电影《深海浩劫》钻井平台为什么会发生这么大的灾难,是什么原理?1.背景英国石油公司BP是该油田区块的甲方,从美国政府手中购买获得了该区块的开采权。瑞士越洋钻探是深水地平线平台的资产拥有者,BP租用越洋钻探的设备和人员对墨西哥湾的马康多油井进行作业
电影《深海浩劫》钻井平台为什么会发生这么大的灾难,是什么原理?
1.背景英国石油公司BP是该油田区块的甲方,从美国政府手中购买获得了该区块的开采权。瑞士越洋钻探是深水地平线平台的资产拥有者,BP租用越[读:yuè]幸运飞艇洋钻探的设备和人员对墨西哥湾的马康多油井进行作业。
哈里伯顿参与对马康多井的固井工作,提(练:tí)供技术支持并承包该项固井《读:jǐng》作业的部分工程。斯伦贝谢受雇对马康多井的固井质量进行评[繁体:評]价。2.关于马康多井的固井工作
正如电影开头一段中男主角女儿的演示,钻井作业好比将一根圆管插入象征地层的可乐罐,圆管则是钻井所建立的井筒。钻井过程中通过钻井泥浆平衡地【拼音:dì】层高压,压住地层流体并不断向深处钻进[繁体:進]。
而马康多井情况复杂,地层压力很大,钻井所面临的挑战非同寻常,在作业工【练:gōng】人之间私下里被誉为地狱探井。在最终钻进至18360英尺后,经过测井确认了裸眼井状态的良好。接下来需要下极速赛车/北京赛车入一截接一截的钢制管材来加固井壁,防止井壁坍塌,这些巨大钢管即为套管柱
而套管与井壁的胶结,则需要用到特殊的水泥。(后来的水泥胶结测井,也澳门博彩就是题(繁:題)目中询问的水泥胶结测试,即是检查套管井中水泥固井质量的测井方法,主要是声波幅度测井)井下作业的所有部件,包括钻杆与套管柱,下入地下之前都需要通过一个安全保险装置,这个装置叫做防喷器组,简称BOP。高大威猛的BOP位于水下,坐封在海底的井口头上
随着作业的进行,套管不断下到井下,哈里伯顿的固井工作也{读:yě}在开展,期间遇到了小插曲,地层有漏失,于是情况变得更加复杂。负责固井作业技术支持的(练:de)工程师曾提出《繁体:齣》用下尾管方案代替原定的长管柱方案。两种方案这里不展开细说了,有兴趣的可以回去查阅资料了解其区别
BP公司最终选择继续保持原定方案,也就是长管柱方案。下管柱需要用到扶正器来固定套《读:tào》管柱在井筒里的居中位置,这直接关(繁:關)系到固井的质量。但后来调查显示,扶正器的型号和数量均存在一些问(繁体:問)题
而如果【拼音:guǒ】存在管柱位置上的问题,导致固井注入的水泥分布不均匀,就存在流体从水泥缝(繁:縫)隙发生窜槽的风险。不过最终BP和哈里伯顿还是完成了初次固井【拼音:jǐng】的工作。基于没有出现水泥浆漏失现象,BP提前遣返了对固井质量进行评价的斯伦贝谢公司的人员
在未进行水泥胶结测井(CBL)的情况下,BP决定跳到下一步,进行临时弃井,打好水泥塞,然后撤走每日花费成本巨大的【pinyin:de】深水地平线号平台,换其他低成本平台来继续进行剩余的完井工作。题目里提到的"正压测试"和"负压测试",正是进行临时弃井之前必要的程序,目的是验证固井之后井筒的完整澳门银河性。整个弃井程序步骤如下图中所示:正压测试,就是往井筒里打压,然后通过压力传感器测试压力的保持情况
这就好像给自行车车胎打dǎ 气,然后捏捏车胎,看车胎有没(繁体:沒)有漏气。具体作业过《繁:過》程,先是打压到压力为250psi保持了5min,之后继续加大压力到2500psi观察了30min,并无压力降低。得到的结果是正压测试成功
接下来的负压测试却出了幺蛾子。负压测试不是往井内打压,而是把井(拼音:jǐng)内的压力释放掉,然后观察,如果固井质量没《繁体:沒》问题,井筒密封性完好,压力放掉后不会再次涨起来。相反{拼音:fǎn},如果压力释放掉后,地层中有流体通过井底和固井的瑕疵部分入侵进入井筒,井内的压力在放掉后还会有上升的趋势
负压测试之前,需要泵入【拼音:rù】海水把泥浆推出来,用海水替换隔水管和井筒内3300英尺的泥浆,而在海水和泥浆之间《繁:間》要先泵入一些隔离用的隔离液来隔开海水和泥浆。值得一提的是,这次泥浆替换所使用的隔离液,是与往常不同的,BP为了减少处理和运输成本,混合了几种之前用剩下的堵漏材料充当隔离液使用,权当废物再利用。根据后来的调查,负压测试进行中,当井队人员打开钻杆顶部试图将压力释放至0,却发现压力最低只能降低到266psi,而钻杆关闭后,压力(练:lì)又上升到1262psi
啊咧?出现的这个情况,和预计的效果不一样啊!这个时候,也到下班时间了,夜班《读:bān》的人也来了,白班的人就准备回去休息。随后领队有人发现隔水管内的液位在下降,说明液体通过(繁:過)了环形防喷器往井下漏,于是Jimmy Harrel指示把环形防喷器关得更紧一些。随后再次放压,这次终于降到0了,似乎没问(繁体:問)题
可是,一旦关闭钻杆,压力又上升,到了773psi!按理说,这现象本不应该[繁体:該]出现。第三次试,也是一样的情况。压力可以放到0,可是关(拼音:guān)了又涨,这次涨到了1400psi
天了噜!怎么解释?我们机智的BP公司代【拼音:dài】表,想到了一个被称为 "气泡效应(繁:應)"的原理。
于是,就出现了问题中所质疑的情况出现:尽管控制界(练:jiè)面上的压力指示的压力值存在异常,但是在甲方BP公司代表的压力下,井队人员错误地判断负压测试取得成功。既然大家都自欺欺人地相信了所谓气泡效应的解释,那接下来后hòu 续工作的进行也就理所应当。然后的工作,从隔水管中【拼音:zhōng】替换泥浆
这个过程中,并没有人注意到从井内反出的泥浆的体积大于用泵[pinyin:bèng]打进井内液体的体积的事实。正常情况下,进多少就会出{pinyin:chū}多少,体积应该是相等的。泵在继续运转,悲剧的倒计时越来越近:滴答滴答
立管内的【拼音:de】压力开始涨,滴答滴dī 答。立管内的压力开始shǐ 暴涨,滴答滴答。巨大压力下,泵的安全阀被冲开了一个,滴答滴答
之后,接近9:40pm,立管压力却(繁体:卻)开始有了一些下降。
就像是跳高运动员起跳前的下蹲(拼音:dūn)。回想起来,这根本就是很不好的兆头:轻的油气流正在推着重的钻井泥浆上[pinyin:shàng]涌,它们已经在路上了!没人看到。然而,钻台上有人《读:rén》却看到了什么
没错,喷涌而出的泥浆!是井涌!紧接着,就像是喷气式战斗机的引擎,易燃的烃类气体疯狂地喷涌而出,爆炸已经无法避免。井喷终于发生。第一次爆炸发生在9:49pm,这也是第一批生命陨落的时刻
随后,因为种种原因,包括设备的因素,还有坏的运气和不好的巧合,紧急切段系统EDS并未起什么作用,失效的BOP也未能如愿实现成功封井。现在来分析,普遍认为固井候凝期内贸然进行的泥浆替换,是shì 事故发生的导火索。机理是海水将泥浆持续替换出来(繁体:來)的过程中,套管环空上部压力降低
然而水泥胶[繁体:膠]结测井的缺失,使技术人员无法确定水泥胶结质量娱乐城。这步操作导致的后果是造成井底负压,最终引发溢流并发生井喷。
爆炸{pinyin:zhà}和火灾夺去了11条生命。巨大的海上堡垒《繁:壘》付之一炬。这就是美国历史上最严重的漏油事故。
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