我国能应对海上油井泄漏吗

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美国漏油后，国内要是能吸取教训就不会发生这样的事故了。
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我国能应对海上油井泄漏吗
本报记者 杨亮庆 实习生 孙毛宁
中青在线－中国青年报
  2010 年4月20日21时45分，美国墨西哥湾，英国石油公司租用的“深水地平线”钻井平台井喷爆炸着火。大约36小时后，平台沉入墨西哥湾。平台共有126 人，事故造成17人重伤、11人死亡。

  不断从井口喷出的原油流入墨西哥湾，造成了一场空前的生态灾难。

  持续漏油85天之后，7月15日，英国石油公司宣布使用控油罩成功罩住了海底的漏油点，并计划在下月初完成挖掘减压井，再向油井灌泥浆，完全堵塞油污。

  然而，7月24日，热带风暴“邦尼”到达墨西哥湾原油泄漏地点，给救援工作带来了新的麻烦。英国石油公司不得不停止了挖掘两口减压井的工作，撤回工作船只和工人。

  正当世界的目光集中在墨西哥湾时，7月16日，我国大连新港附近中石油一条输油管道起火爆炸，约有1500吨原油流入海中，溢油导致超过50平方公里海面被原油污染。

  人类是否已经拥有深海石油开采的成熟技术？面临类似事故时，我国是否有能力应对？带着这些问题，中国青年报记者采访了中国石油大学的李相方教授和高德利教授。李相方教授担任油气田开发工程博士生导师，兼安全工程与技术博士生导师，高德利教授是中国石油大学油气井工程学科负责人、长江学者、国家能源专家咨询委员会委员。

  “井喷不是事故，井喷失控才是事故”

  李相方教授分析了“深水地平线”钻井平台井喷失控的原因。他认为，这一事故的发生有很多疑点，众多“不应该”发生的事情，不可思议地同时发生了。

  对于油井而言，初探井由于地层资料不清楚，相对于开发井，井喷风险要大。而本井尽管在区块边缘钻探，但由于已经钻过一些井，并且投产，油田流体及压力特征较熟悉，已经具备了安全钻井的基础，不应该出现如此严重的井喷。

  对于一个较新的区块，全部的井眼已钻完后，钻井再发生井喷的可能性较小。钻井期间，由于对地层不太熟悉，容易出现一些复杂情况，相对发生溢流井喷的概率较高。在发生事故时，这个阶段已经完成，对地层重要参数认识已经非常清楚了，事故油井不应该在井眼钻完后发生井喷。

  事发油井已经完成全部下套管的过程，按常理来说，工程人员对地层特征认识又进一步增加，在这种情况下发生井喷不应该。

  “不应该在固井水泥浆已全部注完十几个小时后发生井喷。”李相方教授指出，这是因为水泥浆密度一般比钻井液密度高，在注水泥过程可能容易产生井漏，进而可以诱发溢流井喷。

  此外，对于固井质量的评价而言，固井后利用测井方法评价固井质量至关重要，在我国国内普遍进行这项测试。“忽略进行固井质量测井，而进行负压测试评价固井质量，此过程某种程度上诱发了井喷，明显不应该。”

  在地层流体侵入井眼后，大多数井在较早时间是有显示的。事后科学家们研究爆炸前几个小时施工数据曲线的趋势时，已经可以看出一些明显的先兆。遗憾的是，英国石油公司的工程师未能及时识别和采取措施，这是不应该的。

  据目击者称，井喷报警不到5分钟，就发生了突然爆炸。深水平台应该有较好的防爆措施，在井喷不到5分钟就发生爆炸，也不应该。

  爆炸发生几小时后，水下机器人到达海底，试图关闭海底防喷器，但是防喷器失效。深水水下防喷器有多组防喷单元，其中只要有一道阀门起作用，即可控制住井喷。防喷器安全有效是深水钻井的第一要务，而防喷器失效是最最不应该的。

  于是，最后一道屏障也被突破，大量原油涌入海洋。

  李相方介绍说：“随着海洋石油的不断开发，钻井井控技术得到了很大提高。针对深海钻井井喷控制难度特别大，各个钻井公司对井喷制定了多种预防措施，可以有效地防止井喷。海上作业人员也都通过严格的培训，持证上岗。英国石油公司是海上钻井很有资质的钻井公司，其设备质量、水平技术、人员培训，都是世界一流的。”

  “但是，纵观陆上和海上钻井，井喷的发生，很多是由于作业人员麻痹大意或者没按规范操作，设备失灵没有检测出来，或者检测出来没有及时地更换。管理人员为求经济效益，省略很多步骤，从而导致了井喷的发生。”李相方指出，事故油井节流阀失灵后没有更换，井涌之后操作人员没有及时发现并关井，防喷器和防爆器失效，种种失误的发生，再一次敲响了能源生产安全的警钟。

  “所以我一贯主张，井喷不是事故，井喷失控才是事故。”李相方说。

  收油治标，堵漏治本

  李相方评价道，英国石油公司采取的漏油收油方法，总体是可行的。

  “因为，在深海，漏油量如此之大，很难有更好的收油办法。”李相方说。

  最初，英国石油公司使用一个大罩子放在海底3个泄漏点中的1个泄漏点之上，收取漏油。但几天后，因天然气水合物的生成堵塞了大罩子，从而宣告失败。重型的大罩子收取漏油，产生了一定效果。大罩子结构简单，在海底稳定，能够抵抗一定的冲击。“作为一个应急措施，不失为一个有创意的想法。”但是，在深水条件下，还有很多潜在的影响因素难以预测，如油的吸附、结蜡、水合物的生成等，都有可能堵塞管道。较长时间在深水压力温度环境下，大罩子有效流道的减小，是一个重要的制约因素。

  接着，英国石油公司使用“切管盖帽法”有效遏制了原油不断泄漏入海的状况。这种方法是将防喷器上部的隔水管和钻杆切断，在漏油油井切断口盖上一个“盖子”，透过盖子顶端的漏管，把漏油输送到海面上的输油船上。它利用虹吸原理将漏油抽吸到海面上的输油船。这种方法能够把大部分原油收到输油船，但无法做到全部收回，仍有很多的油气通过“盖子”上部的通气孔，流入海洋。

  在墨西哥湾随后到来的飓风季节，这种方法面临巨大的挑战。英国石油公司随后又使用一个软管和节流管汇系统，抽吸出更多油气。这个系统和“切管盖帽法”共同收油，取得了很好的效果。但7月18日,工程师测出墨西哥湾的油井有渗漏迹象，对井喷油井的堵漏工作仍在不断探索中。

  “值得注意的是，英国石油公司尽管采取了一系列卓有成效的收油措施，但这起事故明显不同于海上油轮漏油事故。油轮的容量是一定的，且是有限的。但这起海上漏油事故是一口油井”，李相方强调，“油井连着油田，而油田的储量是油轮无法比拟的。因此，对此次事故而言，大家的直觉是要多收油，减少对环境的污染。但更重要的，是如何将井喷的井压住，不让其再喷，才是关键所在。”

  据了解，英国石油公司采用了两种堵漏措施。首先是用来最终解决问题的救援井计划，还有一个就是已经失败的“灭顶法”。英国石油公司计划在两口新井中泵入高密度钻井液，从而将地层流体压回地层，并注水泥将井眼封死，从而彻底堵住漏油。5月2日，英国石油公司开始救援井的施工，5月16 日，开始打第二口救援井。据介绍，早年在科威特压井灭火时，我国救援队伍也采用过同样的手法。

  但是，救援井要采用一系列的高新技术和专门工艺及工具，在深水状态下，其进度自然不会太快。据说，最快要到8月才能完工。

  基于英国石油公司采用一个大罩子收油的“治标”方法，日前，李相方教授率领博士生任美鹏、尹邦堂，硕士生张兴全、徐大融、雷林，与中海油研究总院钻井专家刘书杰、耿亚楠、朱磊等提出，将收罩子改为“治本”的压井控制器。要点是大罩子顶部改为常用防喷器，下部与原井口通过注水泥固结，之后进行压井控制，如果顺利，可以代替救援井。6月18日,该方案通过电子邮件发往英国石油公司的征集救援网站。6月22日，英国石油公司工作人员在电话中表示，方案已经收到。尽管后来没有进一步消息，但是7月15日再下入的罩子，就已经是防喷器了，只是该装置与原井口之间用螺栓连接。

  “安全问题上绝不能一味省钱”

  深水是未来全球获得重大油气发现的重要领域之一。为避免井喷失控，我国各大石油公司都出台有相应的《海洋石油井控细则》等操作规范，明确指出了海洋石油钻采所必须具备的安全设备、正确的操作步骤以及危险意识。

  首先，海洋石油钻采必须具备完整的井控设备。在《中石油海洋石油井控细则》的规定中，这些设备包括防喷器、控制系统、内防喷工具、节流管汇、压井管汇、井下安全阀、分离器流程、可燃气体及有毒有害气体监测系统等。

  墨西哥湾漏油事故的主要事故原因，正是最关键的部分——水下防喷器失效，导致无法正常关井，从而酿成灾难。

  李相方教授强调，相比井控设备的完善和更新，人员的培训更加重要。一家负责任的石油公司应该培养每一个员工的危机意识，一定要认识到海上事故的严重性，严格按照规章进行操作。同时，系统地指导每一个员工在紧急事件中应该做什么、怎么做。

  《井喷与井控手册》一书中提出：虽然大家并不希望事故的发生，但是现场经验超过一切。这样就要求员工发扬团队精神，分享珍贵的实际操作经验，提高对事故的应对能力。

  同时，井控监督管理也是油水井作业施工中一项十分重要的工作，它不单直接影响着油水井作业质量，还关乎施工员工人身和企业财产的安全。为了对油水井作业施工实行卓有成效的井控质量监督，要对每个阶段的质量重点及安全要点进行安全监督评价，以保证整个施工过程的安全工作受到严格控制。

  “尽管目前深海钻井技术已经比较成熟，但是，在深海石油开发过程中，一旦发生类似这样复杂的井喷，在世界范围内，还没有很成熟的技术。”李相方指出。

  高德利教授在分析事故原因时认为，包括此次事故在内的很多事故，不是技术上没有过关，而是安全生产监督管理的问题。事故原因有对钻井作业安全麻痹大意的因素，包括为了省钱，而牺牲作业安全。

  高德利表示，从国际上看，石油钻井技术和设备已经发展到很高的水平了，关键是要严格遵守安全操作规程。

  “在安全问题上，因为投入多、对短期效益影响不显著，常被轻视。而一旦发生恶性安全事故，其损失是巨大的，甚至是无法挽回的。在安全问题上决不能轻易省钱，这正是所谓的‘养兵千日，用兵一时’。”高德利教授强调，“能实现安全与经济双赢固然是最好的，但不顾作业安全、一味省钱的做法，是得不偿失的。”

  “面临类似的事故，我国是否有能力应对？”中国青年报记者问。

  “墨西哥湾漏油事故发生前，几乎没有人想象到会发生这样严重的灾难。这次的灾难是空前的，也给我国乃至全世界能源行业敲响了警钟。”

  “我国的油气资源开发正在向海洋深水领域进军，我们应该从这场灾难中得到警示：海洋深水钻井风险极大，务必在加强技术装备与应急预案研发的同时，增强安全意识，严密组织，科学设计与施工。”高德利教授说。

  我国油气开发监管职能部分由企业行使

  高德利教授告诉记者，我国在近海浅水区域的石油天然气勘探开发活动，已经开展多年，目前我国的海洋石油产量，相当于一个大庆油田的产量，技术和安全情况也较好。

  但是，在我国南海范围达150多万平方公里的深水海域中，我国企业几乎没有自主拥有的技术和装备。我国企业多采用中外合资的方式，例如由中方提供资源，外方提供技术与装备。“在南海荔湾深水区初步实施的天然气勘探开发钻井工程，主要是依靠外国的海洋钻井技术与装备完成的。”高德利教授举例说。

  “无论从降低技术成本，还是保障能源安全的角度而言，开发和拥有自主知识产权的先进技术与装备，都是势在必行。”高德利教授强调， “目前，这些难题已经受到国家的重视，例如国家科技重大专项进行攻克。”

  能源工业是推动国家综合实力发展的重要动力，能源工业发展水平是衡量国家综合实力的重要指标。高德利教授指出，与其他行业不同，能源工业的发展，需要强大的国家综合实力作后盾。“能源工业发展，关系到多种学科和行业，如机械、动力、环境等。能源工业的发展，任重而道远。”

  高德利教授指出，世界强国几乎都是“海洋大国”，海洋为国家发展提供了更为充裕的资源和发展空间。但中国由于受到版图等众多因素影响，通往海洋的道路并不畅通，海洋事业并不发达，中国人迈向海洋的步伐需要进一步加快。

  “此前有报道批评美国的海洋事业监管疏漏，我国这方面的情况如何？”中国青年报记者问。

  “我国的海洋管理机制比较分散。海洋管理关系到海洋、渔业、环保、海关、边防等多个部门，这种体制在一定程度上弱化了海洋综合管理的能力。体制的不足，务必要引起人们的重视、研究和改革。”高德利教授坦陈。

  “同时，我国的海洋能源开发机制与美国不同，因此其监管机制也不尽相同。”高德利教授说。

  在美国，政府担任海洋能源开发的监管职责。我国由海洋局行使监管职能，但中国海洋石油公司作为国有企业，经营和管理海洋石油勘探开发，也担当了一部分监管职能。

  “中海油引进了国际上比较先进的技术装备和管理模式，其海洋石油勘探开发经营和管理体系，基本上与国际接轨，也积累了比较丰富的经验。中海油的安全健康环保部（HSE）作为一个重要的部门，已参与到海洋石油开发的监管中来。”

  高德利教授评价这样的监管体制时认为，大型国企不同于追求利益最大化的私营企业，它在实现利益的同时，也应承担社会责任。同时，作为直接掌握海洋石油勘探开发前沿技术的企业，在监管上更具技术优势。而海洋局等政府部门，虽然作为监管机构，却往往因专业技术不足，在实际操作中显得心有余而力不足。

  “尽管基于企业性质而更富有责任感，也拥有技术优势，但单纯依靠自我监管，显然是不健全的。要通过科学统筹，进一步健全机制，使政府在海洋油气开发事业中发挥更加高效的监管职能。”高德利教授最后说。