对于石油的持续需求促使石油行业进入深海领域。但发生在墨西哥湾的这次井喷事故促使我们去面对这样一个问题:这个风险值得吗?
深海困局
美国数十年来发现的最大油田位于墨西哥湾深处,但这里也是地球上钻探风险最高的地方之一。
撰文:小乔尔· K. 伯恩 JOEL K. BOURNE, JR。
翻译:杜然
在一个酷热六月天里,英国石油公司(BP)驻路易斯安纳州霍马市分公司的办公室里全是色彩鲜艳的马甲和表情严肃的脸。现在这里成了“深水地平线”钻井平台漏油事故的指挥中心。BP的高管和顾问穿的是白色马甲,后勤小组是橙色马甲,联邦及州政府环境官员是蓝色马甲。记者穿的是紫色马甲,这便于BP公关部的人随时留意他们的动向。在最大一间指挥室的墙壁上,巨大的电视屏幕闪动着漏油地图以及各种应急救援船只的方位。其中一块屏幕上还时不时地出现一场世界杯赛事。
满头银发的马克·普伦穿着白色的马甲,他是这场行动的副总指挥。作为一名顾问,普伦有着30年的漏油处理经验,从阿拉斯加到尼日尔河三角洲,他曾帮助世界上许多地方清理烂摊子。他发现四周竟然是20年前跟他共事、一起处理埃克森-瓦尔迪兹号油轮泄漏事件的那拨人。他自嘲“感觉就像在搞高中同学会”。
距离海岸线80公里、1600米深的海底,英国石油公司的马孔多油井每四天喷出的原油就大致相当于埃克森-瓦尔迪兹号油轮当年的总泄漏量。4月底,这口油井的爆炸性井喷,使得身居世界最先进钻井平台之列的“深水地平线”变成了沉没海底的一堆烧焦变形的废铁。石油行业此前掉以轻心,仿佛这样的大灾难是决不会发生的。监管者也是如此。墨西哥湾上次发生类似事故还是在1979年,位于坎佩切湾的伊克斯托克1号平台井喷漏油。之后,钻井技术已经获得长足发展,而且石油的需求量如此之大,于是石油公司离开大陆架向更深的海域进发。
在石油行业和政府部门的许多人看来,埃克森-瓦尔迪兹号这样的油轮泄漏似乎才是更大的威胁。海上石油开采的联邦监管机构——海洋矿产管理局(MMS)声称,平台井喷的发生概率不到1%,而且即使真的发生了井喷,也不会造成大量的原油泄漏。普伦说,大规模泄漏变得非常罕见,“直到这起事故发生”。
在英国石油公司霍马分公司里,有一千多号人正组织一次规模空前的油污清理行动。数以万计的人在户外工作,穿着白色防护外套在沙滩上巡视,或坐飞机对海面进行观察,用渔船改装的除油船对付浮油,大量喷洒化油剂。“发现者企业号”钻探船在焚烧从失控的油井回收的甲烷,发出震耳欲聋的咆哮。另一个钻井平台“Q4000”也在焚烧从爆裂的防喷器采集来的石油和天然气。清污行动已经耗费了数十亿美元,但总量达数百万桶的轻质低硫原油仍朝着墨西哥湾边的堰州岛、湿地和海滩蜿蜒漂去。
对石油行业的人来说,墨西哥湾海面以下300米的地方是相对而言的新领域——那是地球上开采难度最大的地方之一。海床从坡度和缓的大陆架跌落至起伏巨大的混杂地形,有深谷,有海岭,还有处在活跃期的一二百米高的泥火山。每天,2000多桶原油从散布各处的天然出口渗漏出来。但达到商业标准的油气藏埋得很深,往往位于易发海底地震的岩盐层下方。海底的温度接近冰点,但油藏的温度可达到200摄氏度;它们像是经过摇晃的滚烫的汽水瓶,就等着谁来把瓶盖打开,好一涌而出。沉积物中埋伏着一处处爆炸性瓦斯气体和甲烷水合物的囊,它们虽然处于冻结状态,但很不稳定,增加了井喷的风险。
数十年来,因为深海钻探的成本太高,商业钻井平台只在海岸附近活动。但随着石油储量的减少、油价的飙升以及可观的海洋石油探明储量,全球的石油公司涌到向海。最近巴西图皮油田和瓜拉油田所探明的储量,使得该国有望进入世界最大产油国行列。同样,安哥拉的深海油田租赁,因为前景可观,使得20多家石油公司展开激烈的竞标。
美国国会早在1995年就开始鼓励石油公司到墨西哥湾深海进行油气开发。那年,国会通过了一项法律,对于1996年至2000年之间租借的深海油田免除开采权使用费。很快,许多新的钻井平台以每天最高可达100万美元的运作成本,在墨西哥湾四处打洞。800米以上深度的油田开采租约从1994年的约50份,骤升至1997年的1100份。
没过多久,石油行业就尝到了甜头。“亚特兰蒂斯”、“霹雳马”、“大白鲨”这些新油田的出现,及时抵消了浅海石油产量的长期下降趋势。目前,美国全部石油产量的30%来自墨西哥湾,而墨西哥湾的石油产量中半数来自深海(300米至1500米),三分之一来自超深海(深度1500米以上),其他则来自浅海。英国石油公司的马孔多油井开口于水下约1500米处的海底,又钻入海床近4000米,这还不算是特别深的。石油行业已能在3000米深的海底开钻,油井总深度达到了10683米——该世界记录正是由“深水地平线”于去年在BP的另一处墨西哥湾油田创造的。美国政府估计,在墨西哥湾深处可能蕴藏着450亿桶原油。休斯顿的一位作业顾问、曾为多家大石油公司工作的拉里·里德表示:“我们之所以在深水海域开钻,是因为那里才有资源。”他补充说,深海油田跟中东的油田一样,往往都很高产。
不过,深钻技术不断发展,防止井喷以及漏油的清理方法却没有相应跟进。自本世纪初,行业及学术界的报告就发出警示:深海油田发生井喷、防喷器出问题的风险越来越大,石油泄漏后进行封堵的难度也越来越大——对于深海油田来说这一点尤其让人担心,因为在高压力环境下,油井一天最多可以喷出10万桶油。
这些担忧并没有引起矿产管理局的足够重视。该机构2007年的一项研究发现,从1992年到2006年,墨西哥湾的15000多座油气田在开采过程中,仅发生了39起井喷事故。其中只有极少数发生了大规模的原油泄漏;只有一起井喷事故导致一人死亡。大多数井喷在一周之内就能得以制止,一般采用的解决办法是往油井中注入重泥浆,或者用机械手段把油井关闭,并疏导鼓动井喷的危险气泡。
尽管井喷并不常见,但矿产管理局的这份报告确实显示,与水泥固井相关的井喷出现了显著的增加。所谓水泥固井就是把水泥注入钢制油井套管(环绕钻杆的管道)四周,填补套管和井洞壁之间的空隙。现在看来,这一警讯其实充满了凶兆。
有些深海油井的钻探相对容易,马孔多油井则不在此列。英国石油公司请来瑞士的“跨洋”公司打井。一个月之后,跨洋公司的第一个钻井平台因为艾达飓风而损毁。2010年2月,“深水地平线”钻井平台开始走上不归路,几乎从一开始它就问题不断。在3月初,钻杆在井洞里卡住,工作人员把一个探测工具送下去寻找卡点,结果这个工具也给卡住了;钻机不得不退出来,重新打一个通道绕过阻塞部位。后来美国国会公开的一封英国石油公司的邮件曾提到,钻机存在“井下控制”问题。在另外一封邮件中,一位顾问写道:“我们调整了大量的设计参数,范围之大令人紧张。”在爆炸发生前一周,英国石油公司的一名钻井工程师写道:“这已经成了一口噩梦之井。”
矿产管理局提供的文件显示,到4月20日,深水地平线的施工已经比计划日程落后六周时间,延误给英国石油公司每天所造成的损失达50万美元以上。该公司选择了尽可能最快的钻井方式——使用一种名叫“长线”的钻井设计,在油藏和井口之间布下连串的套管。管线在原油和海底的防喷器之间通常有两个屏障,一个是井底的水泥塞,一个是位于井口的金属密封,也就是锁紧套筒。马孔多油井发生井喷的时候,井口还未安装锁紧套筒。
此外,国会调查人员和专家认为,英国石油公司的水泥固井工作没做足。固井之前,没能让套管外的钻井泥浆循环起来——这个做法可以让水泥发挥正常作用。没有安装足够量的扶正器——这种装置可以确保水泥在套管外侧形成完整的密封。没有进行水泥胶结测井,以检测水泥是否与套管外壁和井洞壁胶合结实。最后一点,在事故发生之前,英国石油公司在钻井的最后一步,也就是把钻井平台与油井分离时,它使用质量更轻的海水代替了高密度的钻井泥浆注入油井。对此,英国石油公司拒绝做出评论,声称调查仍在进行中。
以上所有决策或许都是完全合法的,而且明显给英国石油公司节省了时间和金钱——但其中每一个决策都增加了发生井喷的风险。调查人员怀疑,在4月20日的晚上,一个巨大的气泡或许是通过水泥中的缝隙渗入到套管,向上急升。防喷器应该在海底阻止油的外溢;沉重的液压活塞应该把钻杆像汽水吸管一样剪断,从而堵住向上的涌溢,保护上面的钻井平台。但由于渗漏和疏于保养,这个应对装置未能发挥作用。一股钻探泥浆喷到了钻井平台上,所有激活防喷器的努力都失败了。
英国石油公司在马孔多油井的钻探方式让挪威石油安全生产局(PSA)的局长马格纳·翁内戴尔大吃一惊。在电话采访中,他说数十年来,挪威人一直在浅海大陆架上钻探高温高压油井,1985年之后就再也没发生过灾难性的井喷事故。那次事故之后,挪威石油安全生产局及整个行业制定了一系列钻井标准规范。其中包括从海底的作业台进行无隔水管钻井,这可以避免油和气直接流动到钻井平台上;一开始就打出一个穿越沉积物的小引导孔,便于处理井喷;装备激活防喷器的备用遥控系统;最重要的是,从油藏到海底之间的屏障不得少于两个。
翁内戴尔表示:“当(英国石油公司)已经察觉到那口井不稳定时所做出的那些决定,比如只使用一根长套管的决定,仅安装了6个而不是21个扶正器、使水泥不能发挥最佳效果的决定——这些事情真让我们大吃一惊。”
技术灾害和海洋石油工程的双料专家、加州大学伯克利分校的罗伯特·比伊说,从英国石油公司的历史中可以看到他们为何做出这样的决定。2001年,英国石油公司聘用比伊,就其收购阿莫科(Amoco)和大西洋富田(ARCO)等美国石油公司之后所面临的问题提供建议。比伊指出,其中一个问题就是公司核心技术力量的失去:兼并之后,英国石油公司迫使许多年纪较大、经验丰富的油田工人提前退休。比伊说,这项决定是英国石油公司的“灾难配方”的关键成分,它使得公司在工程专业领域更加依赖承包商。“深水地平线”上的126名工作人员中,只有区区几个人是直接为英国石油公司工作的。
钻井作业由海洋矿产管理局负责监管(事故发生后,该机构进行了重组,并且改名为“海洋能源监管执行局”)。在2009年,海洋矿产管理局因为对海上油田的租赁疏于监管,而受到了美国审计总署(GAO)的严厉批评。同年,在新当选的奥巴马政府上台后,海洋矿产管理局正式批准了英国石油公司对马孔多油井的初步钻探计划。根据海洋矿产管理局的一个公式,英国石油公司计算出在最糟糕的情况下,这口井一天的漏油量是16.2万桶——这是后来实际漏油速度的近三倍;在另外一份针对墨西哥湾的处理方案中,又声称通过标准技术一天可回收近50万桶漏油,所以哪怕发生最严重的泄漏事故,对海湾的渔业以及包括海象、海獭、海狮在内的各种野生动物造成的危害也是极低的。
墨西哥湾里并没有海象、海獭和海狮这些物种存在。英国石油公司的处理计划还把一位辞世多年的海洋生物学家列为紧急联系人,把日本一个娱乐网站的网址当作漏油处理设备的应急供货来源。该方案中引发广泛报道的各种纰漏,同样出现在其他石油公司的漏油处理方案中。它们都是拿来以前针对北极油田的陈年方案,复制粘贴了一下而已。
漏油发生之后,英国石油公司的应急清污能力与它所声称的相差甚远。一个联邦特别小组的科学家们在8月初说,这口油井在井喷发生之初每天漏油量达6.2万桶——流量虽大,却远远低于英国石油公司对最严重漏油事故的估量。在6月份的时候,马克·普伦曾做过估算,在天气好的情况下,他的救援队通过世界各地派来的除油船,一天可以搜集1.5万桶的漏油。事实证明,把漏油付之一炬——当年埃克森-瓦尔迪兹油轮泄漏事件用的就是这个办法——要有效得多。英国石油公司有23艘焚烧船,其中还包括需要结对作业的当地捕虾船,用长围油栏把浮油聚拢,再用自制的汽油弹点燃。在一次规模惊人的大焚烧中,救援队仅用三个多小时就烧掉了1.6万桶原油。
“捕虾船很适合做这件工作,”焚烧小组的科技顾问讷勒·马拜尔说道,“他们知道怎么拉网。有他们在,我们每烧掉一桶油,就少一桶油漂到岸边、影响环境和人们的生活。烧这种东西,哪儿最安全?当然是墨西哥湾的远海。”
6月份,发现者企业号和Q4000开始直接回收从爆裂的防喷器泄漏出的原油,到7月中旬,它们的回收能力提高到每天2.5万桶,加上除油船和焚烧小组的工作量,仍然远远低于英国石油公司之前声称的每天近50万桶的清理量。就在这时,这家公司终于成功地用控油罩盖住了油井,持续12周的井喷止住了。
1990年,埃克森-瓦尔迪兹号油轮泄漏事件之后,美国国会的技术评估办公室(OTA)对于石油泄漏的清理技术进行过分析,发现它们远远不够。“哪怕是最好的国家反应机制,都会不可避免地存在应用方面的局限,这将阻碍我们针对灾难性事件做出反应。”OTA主任约翰·吉本斯写道,“鉴于此,对预防措施和反应系统给予至少同等的关注,是非常重要的……俗话说一分预防抵得上十分治疗。”
“在某些情况下,我对于石油行业能否安全开采这些资源不太有信心,”比伊说道,“将来难免有更多事故发生。”
在8月初,英国石油公司用钻井泥浆和水泥,似乎就快把马孔多油井永久地封住了。联邦特别小组估计泄漏到大海里的原油达到了490万桶。政府的科研人员估计,英国石油公司清理了四分之一的漏油。另外有四分之一蒸发或者溶解成零散的分子了,还有四分之一以小油珠的形式混入海水,仍旧可能造成一些生物中毒。最后四分之一——是埃克森-瓦尔迪兹油轮泄漏量的五倍——仍然是水面上的浮油滩,或者海岸上的油团。“深水地平线”成为历史上最严重的海洋漏油事故,甚至超过1979年坎佩切湾伊克斯托克1号油井。唯一比它更严重的,就是1991年海湾战争期间发生在科威特的人为泄漏。
伊克斯托克泄漏事件给当地的水产业和经济带来毁灭性的打击。维斯·塔内尔对此记忆犹新。这位65岁的珊瑚礁专家来自得克萨斯农工大学,上世纪70年代初曾对维拉克鲁斯附近的礁石进行研究并获得博士学位。这些礁石粘上漏油之后,他继续研究它们长达十年。今年6月初,在新的灾难再次引发了对石油泄漏影响的持续时间的疑问时,他回到恩美迪奥礁,检查伊克斯托克泄漏的石油是否还在。他戴上呼吸管潜水不过三分钟,就找到了那次泄漏残留的原油。“哎,这么容易就找到了。”他说。
塔内尔站在礁湖齐腰深的清澈海水里,抓起一块砂质粘土掰成两半,里面呈墨黑色,质地、味道都像一团沥青。这里的珊瑚礁是灰色的,看起来死气沉沉,伊克斯托克泄漏的原油仍然埋藏在沉积物里。但在靠海的一侧,由于风浪和洋流更大,已经看不到漏油的踪迹。塔内尔的结论显而易见:在拥有海浪、氧气、阳光以及吃石油细菌的地方,漏油可以以较快的速度分解。如果油沉到海底,混入低氧沉积物中的话,就能留存数十年,令环境恶化。
附近的渔民同样忘不了那次泄漏。“伊克斯托克的漏油几乎破坏了所有珊瑚礁,”现年60多岁的古斯塔沃·蒙蒂尔说道,他强健有力,戴着韦拉克鲁斯渔民的招牌草帽,“那年头,章鱼没有了,海胆没有了,牡蛎没有了,海螺没有了。鱼几乎全没了,我们的家人挨着饿。海滩上的石油能淹到小腿。”虽然有些水族几年之内就得到恢复,比如坎佩切湾的虾,但蒙蒂尔和沙滩上的其他几位渔民都说,过了15至20年后,渔获量才恢复到之前的水平。那时村子里三分之二的渔民已经改行了。
据法国生物学家菲利普· 布丹说,哪怕是在法国布勒通沿岸波涛汹涌、富含氧气的水域,1978年的“阿莫科·卡迪兹号”油轮泄露事故之后也至少用了七年的时间,才令当地海洋生物以及著名的牡蛎养殖场完全恢复。他认为,在通常风平浪静、海水含氧量较低的墨西哥湾,漏油造成的影响会更严重,尤其是在大量使用Corexit 9500化油剂的情况下。英国石油公司声称这种化学产品的毒性不会超过洗碗剂,但在阿莫科·卡迪兹号油轮泄露事故中大量使用后,布丹发现它对海洋生物的毒害更甚于石油本身。
5月份的时候,集中在墨西哥湾的科学家开始跟踪甲烷和油污的扩散情况,结果发现它们在水下900米至1200米的深度从泄漏的油井向北漂浮了约50公里。其中一位参与者是佐治亚大学的生物地球化学家曼蒂·乔伊,多年来,她一直在研究墨西哥湾深处碳氢化合物排气孔及其渗出情况。她发现了一处跨度堪比曼哈顿岛的油柱,其甲烷水平是她在墨西哥湾中测得的最高值。细菌会分解泄漏的原油和甲烷,同时使水中的氧气大为减少。乔伊还发现,在通常有鱼类栖居的深度上,有一个厚达180米的水层的氧气含量低到危及生命的程度。在墨西哥湾深处,水体混合的速度非常慢,所以这样的氧气枯竭区可能会持续存在数十年。
英国石油公司使用老式飞机,像给庄稼撒农药一样把Corexit9500喷洒在海面浮油上。但面对世界上第一起重大深海漏油事故,它还拿到了美国环保署和海岸警卫队的许可,获准在海面下1000多米深的地方把巨量的化油剂直接注入油井喷出的原油和天然气中。这是形成深海油柱的肇因之一。
乔伊说,“这场行动的唯一目标是让漏油远离海岸,因为那里是经济命脉所在。”她说这话的时候是在6月的某天,当时正在“沃尔顿·史密斯”号科研船上检测采集来的海水样本。这艘小科研船驶入了距离爆裂的油井几公里远的一片油污中。“可现在那么多油遇上化油剂就留在水下了,没人看得见,也无法清除。如果漏油浮到海面,其中的40%会蒸发,剩下的你收集也好,焚烧也好,总有处理的办法。但水下的这些小油滴,天知道会在海里停留多久。”
佛罗里达州立大学的海洋学家伊恩·麦克唐纳所担心的除了水下油柱,还有漏油的总量。他相信,墨西哥湾的整体生产力将受到重大影响——不仅是路易斯安那湿地中的鹈鹕和虾,也包括整个区域内的所有生物,从浮游动物到抹香鲸。他尤其担心只在墨西哥湾和地中海产卵繁衍的蓝鳍金枪鱼,它们本来就因为过度捕捞而数量剧减。麦克唐纳说:“现在海水里有大量有毒物质,正从水面和水下在这片世界上最丰饶的海域中扩散。”
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