Il Development Driller III perfora un pozzo di soccorso al largo della costa della Louisiana nel Golfo del Messico nel maggio 2010 per combattere la perdita di petrolio. Guarda altre foto dei giacimenti petroliferi. Getty Images News/Getty Images Ti sei mai chiesto come i vecchi pozzi di petrolio che vedi in televisione abbiano avuto abbastanza pressione da eruttare in stile geyser, vomitando "oro nero" qua e là? Si scopre che questa meraviglia del grande schermo può accadere nella vita reale. I depositi di petrolio sono sigillati sotto pesanti strati di terra e roccia, ma quando un trapano rompe il sigillo, tutto quel liquido pressurizzato ha bisogno di un posto dove andare. Generalmente, scorre su e fuori da un pozzo in modo controllato. Questo perché i pozzi moderni hanno dispositivi di prevenzione dello scoppio - una serie di valvole di intercettazione e un interruttore principale - che di solito limitano tali eruzioni di trabocco [fonte:American Petroleum Institute]. Ma quando qualcosa va storto in modo catastrofico, come la piattaforma petrolifera offshore Transocean, Orizzonte delle acque profonde, che esplose il 20 aprile 2010, uccidendo 11 lavoratori e inviando petrolio che scorre incontrollato nel Golfo del Messico:un pozzo di soccorso potrebbe essere l'opzione migliore per riportarlo sotto controllo.
Un pozzo di sollievo entra in gioco quando un pozzo si inselvatichisce, incanalare più petrolio o gas naturale di quanto il pozzo o i suoi operatori possano gestire. Per domare il flusso, viene scavato un pozzo secondario a distanza di sicurezza dal sito di perforazione originario, attingendo alla tubazione problematica e deviando il liquido in pressione [fonte:SWPLA]. Però, nel caso dell'incidente di Deepwater Horizon, il sollievo è iniziato bene il 2 maggio, 2010, aveva lo scopo di tappare il pozzo di petrolio pompando acqua salata, fango e cemento nel profondo tubo sotterraneo da cui il pozzo sgorga olio. Lo sforzo dovrebbe intasare bene il fuori controllo, ma nel caso in cui il primo rilievo manchi bene il bersaglio, BP (la società che aveva noleggiato la Deepwater Horizon per perforare il pozzo principale) ha iniziato la perforazione di un secondo pozzo di soccorso il 16 maggio, 2010 [fonte:O'Hanlon]. Sfortunatamente, le probabilità di perforare esattamente nel punto giusto sono scarse; è come mirare a un piatto per la cena a 3 miglia (5 chilometri) sotto la superficie del mare [fonte:Brown].
A parte il fatto che i pozzi di soccorso generalmente vengono perforati per colpire un bersaglio preciso, non c'è molta differenza tra loro e i pozzi normali. Entrambi sono perforati verticalmente verso il basso, ma il pozzo in rilievo è anche inclinato per intersecare con il pozzo originale; questo si chiama perforazione direzionale [fonte:Fountain].
I pozzi di soccorso non sono solo un "piano B" per l'estrazione di petrolio o gas naturale. Nelle zone con falde acquifere alte, i pozzi di soccorso sono scavati proprio come i normali pozzi d'acqua, poi utilizzato per drenare periodicamente l'acqua in eccesso. Per esempio, un sistema di pozzi di soccorso che circondano un argine può aiutare a stabilizzare la struttura a lungo termine contenendo l'acqua [fonte:Cashman].
Ma la perforazione preventiva per i pozzi petroliferi di solito non avviene nello stesso momento in cui vengono costruiti i pozzi principali, anche se è l'unico metodo dimostrato di fermare uno scoppio se i metodi di contenimento non funzionano [fonte:Drash]. Infatti, negli Stati Uniti, i pozzi di soccorso non sono obbligatori [fonte:Bluestein e Drearen]. Sfortunatamente, come vedremo nella prossima pagina, perforare un pozzo dopo il fatto è come chiamare il 911 per segnalare un incendio in casa e imparare che l'autopompa deve essere costruita prima che possa correre per spegnere le fiamme.
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I pozzi di soccorso sono stati utilizzati fin dai primi anni del 1900, quasi da quando le macchine sfruttano i combustibili fossili sotterranei. Inizialmente, i pozzi di sfiato sono stati perforati verticalmente vicino a un pozzo soffiante e utilizzati solo per deviare la pressione dal pozzo. Le tecniche di perforazione rimasero sostanzialmente invariate fino al 1933, quando un pozzo di rilievo angolato - o direzionale - è stato utilizzato in Texas. Non solo questo pozzo di rilievo attingeva al serbatoio dell'olio al di sotto di un pozzo che sgorgava, ma era anche usato per uccidere il pozzo pompando acqua nella sua fonte originale [fonte:Wright e Flak].
Ulteriori miglioramenti sono arrivati negli anni '70 e '80, quando per la prima volta un pozzo in rilievo si intersecava con il tubo sotterraneo di un pozzo soffiante, grazie a metodi di rilevamento migliorati. L'era ha anche introdotto attrezzature di perforazione direzionale orientabili e l'uso di fluidi più pesanti del petrolio - come materiali sintetici o materiali naturali tra cui gomma di guar o fango - per uccidere i pozzi zampillanti [fonte:Wright e Flak]. Oggi, le tecniche di base dei pozzi di rilievo non sono ancora molto diverse da quelle utilizzate nel 1933, sebbene sofisticate apparecchiature di perforazione e rilevamento aumentino le probabilità che un pozzo di soccorso colpisca il suo obiettivo, che si tratti di un tubo del diametro di 6 pollici (15 centimetri) o di un serbatoio sotterraneo [fonte:Spear]. Il pozzo di scarico intercetta le tubazioni del pozzo originale o attinge al serbatoio da cui il pozzo originale sta tirando. Tutto dipende da una rubrica piuttosto complicata che tiene conto, tra l'altro, la probabilità di un pozzo uccidere [fonte:Wright e Flak].
L'uso di pozzi di soccorso per stabilizzare la terra impregnata d'acqua divenne popolare negli anni '40, quando l'US Army Corps of Engineers li usò per controllare la pressione dell'acqua in eccesso vicino alla diga di Fort Peck nel Montana [fonte:US Army Corps of Engineers]. Ciò è stato fatto perforando un pozzo nel lato verso terra di un terrapieno utilizzato per impedire all'acqua di traboccare [fonte:Lucas]. Quello stesso anno, i pozzi di soccorso sono diventati la norma quando si è trattato di progettare e costruire dighe [fonte:US Army Corps of Engineers]. Subito dopo, i pozzi di scolo dell'acqua sono stati utilizzati anche durante la costruzione residenziale e commerciale per deviare l'acqua o per aiutare ad abbassare le falde acquifere che potrebbero influire sulla stabilità del terreno, come avviene ancora oggi [fonte:Cashman].
La maggior parte delle volte, a scopo precauzionale vengono perforati pozzi di sfiato. Quando si tratta di olio, alcuni sostenitori raccomandano di adottare lo stesso approccio perforando pozzi di estrazione petrolifera e pozzi regolari contemporaneamente [fonte:Drash]. È un'idea che molti esperti dicono che vale la pena prendere in considerazione poiché i pozzi di soccorso spesso impiegano due o tre mesi per perforare, a seconda della profondità della loro posizione [fonte:Rubin]. Infatti, un pozzo di soccorso può essere terminato molto tempo dopo che il danno causato da un pozzo soffiato è stato fatto.
Così, come fa esattamente una squadra di lavoratori a mettere bene in atto un sollievo? Lo spiegheremo, passo dopo passo, nella pagina successiva.
Costo di un pozzo di soccorsoLa perforazione di un pozzo di soccorso per deviare un pozzo petrolifero fuori controllo può essere costoso, ma non così costoso come gli sforzi di pulizia diffusi - per l'ambiente o l'immagine di un'azienda. Infatti, le prime previsioni stimavano che i costi di bonifica e le spese correlate per la perdita di petrolio del Golfo del Messico nel 2010 sarebbero costate almeno $ 12,5 miliardi [fonte:Haq]. Dal 10 giugno 2010, il costo totale di perforazione dei soli pozzi doppi è stato stimato in $ 200 milioni [fonte:Fountain].
Un lavoratore apre una valvola per trasferire il carburante all'attrezzatura che scava un pozzo di soccorso nel Golfo del Messico nel maggio 2010. Getty Images News/Getty Images Un pozzo di rilievo è quasi identico a un pozzo normale. Infatti, un rilievo viene perforato utilizzando la stessa attrezzatura utilizzata per perforare un pozzo normale. La differenza principale è che, nel caso di pozzi di sfiato di petrolio o gas naturale, il pozzo verticale viene eventualmente perforato ad angolo tale da intersecarsi con il tubo originario del pozzo. Ma, se stai immaginando un pozzo di rilievo che entra proprio accanto a un pozzo di scoppio, è tempo di riformulare. In realtà, un pozzo di soccorso deve essere posizionato a distanza di sicurezza dal pozzo originario. Per esempio, nella perdita di petrolio del Golfo del Messico del 2010, i lavoratori hanno iniziato a perforare il primo pozzo di soccorso a circa mezzo miglio (800 metri) dal pozzo da cui sgorgava petrolio [fonte:BP]. Poi c'è la sfida di utilizzare un pozzo di 30 centimetri per perforare la terra monitorata da apparecchiature di mappatura a distanza, sperando di colpire un tubo di diametro simile [fonte:Mowbry].
Iniziare, i lavoratori usano una punta da trapano in acciaio attaccata a un tubo d'acciaio cavo per scavare attraverso strati geografici [fonte:Bluestein e Drearen]. La punta del trapano viene sostituita più volte durante il processo perché tende a smussarsi con l'uso; il tubo in acciaio aiuta a mantenere il foro praticato dal collasso e viene successivamente sostituito da una versione permanente. Quando è il momento per la punta del trapano di cambiare direzione in modo che possa intersecarsi con la tubazione del pozzo originale, è collegato un giunto del tubo che fa inclinare il trapano, ma solo di 5 gradi delicati. Quando il trapano raggiunge la sua profondità target, il pozzo sarà "impostato, " il che significa che il tubo permanente verrà abbassato nel foro e cementato [fonte:Earth Science Australia]. Quindi, quando la punta del trapano si avvicina al tubo originale, sarà sostituito con una punta diamantata che può tagliare il tubo esistente del pozzo principale [fonte:Tasker].
L'idea è che una volta che i tubi si intersecano, il pozzo di rilievo può essere utilizzato per fare una delle due cose:deviare il flusso dal pozzo originale o bloccarlo fornendo additivi sintetici o naturali, come fango, riempitivo di cemento o gomma di guar.
Mentre i pozzi petroliferi vengono talvolta creati per introdurre sostanze nel sito del pozzo, un pozzo di sfiato è progettato per tenere fuori i materiali estranei. Schermi e filtri vengono utilizzati per impedire l'ingresso di materiali grossolani e l'intasamento del pozzo d'acqua. E, a differenza dei pozzi petroliferi, che sono spesso perforati direzionalmente per intersecare con la conduttura del pozzo originale, i pozzi di soccorso idrico sono sempre perforati verticalmente [fonte:US Army Corps of Engineers]. Poiché i pozzi di scolo dell'acqua disperdono l'acqua in eccesso dal sottosuolo, alleviano la pressione dell'acqua sui pozzi esistenti e aiutano a tenere sotto controllo la falda freatica.
Una volta che un trapano colpisce il suo obiettivo, che si tratti di acqua, petrolio o gas naturale:cosa succede dopo? Se ti stai chiedendo come vengono convogliati l'acqua o i combustibili fossili dal terreno, controlla la pagina successiva.
Le parti di un pozzo di rilievo - tubazioni d'acciaio, punte per trapano in acciaio o diamante e giunti di tubi piegati utilizzati per inclinare la direzione del trapano:eseguire tutto il lavoro dietro le quinte durante la perforazione. fuori terra, c'è un altro set di strumenti al lavoro.
Un sensore collegato alla punta del trapano guida la punta ed è gestito da un computer in loco controllato dai lavoratori [fonte:Tasker]. Mentre una torre provvisoria ospita gli attrezzi del mestiere degli operai, offre anche un modo per pompare il liquido nel pozzo di scarico in modo che possa bloccare il pozzo di soffiaggio. Pompando acqua di mare nel pozzo di sfiato, i lavoratori possono verificare se l'acqua di mare si sta trasferendo nel pozzo di soffiaggio. Se è, rimuoverà parte dell'olio che fuoriesce. Prossimo, il fango sarà versato nel pozzo del rilievo, seguito da cemento. Poiché entrambi i materiali sono più densi e più pesanti dell'olio, dovrebbero bloccare qualsiasi olio pressurizzato che risale il rilievo e il pozzo che soffia [fonte:James].
Quando il pozzo di soccorso è completo, potrebbe essere utilizzato per continuare a produrre petrolio dal sito [fonte:Hargreaves]. Se questo è il caso, un martinetto per pompa sarà installato a livello del suolo. Il martinetto della pompa sposta l'olio o il gas dal terreno attraverso il foro praticato utilizzando una serie di pesi, valvole e un'asta di aspirazione [fonte:National Science Foundation]. Puoi leggere di più su Come funziona la trivellazione petrolifera. Equipaggiamento di pompaggio simile, anche se su scala ridotta, può essere utilizzato per azionare pozzi di sfiato. Più spesso, però, i pozzi d'acqua sono azionati da una versione moderna del martinetto:una pompa a getto.
La maggior parte delle pompe a getto per pozzi di sfiato contiene alcune caratteristiche standard, compreso un pozzo e un filtro; l'involucro del pozzo riveste il foro della pompa e il filtro impedisce a qualsiasi cosa diversa dall'acqua di entrare nella pompa. L'acqua viene pompata secondo segnali provenienti da un pressostato montato in prossimità di un motore fuori terra. Se la pressione raggiunge un livello designato, la pompa farà circolare l'acqua dal pozzo attraverso i tubi e in un serbatoio di accumulo o in una serie di tubi di drenaggio.
Se i pozzi di soccorso controllano l'acqua o il petrolio, hanno tutti una cosa in comune dopo che una pompa è stata installata:manutenzione ordinaria e calamità naturali a parte, la maggior parte non richiede molta attenzione. Infatti, molti pozzi di produzione sono gestiti da remoto. Gli strumenti effettuano misurazioni di output in loco e trasmettono i dati a una posizione centrale fuori sede dove vengono elaborati e monitorati [fonte:DeFlow]. Certo, se l'unico compito del pozzo di soccorso è consegnare materiali pesanti, come fango o cemento, e "uccidere" una catastrofe fuori controllo, il suo ruolo sarà di breve durata e, pure, sarà chiusa.
Continua a leggere alla pagina successiva per saperne di più sulla trivellazione petrolifera e sui pozzi.
