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經過數月的聽證會和互相指責，奧巴馬總統組建的深水地平線調查委員會已經開始揭示導致4月20日爆炸的原因，該爆炸造成11人死亡，並引發了深海海底噴發，向墨西哥灣噴射了超過7.5億升原油。然而，最大的謎團之一仍然是——儘管有警告稱這種混合物無法承受，但鑽井人員為何要使用旨在加固油井的水泥？
BP深水地平線漏油事件和海上鑽井國家委員會 本週早些時候在其報告 (pdf) 中得出結論，爆炸發生前，水泥混合物存在明顯問題的跡象。該由七名成員組成的、兩黨合作的委員會表示，特別地，旨在確定井套管是否可以阻擋油氣負壓測試失敗，這意味著碳氫化合物有可能逃逸到鑽井平臺並起火，奧巴馬總統於五月任命了該委員會。
從科學的角度來看，委員會的報告與其說是對井的所有者英國石油公司或水泥承包商哈里伯頓公司的譴責，不如說是表明，即使這種粘合劑自羅馬時代以來就被廣泛使用，但該材料本身的化學性質在很大程度上仍然是一個謎。
加州大學聖巴巴拉分校的化學工程教授 布拉德·切梅爾卡 說：“令人驚訝的是，考慮到水泥的重要性，卻對水泥沒有進行大量的科學研究。”“我們要求它在極端條件下做一些它原本沒有設計和最佳化的事情。”
水泥 最初是一種粉末狀混合物，由石灰石與少量其他材料（如粘土）研磨和加熱而成。向粉末中加水會引發化學反應，使顆粒相互粘附並形成牢固穩定的結合。因此，水泥被用作混凝土的主要粘合劑，混凝土是一種也包含沙子、礫石和其他顆粒狀物質的建築材料。某些配方的水泥，例如用於深海鑽井的水泥，即使在水下也具有硬化和凝固的能力。
切梅爾卡說，目前水泥在不同行業的應用是大量經驗積累的結果。他是一個團隊的成員，該團隊多年來一直在研究水泥的分子特性。該團隊包括來自加州大學聖巴巴拉分校、普林斯頓大學、倫敦帝國學院、馬薩諸塞州阿克頓的羅伯茨諮詢集團、北卡羅來納州研究三角園的 RTI 國際和哈里伯頓公司的研究人員，哈里伯頓公司為該專案提供了大部分資金。切梅爾卡補充說，哈里伯頓公司在該研究中持續發揮作用，是為了向研究人員提供在配製和使用水泥時重要的條件資訊，例如實際溫度和水泥成分。
水泥的性質在很大程度上取決於混合物的分子級成分及其與水反應形成的 hydrated solid。切梅爾卡說，水泥的強度隨著促進分子交聯的水化反應而發展。“考慮到混合物的複雜性，我們認為它將是無法解決的組分分佈，我們無法識別，但事實並非如此，”他補充道。研究小組在他們發表在五月份的 美國化學學會雜誌 (JACS) 上的第一項研究中報告了他們使用固態核磁共振 (NMR) 光譜 來區分水泥水合和凝固過程中發生的不同分子重排。
切梅爾卡說，然而，分子組成、結構以及水合作用發生的變化仍然知之甚少，因為水泥的成分是部分結晶、部分無序的，並且包含隨時間變化的多種組分。
切梅爾卡和他的同事們正試圖在分子水平上了解水泥，以確定諸如鈣和鎂離子如何受到水合過程的影響並參與水合過程，以及如何減緩或更好地控制水泥凝固等特性。切梅爾卡說，在他們的下一篇論文中，研究人員正在專門研究緩凝劑——它們如何抑制凝固以及糖如何結合並影響用於製造水泥的不同組分。
這項研究的結果可以得到很好的利用，幫助像英國石油公司和哈里伯頓公司這樣的公司更好地設計可靠的水泥，用於密封海底深處的油井，並有望避免今年墨西哥灣發生的災難。用於水下鑽井點的水泥被設計成流下 井眼 的中心，這樣它就不會在流下時凝固。在深水地平線號的案例中，哈里伯頓公司在混合物中添加了 氮氣，以提高水泥的流動性。一旦到達底部，水泥就需要克服來自井眼的壓力，並向上流入 環空（套管和井孔壁之間的空間），在那裡它應該凝固並阻止任何石油或天然氣逸出。
委員會從哈里伯頓公司獲得了在失效井上使用的水泥配方樣本，包括用作膨脹劑的相同比例的氮氣，以及用於穩定混合物的多種化學品，根據弗雷德·巴特利特委員會首席調查員 10 月 28 日的信函 (pdf)。泡沫水泥混合物被送到英國石油公司競爭對手雪佛龍公司擁有的實驗室進行獨立測試。雪佛龍公司進行了一系列事後測試，並報告說無法使用哈里伯頓公司指定的材料以及關於馬孔多油井使用的水泥的可用設計資訊，在實驗室中生成穩定的泡沫水泥（一種在環空中會正常凝固的水泥），根據委員會的說法。雪佛龍公司進行了九次獨立的穩定性測試，旨在重現英國石油公司油井的條件，但水泥全部失敗。
哈里伯頓公司為自己辯護說，該公司網站上釋出的 宣告 稱，其內部水泥測試與委員會的測試結果之間的“顯著差異”可能是由於測試的水泥材料不同造成的。該公司聲稱，委員會的測試並非完全相同的比較，因為他們使用了現成的水泥和新增劑，而哈里伯頓公司測試的是後者的測試進行時鑽井平臺上存在的獨特的水泥和新增劑混合物。