新的研究發(fā)現(xiàn) 復(fù)雜的地質(zhì)導(dǎo)致深水地平線災(zāi)難

德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的一項研究首次在科學(xué)期刊上發(fā)表，它深入探討了Deepwater Horizo??n鉆機工作人員面臨的嚴峻地質(zhì)條件以及這些條件在2010年災(zāi)難中所起的作用。

井噴炸死11人，并噴出了三個月的石油，在船員成功封堵該井之前，向墨西哥灣泄漏了約400萬桶石油。此后，研究人員和研究人員一直將重點放在導(dǎo)致油井噴出的工程決策和失誤以及漏油對生態(tài)造成的影響上，這些事故已成為該國最嚴重的環(huán)境災(zāi)難之一。但是，UT杰克遜地球科學(xué)學(xué)院的研究人員在訴訟和法律訴訟期間公開發(fā)布的數(shù)千頁文件的幫助下，拼湊出海灣底下2英里以上的地質(zhì)條件如何使鉆探變得困難并推動了工程決策，從而促成了井的故障和隨之而來的井噴。

該研究于5月7日發(fā)表在《科學(xué)報告》上，該研究除其他事項外，記錄了井底附近巖石內(nèi)部孔隙壓力的急劇下降，從而影響了井噴決策。

威爾·平克斯頓(Will Pinkston)在杰克遜學(xué)院(Jackson School)獲得碩士學(xué)位的同時撰寫了該論文，他說：“該論文講述了這場災(zāi)難背后的地質(zhì)故事。” “這是一門高影響力的科學(xué)，我很高興能接觸到更多每天都不考慮這些問題的人們。”

在地下埋藏數(shù)英里的井所造成的工程和地球科學(xué)挑戰(zhàn)極為復(fù)雜。最關(guān)鍵的一項是保持井內(nèi)的壓力，使其高于巖石內(nèi)部流體的壓力，但低于巖石破裂時的應(yīng)力。如果井內(nèi)壓力過高，它將使井壁破裂，并將鉆井液驅(qū)入巖石中。如果井壓低于巖石的流體壓力，則來自圍巖內(nèi)部的流體將流入井中，并可能引起井噴。

為了成功進行鉆探，工作人員使用了鉆探“泥漿”，可以將其混合成不同的重量和稠度，并在整個井中循環(huán)以幫助穩(wěn)定孔并控制壓力。然后，工作人員用水泥和鋼制套管襯砌裸露的井，以密封裸露的巖石。

以事故發(fā)生時由BP能源公司運營的Transocean Deepwater Horizo??n鉆機為例，整個井的孔隙壓力都很高，但隨后在底部附近突然下降約每平方英寸1200磅。大部分孔隙壓力下降發(fā)生在海平面以下18,000英尺的水庫目標上方100英尺處。

BP計劃暫時放棄該油井，這是Macondo勘探區(qū)的第一口井，直到以后可以通過用鋼和水泥塞滿基礎(chǔ)來生產(chǎn)為止。但是，孔隙壓力的急劇下降以及隨之而來的應(yīng)力下降，極大地縮小了封閉井的選擇范圍。這導(dǎo)致決定使用有爭議的低密度泡沫水泥，但未能正確固化。這是Macondo油井井噴的主要原因。

杰克遜學(xué)院教授兼研究作者彼得·弗萊明斯(Peter Flemings)說：“最重要的是，地質(zhì)條件導(dǎo)致決定使用一種失敗的專用水泥。” “這一決定是最終井噴的根本原因。”

弗萊明斯是當時的美國能源部長史蒂文·朱(Steven Chu)組建的“深水地平線”井完整性團隊的成員，以幫助應(yīng)對這場災(zāi)難。

除了描述井中的壓力和應(yīng)力條件外，本文還繪制了整個地下盆地的地質(zhì)條件，以表明壓降并不是該地區(qū)的唯一事件。

平克斯頓說：“馬孔多不是一個一維的問題。” “我們發(fā)現(xiàn)了整個盆地內(nèi)大規(guī)模流體連通性的證據(jù)，而這將很難預(yù)測。”

盡管該文件沒有指出災(zāi)難的任何單一原因，但弗萊明斯說，它為廣大鉆探界提供了重要信息。

“一個關(guān)于本文的顯著的事情是讓表上的所有數(shù)據(jù)，讓廣大社區(qū)可以理解所做的決定，”佛蘭芒說。

“我普遍認為，如果工程師和地球科學(xué)家更加了解壓力和壓力以及工程決策之間的耦合，那么將會做出更好的決策。”

該研究由弗萊明斯大學(xué)和UT GeoFluids財團資助。本研究使用了財團和德克薩斯大學(xué)地球物理研究所墨西哥灣盆地沉積綜合項目的數(shù)據(jù)。BP是支持該財團的公司之一。