绿色北京 - 网络绿色社区

 找回密码
 注册
搜索
查看: 4334|回复: 0

揭秘墨西哥湾漏油事故诱因:气体喷发自燃爆炸

[复制链接]
发表于 2010-5-25 10:46:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
1.jpg
英国石油公司的工作人员在清理海面上的浮油。

2.jpg
志愿者在帮助清理鹈鹕身上沾上的油污。

3.jpg
4月20日,“深海地平线”平台发生爆炸后燃烧,造成原油泄漏事件。

  墨西哥湾原油泄漏事件造成了一系列生态灾难。这让世界对海上石油开采的风险产生了前所未有的重视,那么灾难是如何造成的呢?这还要从如何在海上开采石油的过程说起。

  打井
  钻头管子一起下


  2010年4月20日,英国石油公司租赁的位于美国墨西哥湾的一座半潜式钻井平台爆炸起火。36小时后,平台沉没,11名工作人员遇难。钻井平台底部油井自24日起漏油不止并引发了大规模原油污染。事故发生后,英国石油公司表示为此次原油泄漏事故负责。不过到现在,事故造成的影响仍然没有解除。

  那么,为什么原油会喷出来呢?这还要从钻透地壳说起。通过勘探,石油公司首先确定要在哪一个海域采油,然后就开始打井。打井当然要靠“钻”,用一个大钻头钻进地壳去,但是光有钻头还不能把油抽上来,还要往井里下一个钢管,一边往下钻,一边往下套管子,管子的一头还要灌特殊的水泥固定住。这个管子最大直径有几十厘米,越往下钻,管子越细。这里就有个问题了,大家都知道牛顿第三定律,作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,钻井的时候,钻头向下用力,不会反过来把钻井平台顶起来吗?中国船舶工业公司708研究所海洋工程部高级项目管理主任助理景宝金解释说,钻井平台动辄几万吨,不会被顶起来。

  这样,半潜式石油平台就需要从一根长度动辄有上千米的管子里抽取石油。这么长的管子会断吗?景宝金说,半潜式钻井平台有动力装置,可以通过螺旋桨的运动来对自己的位置进行微调,而且钢管本身有一定的延展性,所以通常都不会折断。这就好比飞机的空中加油过程,不可能保持完全的相对静止,只要能够把活动限定在一定范围里就可以。

  危险
  气体喷发自燃爆


  把井钻成了,就可以把油井里的油开采上来了。不过,通常石油不会自己跑上来,需要人想办法让它上来。相应的方法有不少,其中一种是用水泵往油井里注水,水比油重,就能把原油赶上来,也可以用泵把原油抽上来。

  我国的油井大多就是用一种绰号名叫“磕头机”的泵机给抽上来的。但是有的井“特别好”,油会自己喷上来。对于陆上石油来说,中东的“好油井”比较典型。石油往往会自己喷出来。之所以会出现这样的石油自喷井,有时道理和“自流井”一样,是因为在比油井地势更高的地层中还有石油,低洼处的石油就在重力作用下被挤出来了。更多的情况下,出现石油自喷井是因为石油中含有气体,包括硫化氢、天然气等气体。这些气体的压力会让原油自动喷出地壳。

  这种自喷的油井采起来是容易,但是却会带来很大的风险。 “可燃气从海床底下跑出来,往往要跑一万多米,那个速度是很快的,比风还快。”景宝金说,“在这种情况下,即使没有任何火源,可燃气体摩擦产生的温度也是很大的,再加上会有静电产生,很可能会自燃爆炸。城市里的天然气管道可以关掉,但是海底的石油气可控制不住。”正是发生了这种海底可燃气体的爆炸,墨西哥湾的那个平台爆炸起火,完全毁掉了。

  防护
  防喷设备,效果一般


  井喷事故的危害远不止摧毁个把钻井平台,更大的危险在于对环境的大规模破坏。每次海底井喷之后,都会有大量原油泄漏到海洋中,造成环境灾难。此次墨西哥湾每天泄漏的原油可能超过万桶,造成的生态灾难让人触目惊心,沿岸的经济也受到严重打击。

  景宝金说,为了防止井喷事故,所有钻井设备都有一个防喷器。这是一个很大的设备。开始钻井的时候就要放置防喷器。钻井的过程中,一旦发现气体压力过大,就要立刻把系统切断,让钻头和管子都断在里面,防喷器就留在那里了。墨西哥湾发生爆炸事故的钻井平台,肯定也配备了防喷器,但到底是防喷器没有起作用,还是人为因素造成故障,还是有其他因素,还有待进一步的调查。

  石油泄漏事故大致有两个处理方案,一个是让石油随意流出,反正早晚有流完的一天,但这个方案污染太大不可行。现在采取的是另一个方案,在原有油井的旁边再打一口可控的井,把此处石油中的气体给放掉。这种方法此前曾被用于控制类似的事故。1979年6月3日,墨西哥石油公司在墨西哥湾的钻井平台发生严重井喷,平台陷入熊熊火海之中,原油以每天4080吨的流量向海面喷射。后来,专家在该井800米以外海域抢打两眼引油副井,分别于9月中、10月初钻成,减轻了主井压力,喷势才稍减。

  但在旁边打井的时候也需要防止井喷。所以,这回英国石油公司就用了一个非常大的罩子把防喷器再罩住。这个工程量是非常大的,首先要建造一个新的防喷器,然后要在海况极差的情况下把它运过去,然后还要把它放置进新的井中。为了让这个罩准确放置,还需要通过水下机器人进行监控。不过,事实上,即使花大力气这样搞,罩上的效果也不是很好,只是暂缓污染的速度而已。

  未来
  风险或将长期存在


  除了井喷,水和风的流动也对钻井平台产生很大的影响。海水里的海流会对采油的管道造成冲击。不过,现在针对这个因素的研究已经非常充分了,由此造成的钻井平台事故已经非常罕见。

  更大的威胁来自海上的风浪。我国制造的第六代3000米深水半潜式钻井平台可以在45海里/小时的风速下正常作业,在109海里/小时(相当于18级以上超强台风)的风速下生存。景宝金说,一船的深水钻井平台都考虑能在中等大小的风浪条件下正常生产作业,如果再大一点,就停在那里不工作了,如果可能遭遇飓风,就要离开相应的海域。不过,它可以把采油的管子留在海里,回来的时候还可以再接上。但这样也很难保证万无一失,墨西哥湾就是个飓风多发区,经常有钻井平台被吹坏。2006年,美国的矿产管理局就宣布,2005年秋季的“卡特里娜”和“丽塔”飓风毁坏了墨西哥湾地区113座石油钻井平台。景宝金说,虽然现在专家们可以设计出可以抗“百年一遇”飓风的钻井平台,但实际制造过程中不可能因为一个非常规的事件把这个东西造得太贵,在经济上不合算。

  海上石油开采的风险是绝对存在的,任何技术进步都不可能完全消除这种风险。但是人类对石油的需求却让人们不得不继续在海上开采“黑金”。据《油气杂志》统计,截至2006年1月1日,全球石油探明储量为1757亿吨,天然气探明储量173万亿立方米;全球海洋石油资源量约1350亿吨,探明约380亿吨;海洋天然气资源约140万亿立方米,探明储量约40万亿立方米。随着陆上石油的逐渐枯竭和海洋石油资源的不断发现,海上将会出现越来越多的钻井巨人。

  新知专题采写 本报记者 刘铮 图片均为CFP图
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

手机版|小黑屋|绿色北京[GBI] www.GreenBeijing.net ( 京ICP备05020881号

GMT+8, 2019-1-20 13:49 , Processed in 0.135468 second(s), 19 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表