。

1992年美國與伊拉克戰爭期間,伊拉克在從科威特撤退的過程中,點燃了科威特油田的700多口油井。美伊戰爭結束后,中國政府也派出救援隊伍,進行10口油井的滅火作業;在科威特滅火的過程中,打救援井是滅火的主要方法之一。

1994年4月,巴林 (Bahrain)國家石油公司所有的Awali油田的159號油井發生井噴;采用在原油井附近30 m處打1口救援井的方法,在地層以下500 m處,救援井與井噴井的井眼軌跡重合;從而注入高密度鉆井液及重水泥,制服了井噴。

2 處理泄油事故的救援井

BP公司在美國墨西哥灣實施的救援井鉆井的總體情況,見圖1。

圖1 墨西哥灣泄油事故中的2口救援井(BP公司內務部以及美國海岸警衛隊發布)

請注意圖1中的3個位置:1號位置、2號位置和3號位置。

◇1號位置:此處為泄油井防噴器 (BOP)的所在部位;BP公司的工程師認為,由于受到“Deepwater Horizontal(深水地平線)”深水鉆井平臺爆炸的影響,BOP的下部受到彎曲應力,導致原油泄漏;

◇2號位置:此處為海床下約1 500 m深度的地層;BP公司的工程師懷疑,此位置由于多層套管受到外力作用使得套管斷裂,原油漏失到地層中,以至于形成泄油井海床周圍方圓若干英里的“泄油孔”區域;

◇3號位置:此處為泄油井的套管最底部;當救援井鉆進完成之后,通過救援井的井眼,將水泥注入此部位,以徹底封堵泄油事故井的出油通道。

3 墨西哥灣救援井計劃

首先,關注于7月15日完成的第2次更換BOP組的作業是否成功。BP公司判斷更換BOP作業是否成功的依據:根據工程師計算,如果新的BOP組安裝后,關閉其3個閥門,BOP組內部的壓力大于或等于544 atm(1 atm=101.325 kPa),即8 000 lb/in2(1 lb/in2=6.895 kPa),就說明油井不再泄漏,井內的原油全被控制住了;但是如果小于此值,則說明沒有完全解決井的泄油問題。

其次,BP公司的相關人士說,無論7月15日更換BOP組的作業是否能夠完全制止海底的原油泄漏,BP公司都將在2010年8月中旬完成救援井的鉆進程序。

BP公司的救援井計劃主要包括以下幾點:

(1)根據英國BP公司公布的救援井的鉆進計劃,將在救援井底使用信號發射器與信號接收器,精確定位救援井的鉆頭方向,以使救援井的井眼軌跡與泄油事故井的井眼重合。

(2)在實施中,將信號發射器安裝在下部鉆具的后端,而信號接收器安裝在鉆頭部位;由信號發射器發出電流信號,探測泄油事故井的套管磁場,探測結果由信號接收器接收,以指引鉆頭向泄油事故井的井眼方向鉆進。

(3)最終從完成作業的救援井中向泄油事故井注入重泥漿,徹底封固泄油事故井的井下通道,從而根除泄油井的事故源頭。

墨西哥灣深水鉆井過程中的泄油事件給石油行業的公司敲響了警鐘,即作業中應時時將安全放在第一位;否則為人類帶來巨大利益的石油工業,也會成為制造災難的禍手。

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.9.018

2010-07-20)