ディープウォーター・ホライズン」事故の原因は何だったのか?

著者注:メキシコ湾の半潜水型掘削装置ディープウォーター・ホライズンで最後の数時間に起こったことについて、もっともらしい説明と解釈にたどり着くためにこの投稿で相談に乗ってくれた多くの掘削および完成エンジニアに感謝する。 この後の分析は、これらの議論と、石油・ガス産業で働く地質学者としての私自身の32年の経験に基づいている。

何が本当に起こったのかを発見するプロセスの初期段階である。 しかし、この災害の重大性と国家および私の業界に対する潜在的な影響のため、私は、これまでメディアに登場してきたものの多くよりも早く、より調査的な視点を提供したいと思いました。 もちろん、より多くの情報を得ることで、以下の内容が無効となるリスクはある。 したがって、これは2010年4月20日にディープウォーター・ホライズンで起こったかもしれないことについて、事実に基づいた解釈であることを明確にしておきたいと思います。 – Art Berman

メキシコ湾のディープウォーター・ホライズンでの噴出と原油流出は、7インチの生産ケーシングと9 7/8インチの保護ケーシングの間に十分なセメントが入っていなかった坑井計画の欠陥によって引き起こされたものであった。 推定される防噴装置(BOP)の不具合は、重要ではあるが二次的な問題である。 この結果生じた油流出は環境に重大な影響を及ぼす可能性がありますが、挿入管を用いて流出を制限する最近の取り組みは、明らかに効果を上げています。 2010年4月20日、ディープウォーター・ホライズンの乗組員は、ミシシッピ・キャニオン(MC)252ブロック(図1)のBPの「マコンド」発見井を一時的に放棄する準備を進めていた。

数時間後には、掘削装置をその場所から移動させて、完成装置を移動させる準備が整うはずだった。 午後10時頃、リグが不意に揺れ始め、大きな波打つ音とともに、天然ガス、掘削泥、海水がドリルシップの床から高く噴射されました。 ガスが爆発し、リグが炎に包まれた。 続いて2度目の爆発が起こり、電気が消えた。 11人が即死し、115人が救命ボートに駆け込んだり、メキシコ湾に飛び込んだりした。 あまりにあっという間の出来事だったため、亡くなった方々は何が起こっているのか理解する暇もなかったことでしょう。 2日後、ディープウォーター・ホライズン号はメキシコ湾の底に沈み、それ以来、少なくとも1日5000バレル(1バレルは42ガロン)の割合で石油がメキシコ湾に流出し続けています。

MC252油井はルイジアナ州の海岸から約50マイル離れた水深5,067フィートに位置する。 この井戸の総深度は海面下18,360フィート(海底下13,293フィート)であった。 これは、メキシコ湾の他の多くの坑井と比較して、異常に深い坑井でも、例外的に深い海域で掘削されたわけでもありません。 メキシコ湾の掘削深度の記録は今年初めに海底下30,000フィート以上(The Oil Drum, January 18, 2010: http://www.theoildrum.com/node/6135#more)で、現在の水深記録は2003年(http://www.deepwater.com/fw/main/Home-1.html)に設定された。

事故以来、議会と鉱物管理局(MMS)の公聴会、関係企業の公的声明、そして5月16日のCBSテレビの番組「60分」の特集報道を通じて多くの情報が表面化してきている。 これらの情報のほとんどは、噴出時にディープウォーター・ホライズンの現場または近くにいた人々による目撃証言によるものです。

私は、これまでに公開された証言のほとんどは、おそらく良い見解や真実の要素を含んでいるものの、伝聞である可能性があると考えています。 私が証言の価値を否定するのは、これらの人物のいずれもブローアウトの際にリグフロアにいなかったことが主な理由です。 さらに、事故に至った経緯について包括的かつ事実に基づいた理解をしているのは、関係会社から隔離されているか、亡くなっている人たちだけなのです。

災害の年表

1. 坑井は海底下13,293フィートに到達していた。 海底の坑口から全深度までの生産用ケーシングの最後の一連が穴に入れられ、2010年4月19日に定位置にセメントで固定された。

2. 坑井計画では、51バレルのセメントしか使用されていなかった。 これは、7インチの生産用ケーシングと、先にセメントで固められた9 7/8インチの保護用ケーシングとの間の密閉性を確保するには十分ではなかった(図2)

3. 坑底部を掘削中に泥が貯留層に失われた(これは「循環喪失」と呼ばれている)。 これは通常、貯留層の質が良いこと、圧力の低い区間、またはその両方を示しており、坑井の拡大や「ウォッシュアウト」につながる可能性があります。 このことの意義は、ケーシングと地層の間に良好なセメントシールを形成することが困難であったかもしれないことである。

4. セメントには窒素添加剤が含まれており、より軽くすることで流れやすくし、ケーシングと循環損失-ウォッシュアウトゾーンの間の領域をより良く埋めることができるようにしました。 このため、セメントの密閉性が低下した可能性がある。 貯水池からのガスがセメントの粘性をさらに希釈した可能性があります。 4月20日にセメントが乾くまで約20時間待つ間、作業員は坑井とライザーの掘削液(「泥」)を海水で置換し、セメントプラグをセットしてその場を離れました。 この泥は地表のタンクに送られ、リグに横付けされたプラットフォーム供給船(船長は先週のMMS公聴会で証言した)に積み込まれた。

6. 海水は掘削泥水よりはるかに軽いので、貯留層からのガスの流れと釣り合うように坑井を下降させる力が弱かった。 掘削監督者は掘削泥水にガスが含まれていることを知っていたが、それはおそらくライザーのダイバータラインから来るガスフレアが写真で確認できたからである(図3)。

7. 吹き出し前の最後の2時間の掘削パラメータのチャートは、ライザーと坑井の上部3000フィートが4月20日の20時までに完全に海水で置換されたことを示唆している。 その10分後の20時10分から、おそらくガスの流入により泥水ピットの容積が増加し始めた(図4)。 あまりの体積の増加に、記録計は4回再ゼロとなった。 21:08に循環を停止したところ、泥水ピットの容積は減少し、ガス流入の懸念が解消されたものと思われる。 21:30から21:42の間にスタンドパイプの圧力が2回増減した(スタンドパイプの圧力は一般に底穴の圧力を反映する)。 これは、泥水ピット容積の安定した増加とともに、坑口下部のガス柱と7インチ生産ケーシングの外側から掘削液にガスが流入していることを示唆している。 ガスはおそらく坑底付近の不十分なセメント作業を通過して、海底のライザーから分離しているシールとパックオフに到達していたのでしょう。 21時47分、スタンドパイプの圧力とマッドピットの容積の割合がスケールアウトし、水面での水流が計測された。 ブローアウトが始まったのである。

21時47分から21時49分の間に、7インチ生産ケーシングの後ろのガスが、坑井をライザーから分離する坑口シールとパックオフを乗り越えたようである。 ほぼ瞬間的に、ガスはライザーから水を噴出させ、デリックの冠の上に到達した。 そして、ガスは発火し爆発したのです。

対処できる問題とできない問題

MC 252井戸の爆発事故が提起した問題には多くの不穏なものがある。 シックスティミニッツの報告書は、爆発に至るまでの数週間の間に、物事がうまくいかないことを示す明確な兆候があったという印象を与えている。 さらに、BPと掘削作業に関与した他の企業が、時間とお金を節約するためにこれらの問題を無視したことを示唆している。

私は、現時点でこれらの問題に対処するのに十分かつ信頼できる公開情報があるとは思わない。 上に示した年表に基づくと、泥ピットの体積が顕著に増加してから噴出するまでの 1 時間 40 分間に、2 回の循環を停止する以外、明らかに何も行われなかったのは奇妙に思われます。

今取り組めることは、MC252油井の欠陥のある危険な坑井計画が、MMS、BP、Anadarko、三井物産の経営陣によって承認されていたという大きな問題である。 類似あるいは同一の計画が、メキシコ湾で掘削された他の坑井でも多くのオペレーターによって承認され、使用されていたことは間違いない。 最終ケーシングと前のケーシングを重ねるのに十分なセメントを含まず、シールの完全性を確認するためのセメントボンド記録を行う必要がない計画は、欠陥のある計画であると言えるでしょう。 以前の坑井で噴出がなかったからといって、安全でない計画を承認し使用することは正当化されない。

サラザール内務大臣は、海洋掘削許可の停止と新規海洋掘削の無期限禁止を発表した。 これは、何千ものリグや関連サービスの仕事に多大な経済的影響を与えるだろう。 その結果、新たな規制が加わることは間違いないだろう。 しかし、もし根本的な問題が、油田やガス田を掘削する企業やその活動を監督する政府機関の批判的思考の欠如であるならば、規制を強化してもほとんど効果はないだろう

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