El Development Driller III perfora un pozo de alivio frente a la costa de Luisiana en el Golfo de México en mayo de 2010 para combatir la fuga de petróleo. Vea más imágenes del campo petrolífero. Getty Images Noticias / Getty Images ¿Alguna vez se preguntó cómo los antiguos pozos de petróleo que ve en la televisión tenían suficiente presión para hacer erupción al estilo de un géiser? escupiendo "oro negro" aquí y allá? Resulta que esta maravilla de la pantalla grande puede suceder en la vida real. Los depósitos de petróleo están sellados bajo pesadas capas de tierra y roca, pero cuando un taladro rompe el sello, todo ese líquido presurizado necesita un lugar adonde ir. Generalmente, fluye hacia arriba y hacia afuera de un pozo de manera controlada. Esto se debe a que los pozos modernos tienen dispositivos de prevención de reventones, una serie de válvulas de cierre y un interruptor de corte maestro, que generalmente limitan tales erupciones por desbordamiento [fuente:American Petroleum Institute]. Pero cuando algo sale catastróficamente mal, como la plataforma petrolífera costa afuera Transocean, Horizonte de aguas profundas, que explotó el 20 de abril, 2010, matar a 11 trabajadores y enviar petróleo sin control al Golfo de México:un pozo de alivio puede ser la mejor opción para controlarlo.
Un pozo de alivio entra en juego cuando un pozo se vuelve loco, canalizando más petróleo o gas natural de lo que el pozo o sus operadores pueden manejar. Para domar el flujo se cava un pozo secundario a una distancia segura del sitio de perforación original, tocando la tubería con problemas y desviando el líquido presurizado [fuente:SWPLA]. Sin embargo, en el caso del incidente de Deepwater Horizon, el alivio bien comenzó el 2 de mayo, 2010, estaba destinado a taponar el pozo de petróleo bombeando agua salada, lodo y hormigón en la tubería subterránea de la que el pozo de soplado arroja petróleo. Se espera que el esfuerzo obstruya el pozo fuera de control, pero por si acaso el primer relieve falla, BP (la empresa que había contratado a Deepwater Horizon para perforar el pozo principal) comenzó a perforar un segundo pozo de alivio el 16 de mayo de 2010 [fuente:O'Hanlon]. Desafortunadamente, las probabilidades de perforar exactamente el lugar correcto son escasas; es como apuntar a un plato a 3 millas (5 kilómetros) por debajo de la superficie del mar [fuente:Brown].
Aparte del hecho de que los pozos de alivio generalmente se perforan para alcanzar un objetivo preciso, no hay mucha diferencia entre ellos y los pozos regulares. Ambos se perforan verticalmente hacia abajo, pero el pozo de relieve también forma un ángulo para cruzarse con el pozo original; esto se llama perforación direccional [fuente:fuente].
Los pozos de alivio no son solo un "plan B" para la perforación de petróleo o gas natural. En áreas con niveles freáticos altos, Los pozos de socorro se cavan como lo harían los pozos de agua normales, luego se usa para drenar periódicamente el exceso de agua. Por ejemplo, un sistema de pozos de alivio que rodean un dique puede ayudar a estabilizar la estructura a largo plazo al contener el agua [fuente:Cashman].
Pero la perforación preventiva de pozos de petróleo de alivio no suele ocurrir al mismo tiempo que se construyen los pozos principales. aunque es el único método probado para detener una explosión si los métodos de contención no funcionan [fuente:Drash]. De hecho, en los Estados Unidos, los pozos de alivio no son obligatorios [fuente:Bluestein y Drearen]. Desafortunadamente, como veremos en la página siguiente, perforar un pozo de alivio después del hecho es como llamar al 911 para reportar un incendio en una casa y saber que el camión de bomberos debe estar construido antes de que pueda correr para apagar las llamas.
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Los pozos de alivio se han utilizado desde principios del siglo XX, casi desde que las máquinas han estado utilizando combustibles fósiles subterráneos. Inicialmente, Los pozos de alivio se perforaron verticalmente cerca de un pozo de soplado y se usaron solo para desviar la presión del pozo. Las técnicas de perforación se mantuvieron prácticamente sin cambios hasta 1933, cuando se utilizó un pozo de alivio en ángulo o direccional en Texas. Este pozo de alivio no solo se introdujo en el depósito de petróleo debajo de un pozo de chorro, pero también se usó para matar el pozo bombeando agua a su fuente original [fuente:Wright y Flak].
Se produjeron más mejoras en las décadas de 1970 y 1980, cuando por primera vez un pozo de alivio se cruzó con la tubería subterránea de un pozo de soplado, gracias a métodos de detección mejorados. La era también introdujo equipos de perforación direccional orientables y el uso de fluidos más pesados que el petróleo, como materiales sintéticos o materiales naturales como goma guar o lodo, para matar los pozos que brotan [fuente:Wright y Flak]. Hoy dia, Las técnicas básicas de los pozos de alivio todavía no son muy diferentes de las utilizadas en 1933. aunque los equipos de perforación y detección sofisticados aumentan las probabilidades de que un pozo de alivio alcance su objetivo, ya sea una tubería de 15 centímetros (6 pulgadas) de diámetro o un depósito subterráneo [fuente:Spear]. El pozo de alivio intercepta la tubería del pozo original o se conecta al depósito del que está extrayendo el pozo original. Todo depende de una rúbrica bastante complicada que tiene en cuenta, entre otras cosas, la probabilidad de una matanza de pozo [fuente:Wright y Flak].
El uso de pozos de alivio para estabilizar la tierra empapada de agua se hizo popular en la década de 1940, cuando el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos los utilizó para controlar el exceso de presión de agua cerca de la presa de Fort Peck en Montana [fuente:Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos]. Esto se hizo perforando un pozo en el lado de tierra de un terraplén utilizado para evitar que el agua se desbordara [fuente:Lucas]. Ese mismo año, Los pozos de alivio se convirtieron en parte del curso cuando se trataba de diseñar y construir presas [fuente:Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU.]. Poco después Los pozos de alivio de agua también se utilizaron durante la construcción residencial y comercial para desviar el agua o para ayudar a bajar los niveles freáticos altos que podrían afectar la estabilidad del suelo, como todavía se hace hoy [fuente:Cashman].
La mayor parte del tiempo los pozos de alivio de agua se perforan como medida de precaución. Cuando se trata de aceite, algunos defensores recomiendan adoptar el mismo enfoque mediante la perforación de pozos de alivio de petróleo y pozos regulares simultáneamente [fuente:Drash]. Es una idea que muchos expertos dicen que vale la pena considerar, ya que los pozos de alivio a menudo demoran dos o tres meses en perforarse. dependiendo de la profundidad de su ubicación [fuente:Rubin]. De hecho, un pozo de alivio puede terminarse mucho después de que se haya hecho el daño de un pozo de soplado.
Entonces, ¿Cómo exactamente un equipo de trabajadores coloca un pozo de alivio en su lugar? Te lo explicaremos paso a paso, en la página siguiente.
Costo de un pozo de alivioPerforar un pozo de alivio para desviar un pozo de petróleo fuera de control puede ser costoso, pero no tan costoso como los esfuerzos de limpieza generalizados, para el medio ambiente o la imagen de una empresa. De hecho, Las primeras predicciones estimaron que los costos de limpieza y los gastos relacionados para la fuga de petróleo del Golfo de México en 2010 costarían al menos $ 12.5 mil millones [fuente:Haq]. Al 10 de junio, 2010, el costo total de perforación de los pozos de alivio dual solo se estimó en $ 200 millones [fuente:Fountain].
Un trabajador abre una válvula para transferir combustible al equipo que perfora un pozo de alivio en el Golfo de México en mayo de 2010. Getty Images News / Getty Images Un pozo de alivio es casi idéntico a un pozo normal. De hecho, un relieve se perfora utilizando el mismo equipo que se utiliza para perforar un pozo normal. La principal diferencia es que, en el caso de pozos de alivio de petróleo o gas natural, el eje vertical finalmente se perfora en un ángulo que se cruza con la tubería del pozo original. Pero, si se está imaginando un pozo de alivio entrando justo al lado de un pozo de reventón, es hora de replantearnos. En realidad, Se debe colocar un pozo de alivio a una distancia segura del pozo original. Por ejemplo, en la fuga de petróleo del Golfo de México de 2010, los trabajadores comenzaron a perforar el primer pozo de alivio a 800 metros (media milla) del pozo del que brotaba petróleo [fuente:BP]. Luego está el desafío de usar un pozo de 1 pie (30 centímetros) para perforar en la tierra monitoreado por equipos de mapeo remoto, con la esperanza de golpear una tubería de diámetro similar [fuente:Mowbry].
Empezar, los trabajadores usan una broca de acero unida a una tubería de acero hueca para excavar a través de capas geográficas [fuente:Bluestein y Drearen]. La broca se reemplaza varias veces durante el proceso porque tiende a desafilarse con el uso; la tubería de acero ayuda a evitar que el agujero perforado se derrumbe y luego se reemplaza por una versión permanente. Cuando llegue el momento de que la broca cambie de dirección para que pueda cruzarse con la tubería del pozo original, Se adjunta una junta de tubería que hace que el taladro se incline, pero solo a unos suaves 5 grados. A medida que el taladro alcanza su profundidad objetivo, el pozo será "arreglado, "lo que significa que la tubería permanente se introducirá en el orificio y se cementará [fuente:Earth Science Australia]. Luego, a medida que la broca se acerca a la tubería original, será reemplazado por una broca de diamante que puede atravesar la tubería existente del pozo principal [fuente:Tasker].
La idea es que una vez que las tuberías se crucen, el pozo de alivio se puede utilizar para hacer una de dos cosas:desviar el flujo del pozo original o bloquearlo mediante la administración de aditivos sintéticos o naturales, como el barro, relleno de hormigón o goma guar.
Si bien los pozos de alivio de petróleo a veces se crean para introducir sustancias en el sitio del pozo, un pozo de alivio de agua está diseñado para evitar la entrada de materiales extraños. Las rejillas y filtros se utilizan para evitar que los materiales gruesos entren y obstruyan el pozo de agua. Y, a diferencia de los pozos de alivio de petróleo, que a menudo se perforan direccionalmente para cruzarse con la tubería del pozo original, Los pozos de alivio de agua siempre se perforan verticalmente [fuente:Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU.]. A medida que los pozos de alivio de agua disipan el exceso de agua del subsuelo, alivian la presión del agua en los pozos existentes y ayudan a mantener bajo control el nivel freático.
Una vez que un taladro alcanza su objetivo, ya sea agua, petróleo o gas natural:¿qué sucede después? Si se pregunta cómo se extraen del suelo el agua o los combustibles fósiles, mira la página siguiente.
Las partes de un pozo de alivio:tubería de acero, brocas de acero o de diamante y uniones de tubería dobladas que se utilizan para inclinar la dirección de la perforación:hacen todo el trabajo detrás de escena durante la perforación. Sobre el suelo hay otro conjunto de herramientas en funcionamiento.
Un sensor conectado a la broca dirige la broca y es administrado por una computadora en el lugar controlada por los trabajadores [fuente:Tasker]. Mientras que una torre de perforación temporal alberga las herramientas del oficio de los trabajadores, también ofrece una forma de bombear líquido al pozo de alivio para que pueda bloquear el pozo de soplado. Bombeando agua de mar en el pozo de alivio, los trabajadores pueden probar si el agua de mar se está transfiriendo al pozo de soplado. Si esto es, desplazará parte del aceite que se escapa. Próximo, se verterá barro en el pozo de alivio, seguido de hormigón. Debido a que ambos materiales son más densos y pesados que el aceite, deben bloquear cualquier aceite presurizado que suba tanto por el pozo de alivio como por el pozo de soplado [fuente:James].
Cuando el pozo de alivio esté completo, podría usarse para seguir produciendo petróleo del sitio [fuente:Hargreaves]. Si este es el caso, Se instalará un gato de bomba a nivel del suelo. El gato de la bomba saca el petróleo o el gas del suelo a través del orificio perforado utilizando una serie de pesos, válvulas y una varilla de bombeo [fuente:National Science Foundation]. Puede leer más sobre esto en Cómo funciona la perforación petrolífera. Equipos de bombeo similares, aunque a menor escala, se puede utilizar para operar pozos de alivio de agua. Más a menudo, sin embargo, Los pozos de agua son impulsados por una versión moderna del gato de la bomba:una bomba de chorro.
La mayoría de las bombas de chorro para pozos de alivio de agua contienen algunas características estándar, incluyendo una carcasa de pozo y un filtro; el revestimiento del pozo recubre el orificio de la bomba y el filtro evita que cualquier otra cosa que no sea agua ingrese a la bomba. El agua se bombea de acuerdo con las señales de un interruptor de presión montado cerca de un motor sobre el suelo. Si la presión alcanza un nivel designado, la bomba circulará el agua desde el pozo a través de las tuberías hasta un tanque de almacenamiento o una serie de tuberías de drenaje.
Ya sea que los pozos de alivio controlen el agua o el petróleo, todos tienen una cosa en común después de que se coloca una bomba:el mantenimiento de rutina y los desastres naturales a un lado, la mayoría no requiere tanta atención. De hecho, muchos pozos productores son operados por control remoto. Los instrumentos toman medidas de salida en el sitio y transmiten los datos a una ubicación central fuera del sitio donde se procesan y monitorean [fuente:DeFlow]. Por supuesto, si el único trabajo del pozo de socorro es entregar materiales pesados, como barro u hormigón, y "matar" una catástrofe fuera de control, su función será de corta duración y también, estara cerrado.
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