■ 周詩雨
阿塞拜疆國家石油生產(chǎn)平臺爆炸井控事件
■ 周詩雨
一場颶風(fēng)導(dǎo)致里海一個擁有30口井的平臺上多口井著火。盡管惡劣的條件一直持續(xù),但井控專家還是設(shè)法在64天內(nèi)安全撲滅了大火,其中還有25天是由于天氣原因未能進行作業(yè)。
Gunashli油田地處里海,位于阿塞拜疆巴庫市以東75公里處,油田西北端水深390英尺處有一鉆井平臺,該平臺的產(chǎn)能約為6,700桶/天原油和38百萬立方英尺/天天然氣。阿塞拜疆國家石油公司生產(chǎn)的大約60%的石油都流經(jīng)此處。鑒于平臺上工作人員較多,資產(chǎn)價值巨大,產(chǎn)油量極高,因此火災(zāi)是該平臺整體風(fēng)險管理的一個重點關(guān)注環(huán)節(jié)。并威脅到了平臺的穩(wěn)定性,讓井控人員更難接近井區(qū)。
2015年12月3日晚,里海西部的風(fēng)力達到了颶風(fēng)等級,阿塞拜疆首都巴庫北部Absheron半島的海浪在離岸30 k m處達到了11米高。這場冬季風(fēng)暴一直持續(xù)到了12月4日,風(fēng)速甚至達到了89英里/小時。當(dāng)?shù)貢r間17:40,在沒有任何預(yù)警的情況下,風(fēng)暴導(dǎo)致油田生產(chǎn)平臺上的高壓海底天然氣輸送立管破裂,氣體自燃,隨后平臺發(fā)生爆炸,導(dǎo)致平臺北部出現(xiàn)火災(zāi)。
受火災(zāi)影響,這座自1984年便開始服役的平臺部分區(qū)域出現(xiàn)崩塌。爆炸以及管道破裂產(chǎn)生的輻射熱很快對臨近井口的密封件造成了傷害。隨著密封件的逐漸失效,平臺上的五個產(chǎn)油井和其他三口產(chǎn)氣井發(fā)生火災(zāi),引發(fā)泄漏,逸出的氣體被點燃,導(dǎo)致爆炸。平臺上其余22口井也被損壞并存在著火的危險。連接到平臺的30口井(26口油井和4口氣井)全部暫停生產(chǎn),連接平臺和陸地的管道被迫關(guān)閉。
由于持續(xù)強風(fēng),浪高達到11米,供應(yīng)船舶無法接近平臺。在此期間,現(xiàn)場成立了事故指揮中心并啟動了井控應(yīng)急計劃,井控專家在事故發(fā)生后幾個小時內(nèi)抵達該國。他們登上平臺并聽取了事故控制小組的簡單匯報后便加入了行動,立即對該平臺展開了現(xiàn)場調(diào)查,并對損壞程度和進場路線進行評估,為后續(xù)的全面風(fēng)險分析打下了基礎(chǔ)。
全面風(fēng)險分析主要是為了評估井狀和識別現(xiàn)有危害,為后續(xù)的操作和干預(yù)作業(yè)構(gòu)建詳細(xì)的流程和條款。作為現(xiàn)有平臺安全功能的一部分,該平臺已經(jīng)安裝了能將井區(qū)與生產(chǎn)設(shè)施和生活區(qū)隔開的鋼防火墻。盡管防火墻的完整性受到了爆炸以及隨后的直接熱和輻射熱的損害,但仍具有足夠的保護和絕緣性能,否則平臺上還會有更多結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。此外,燃燒井產(chǎn)生的大量熱導(dǎo)致井區(qū)頂部甲板倒塌,進一步損壞了井口,
當(dāng)時面臨的一個主要問題是如何保持平臺的穩(wěn)定性。由于長時間暴露在高溫中,平臺狀況迅速惡化。平臺西北側(cè)的三口油井,由于產(chǎn)生了大量的煙霧,導(dǎo)致工作條件極為危險。在接下來的一周內(nèi),現(xiàn)場井控團隊在井控專家的協(xié)助下,將現(xiàn)有的注水管線連接到這三口井,泵入水進行壓井作業(yè),最終撲滅了井中明火。這項工作的完成離不開海水,所需的海水由五艘消防艇和操作員在平臺上安裝的一個臨時消防系統(tǒng)提供。
幸運的是,防火墻的結(jié)構(gòu)完整性保存較好,并有效防止了火災(zāi)破壞主平臺的住宿區(qū)域等上部結(jié)構(gòu)。通過動員多艘救生艇到現(xiàn)場不間斷地用海水沖洗平臺,大幅減輕了直接熱和輻射熱的損傷。然而,在創(chuàng)建隔熱屏障并隔離井區(qū)的同時,防火墻也加大了人們靠近自噴井的難度,這對井控團隊來說也是一個難題。
仔細(xì)考慮后,井控團隊決定切斷防火墻的一部分進入井區(qū)。雖然燃燒井燃燒劇烈,附近區(qū)域十分危險且不穩(wěn)定,但仍需要進行這項工作。由于存在很多的不確定性,團隊進行了更深入的風(fēng)險評估,并制定了相應(yīng)的行動計劃,以減少團隊可能會遇到的危險。而持續(xù)的惡劣天氣和波濤洶涌的海洋環(huán)境也增加了作業(yè)難度,影響了作業(yè)進展。甚至有幾天,由于冬季天氣條件非常不利,井控團隊無法安全登上平臺。
發(fā)生井噴時,一般都會設(shè)計一口救援井,從鄰井鉆入,從油氣噴發(fā)的源頭進行封堵。油公司起初計劃設(shè)計救援井,但考慮到此次事件的復(fù)雜性以及在這種情況下鉆救援井的難度,該計劃最終并沒有實施。
井控團隊相信能夠通過地面干預(yù)作業(yè)成功封堵所有井。簽署協(xié)議后,團隊便開始井控操作。當(dāng)海上狀況變好后,井控團隊將一些消防設(shè)備運往平臺,并將消防泵從供應(yīng)船舉升到平臺并策略性地裝配在平臺各處。同時還安裝了電潛泵來供水,確保能夠形成連續(xù)作業(yè)且可靠的雨淋滅火系統(tǒng)。
裝配好設(shè)備后,團隊的工作效率得到進一步提高。只要能夠保證工作環(huán)境安全,即使天氣惡劣井控團隊也能繼續(xù)工作。消防系統(tǒng)在上甲板和下甲板上都配有水炮,以保證雨淋系統(tǒng)能滿足人員安全工作的需求。隨著作業(yè)的全面開展,不僅消防船提供了雨淋層,井控公司的消防包也高效運轉(zhuǎn)。
為防止再次破壞環(huán)境,需要在關(guān)井和封井前將所有井中的烴類燃燒干凈。首先要做的是除去頂部甲板受損的部分、儲水箱以及平臺西南側(cè)的一段防火墻,同時建立臨時安全屏障,創(chuàng)造一個更安全且能接近剩余幾口井的環(huán)境。在移除殘余物后,團隊使用現(xiàn)有井口上的關(guān)井組件封住了另外兩口油井。然后移除了三口氣井中兩口井周圍較小的殘渣,為磨料射流切割器的使用提供通路。
磨料射流切割器主要用于切割和移除井口,如果想要將自噴井的火焰導(dǎo)向垂直方向,必須要進行這一操作。海況不穩(wěn)定導(dǎo)致起重機也不穩(wěn)定性,井控團隊決定制造具有軌道系統(tǒng)的滾動懸臂段,用于將磨料射流切割器固定在剩下三口井周圍。
磨料射流切割器安裝在西南側(cè)最外部的氣井上。先前裝配在工作船上的哈里伯頓的泵和輸砂設(shè)備被連接到了平臺的安全區(qū)域,并將高壓泵管線連接到切割器上。團隊在井口的A、B截面成功完成切割,其中法蘭連接已經(jīng)被分開,露出了里面的7英寸套管。
隨著切割工作的完成和井口的移除,火焰被導(dǎo)向垂直方向,這樣人員靠近噴發(fā)井比較容易。之后將預(yù)組裝好的井控組件安裝在井上,實施關(guān)井,并將海水泵入井中進行壓井作業(yè)。
隨后團隊將磨料射流切割器挪到了中心井處。團隊成功切割了下法蘭上方的井口B截面,實現(xiàn)了井筒的垂直流動。井控專家并檢查了井口A截面,認(rèn)為對于封井作業(yè)來說,損壞情況過于嚴(yán)重。團隊決定采用氧氣切割系統(tǒng)來分割井口,完成移除。之后剖露套管,暴露出內(nèi)部7英寸和9-5/8英寸的套管,為封井作業(yè)做準(zhǔn)備。在安裝好新井口和卡瓦并給手動密封設(shè)備通電后,團隊利用甲方提供的井控組件進行了封井作業(yè)。成功關(guān)閉油井,并采用了海水壓井。
完成這兩口井后,團隊便能靠近位于西側(cè)角落港口旁的第三口井和最后一口井。清除油井周圍的殘余物后,團隊得以靠近這幾口井,并將配有軌道的磨料射流切割器移至指定位置。切斷下法蘭上方的井口B截面后,立即實現(xiàn)了火焰的垂直導(dǎo)向。井控專家檢查了井口A截面,認(rèn)為對于封井作業(yè)來說,損壞情況過于嚴(yán)重。團隊使用了氧化鋁切割系統(tǒng)移除A截面,剝露出套管進行封井操作,這與在先前井中使用的方法類似。隨后,團隊安裝了新井口,并激活了卡瓦和手動密封裝置,然后用甲方提供的井控組件進行了封井作業(yè)。
最后于2016年2月10日將火災(zāi)全部撲滅,成功實現(xiàn)井控。整個過程進行了64天,其中有25天因為天氣不利無法靠近平臺而停工,這也說明了作業(yè)環(huán)境的嚴(yán)峻性。有一點十分重要的是,雨淋滅火系統(tǒng)在整個過程中高效可靠運轉(zhuǎn),顯著降低了熱損傷,為高危作業(yè)團隊提供了保護。
此外,在初始現(xiàn)場調(diào)查后制定的安全接近井口的計劃也非常重要,該計劃主要是對直接熱和輻射熱的控制,如果放任不管,則可能導(dǎo)致整個平臺的崩潰以及更加復(fù)雜情況的出現(xiàn)。整個井控作業(yè)安全完成,無人受傷。曾參與多井事故處理的井控專家,也為任務(wù)的順利完成做出了重大貢獻。