Co spowodowało katastrofę na Deepwater Horizon?

Uwaga autora: Jestem wdzięczny wielu inżynierom ds. wiercenia i kompletacji, którzy konsultowali się ze mną w sprawie tego stanowiska, aby uzyskać wiarygodne wyjaśnienia i interpretacje tego, co wydarzyło się w ostatnich godzinach na półzanurzalnej platformie wiertniczej Deepwater Horizon w Zatoce Meksykańskiej. Poniższa analiza jest oparta na tych dyskusjach, jak również na moim własnym 32-letnim doświadczeniu jako geologa pracującego w przemyśle naftowym i gazowym.

Jest to wczesny etap procesu odkrywania tego, co naprawdę się stało. Ze względu na wagę i potencjalny wpływ tej katastrofy na naród i moją branżę, chciałem jednak przedstawić wczesną i bardziej badawczą perspektywę niż wiele z tego, co do tej pory pojawiło się w mediach. Oczywiście istnieje ryzyko, że więcej informacji może unieważnić niektóre z poniższych stwierdzeń. Dlatego pragnę wyjaśnić, że jest to oparta na faktach interpretacja tego, co mogło się wydarzyć na Deepwater Horizon 20 kwietnia 2010 roku, ale ostatecznie jest to tylko interpretacja. – Art Berman

Wybuch i wyciek ropy na Deepwater Horizon w Zatoce Meksykańskiej był spowodowany wadliwym planem odwiertu, który nie zawierał wystarczającej ilości cementu pomiędzy 7-calową obudową produkcyjną a 9 7/8-calową obudową ochronną. Domniemana awaria urządzenia zapobiegającego wydmuchowi (BOP) jest ważną, ale drugorzędną kwestią. Chociaż powstały w jej wyniku wyciek ropy ma potencjalnie poważne konsekwencje dla środowiska, ostatnie wysiłki mające na celu ograniczenie przepływu za pomocą rurki wprowadzającej okazały się najwyraźniej skuteczne. Dalsze wysiłki mające na celu spowolnienie lub zatrzymanie przepływu obejmują wykonanie dwóch pobliskich odwiertów pomocniczych, które mogą przeciąć otwór wiertniczy MC 252 w ciągu 60-90 dni.

20 kwietnia 2010 r. załoga Deepwater Horizon przygotowywała się do tymczasowego opuszczenia należącego do BP odwiertu odkrywkowego „Macondo” w Mississippi Canyon (MC) Block 252 (Rysunek 1).

W ciągu kilku godzin byliby gotowi do przeniesienia platformy wiertniczej z miejsca odwiertu, tak aby platforma wiertnicza mogła ruszyć dalej. Około godziny 22:00 platforma niespodziewanie zaczęła się trząść, a głośnemu szumowi towarzyszył gaz ziemny, płuczka wiertnicza i woda morska, które wystrzeliły wysoko ponad dno statku wiertniczego. Gaz eksplodował, a platforma stanęła w płomieniach. Nastąpiła druga eksplozja i wysiadła elektryczność. Jedenastu mężczyzn zginęło natychmiast, a 115 innych rzuciło się do szalup ratunkowych lub skoczyło do Zatoki Meksykańskiej. To wszystko działo się tak szybko, że ci, którzy zginęli, prawdopodobnie nie mieli czasu, aby zrozumieć, co się dzieje. Dwa dni później Deepwater Horizon zatonął na dnie Zatoki Meksykańskiej, a ropa wycieka do Zatoki z prędkością co najmniej 5,000 baryłek dziennie (w baryłce jest 42 galony).

Odwiert MC 252 znajduje się na głębokości 5,067 stóp wody około 50 mil od wybrzeża Luizjany. Całkowita głębokość odwiertu wyniosła 18.360 stóp poniżej poziomu morza (13.293 stóp poniżej dna morskiego). Nie jest to wyjątkowo głęboki odwiert, ani nie był wykonywany na wyjątkowo głębokiej wodzie w porównaniu z wieloma innymi odwiertami w Zatoce Meksykańskiej. Rekord głębokości wiercenia w Zatoce został ustanowiony na początku tego roku na ponad 30 000 stóp poniżej dna morskiego (The Oil Drum, 18 stycznia 2010: http://www.theoildrum.com/node/6135#more), a obecny rekord głębokości wody wynoszący 10 011 stóp został ustanowiony w 2003 roku (http://www.deepwater.com/fw/main/Home-1.html).

Wiele informacji pojawiło się od czasu wypadku dzięki przesłuchaniom kongresowym i Mineral Management Service (MMS), publicznym oświadczeniom zaangażowanych firm oraz, 16 maja, reportażowi w programie Sixty Minutes telewizji CBS. Większość z tych informacji pochodzi z relacji naocznych świadków przez ludzi na lub w pobliżu Deepwater Horizon w czasie wybuchu.

Uważam większość publicznie dostępnych relacji do tej pory za potencjalne pogłoski, chociaż prawdopodobnie zawierają one kilka dobrych obserwacji i elementy prawdy. Odrzucam wartość zeznań głównie dlatego, że żadna z tych osób nie była na platformie wiertniczej w czasie wybuchu. Ponadto jedynymi osobami, które mają pełną i opartą na faktach wiedzę na temat wydarzeń prowadzących do wypadku, są albo sekwestrowani przez zaangażowane firmy, albo nie żyją.

Chronologia katastrofy

1. Odwiert osiągnął głębokość 13 293 stóp pod dnem morza. Ostatni ciąg rur okładzinowych od głowicy odwiertu na dnie morza do głębokości całkowitej został umieszczony w otworze i zacementowany 19 kwietnia 2010 r.

2. Zgodnie z planem odwiertu zużyto jedynie 51 baryłek cementu. Nie wystarczyło to do zapewnienia uszczelnienia pomiędzy 7-calową rurą wydobywczą a uprzednio zacementowaną 9 7/8-calową rurą ochronną (Rysunek 2).

3. Podczas wiercenia dolnej części odwiertu nastąpiła utrata płuczki do zbiornika (tzw. „utracona cyrkulacja”). Zwykle wskazuje to na dobrą jakość złoża, okres niższego ciśnienia lub oba te czynniki i może skutkować powiększeniem otworu wiertniczego lub „wypłukaniem”. Znaczenie tego zjawiska jest takie, że mogło być trudno stworzyć dobre uszczelnienie cementowe pomiędzy obudową a formacją. Niemożliwe byłoby również zapewnienie skuteczności uszczelnienia cementowego bez przeprowadzenia rejestru połączeń cementowych, a tego nie zrobiono.

4. Cement zawierał dodatek azotu, aby uczynić go lżejszym, dzięki czemu łatwiej spływał i lepiej wypełniał obszar pomiędzy obudową a strefą utraty cyrkulacji i wypłukiwania. Mogło to również zmniejszyć jego skuteczność uszczelniającą. Gaz ze zbiornika mógł dodatkowo rozcieńczyć lepkość cementu.

5. Czekając około 20 godzin na wyschnięcie cementu w dniu 20 kwietnia, załoga rozpoczęła wypieranie płuczki wiertniczej („płuczki”) w otworze wiertniczym i pionie wodą morską przed założeniem korka cementowego i opuszczeniem lokalizacji. Płuczka ta została przepompowana do zbiorników na powierzchni, a następnie na statek dostawczy platformy obok platformy (którego kapitan złożył zeznania przed przesłuchaniem MMS w zeszłym tygodniu).

6. Woda morska jest znacznie lżejsza od płuczki wiertniczej, więc w otworze wiertniczym występowała mniejsza siła skierowana w dół, równoważąca przepływ gazu ze złoża. Nadzorcy odwiertu wiedzieli, że w płuczce wiertniczej znajduje się gaz, ponieważ na zdjęciach widać flarę gazową pochodzącą prawdopodobnie z przewodu rozdzielczego w pionie (Rysunek 3).

7. Wykres parametrów wiercenia dla ostatnich dwóch godzin przed wybuchem sugeruje, że do godz. 20:00 20 kwietnia pion wiertniczy i górne 3.000 stóp otworu zostały całkowicie wyparte przez wodę morską. 10 minut później, o godz. 20:10, objętość płuczki zaczęła się zwiększać, prawdopodobnie z powodu napływu gazu (Rysunek 4). Objętość wzrosła tak bardzo, że rejestrator czterokrotnie dokonywał ponownego wyzerowania. Gdy o 21:08 załoga zaprzestała cyrkulacji, objętość dołu błotnego zmniejszyła się, co mogło zmniejszyć obawy o napływ gazu.

8. O 21:30 załoga ponownie zaprzestała cyrkulacji, ale objętość dołu nadal rosła (Rysunek 5). Między 21:30 a 21:42 ciśnienie w rurze stojącej wzrosło i spadło dwukrotnie (ciśnienie w rurze stojącej generalnie odzwierciedla ciśnienie w otworze). To, wraz ze stałym wzrostem objętości płuczki, sugeruje, że do płynu wiertniczego przedostawały się fale gazu z kolumny gazu poniżej głowicy odwiertu i poza 7-calową obudową produkcyjną. Gaz prawdopodobnie przedostał się przez nieodpowiedni cement na dnie odwiertu i dotarł do uszczelek i uszczelnień oddzielających go od pionu na dnie morza.

9. O godz. 21:47 wskaźniki ciśnienia w rurach pionowych i objętości szybu płuczkowego wyszły poza skalę, a na powierzchni zmierzono przepływ wody. Rozpoczęła się eksplozja.

Pomiędzy 21:47 a 21:49 gaz znajdujący się za 7-calową obudową produkcyjną najwyraźniej pokonał uszczelnienia głowicy odwiertu i pakery, które oddzielały otwór wiertniczy od pionu. Niemal natychmiast gaz wypchnął wodę z pionu wiertniczego ponad koronę wieży wiertniczej. Następnie gaz zapalił się i eksplodował.

Kwestie, które mogą i nie mogą być rozwiązane

W związku z wybuchem w odwiercie MC 252 pojawiło się wiele niepokojących kwestii. Raport Sixty Minutes pozostawia wrażenie, że istniały wyraźne oznaki tego, że w tygodniach poprzedzających wybuch coś poszło nie tak. Dalej sugeruje, że BP i inne firmy zaangażowane w operację wiertniczą zignorowały te problemy w interesie zaoszczędzenia czasu i pieniędzy.

Nie wierzę, że istnieją wystarczające i wiarygodne publicznie dostępne informacje, aby odnieść się do tych kwestii w tym momencie. W oparciu o chronologię przedstawioną powyżej, wydaje się dziwne, że tak niewiele zrobiono w ciągu godziny i czterdziestu minut pomiędzy zauważalnym wzrostem objętości dołu błotnego a wybuchem, z wyjątkiem dwukrotnego zatrzymania cyrkulacji. Jednocześnie łatwo jest dostrzec znaki ostrzegawcze teraz, kiedy znamy wynik, a nie wiemy, co wtedy zrobiono lub omówiono – mamy tylko nagrania na wykresie.

To, czym można się teraz zająć, to większy problem, że wadliwy, ryzykowny plan odwiertu MC 252 został zatwierdzony przez MMS oraz kierownictwo BP, Anadarko i Mitsui. Podobne lub identyczne plany zostały bez wątpienia zatwierdzone i wykorzystane przez wielu operatorów na innych odwiertach wykonywanych w Zatoce Meksykańskiej. Plan, który nie zawiera wystarczającej ilości cementu, by nałożyć na siebie końcowe i poprzednie ciągi rur okładzinowych, i który nie wymaga prowadzenia rejestru połączeń cementowych, by zapewnić integralność uszczelnienia, jest planem wadliwym. Fakt, że nie było wybuchów w poprzednich odwiertach nie usprawiedliwia zatwierdzenia i stosowania niebezpiecznego planu.

Sekretarz Spraw Wewnętrznych Salazar ogłosił zawieszenie pozwoleń na wiercenia na morzu i bezterminowy zakaz nowych wierceń na morzu. Będzie to miało głęboki wpływ ekonomiczny na wiele tysięcy miejsc pracy na platformach wiertniczych i związanych z nimi usług. Skutkiem tego będą niewątpliwie nowe regulacje. Więcej regulacji niewiele jednak osiągnie, jeśli podstawowym problemem jest brak krytycznego myślenia firm, które prowadzą odwierty naftowe i gazowe oraz agencji rządowych, które nadzorują ich działalność.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.