oplossing (zonder kernwapen) voor de lekkage van olie na het ongeval op de offshoreplatform Deep Water Horizon van BP (Golf van Mexico)
Op zoek naar een oplossing
30 juni 2010 - 5 juli 2010
De oorzaak van de ramp die zich op zestig kilometer van de kust van Louisiana afspeelde op de offshoreplatform Deep Water Horizon was een blow out, een plotselinge opstijging van olie en gas tijdens het boren van een put op de oceaanbodem. Een snelle blik op Wikipedia laat zien dat veel platformen, zowel landbouw als onderwater, dit fenomeen van plotselinge uitbarsting hebben meegemaakt tijdens het boren.
Een BOP-systeem (blow out preventer) is in principe standaard uitgerust op alle putkoppen en zorgt voor een onmiddellijke afsluiting van de boorpijp door deze te verpletteren, wat in theorie drukken tot 300 tot 1000 bar kan beheersen.
Een Italiaans BOP-systeem, geïnstalleerd op boorputten.
De volgende foto geeft een idee van de afmetingen van het object:
Een blow out preventer
Op het internet is een animatie te zien die het werkingsprincipe toont van een batterij van twee eenheden die werken door de boorpijp te doorsnijden.
Een batterij van twee blow out preventers, die de boorpijp dichtknijpen
Hetzelfde, na doorsnijden van de pijp op twee plaatsen.
Deze apparaten kunnen worden geactiveerd vanaf het platform door het personeel of automatisch via akoestische sensoren nabij de putkop die een plotselinge drukstijging detecteren, veroorzaakt doordat het boorinstrument plotseling uitkomt op een holte gevuld met olie en gas onder hoge druk, ongeacht de oorzaak van die druk. Op tien kilometer diepte kan deze druk tectonisch zijn, veroorzaakt door plaatbewegingen. Ik las in artikelen op het internet dat voor Deep Water Horizon een boorgloed van 5000 meter werd genoemd.
Om een reden die misschien nooit zal worden opgehelderd, tenzij personeel iets loslaat, had BP ervoor gekozen om het systeem van handmatige bediening vanaf het platform te behouden. Er ontstond een blow out, die een enorme methaanbel naar de oppervlakte stuurde die aan de oppervlakte in brand vloog, waardoor het platform meteen in brand vloog, elf werknemers om het leven bracht en 17 anderen verwondde. Midden in dit oceaan van vuur was het onmogelijk om de BOP's te activeren. Het vuur verspreidde zich over het hele platform, dat verder bleef branden, moest onmiddellijk worden geëvacueerd en zonk twee dagen later.
Robert Kennedy Jr, een advocaat gespecialiseerd in milieuvraagstukken, publiceerde een artikel van 10 mei 2010 op Huffington Post waarin hij ernstige beschuldigingen richt tegen de onderneming die deze booractiviteit leidde. Volgens hem is een akoestische activering van de BOP's verplicht op offshoreplatforms in veel landen. Maar toen de Bush-administratie de macht overnam in de Verenigde Staten, onder invloed van Dick Cheney, werden offshoreboorondernemingen vrijgesteld van het installeren van dit systeem, dat relatief goedkoop was (500.000 dollar, wat overeenkomt met een halve dag werk op een offshoreplatform). Volgens Robert Kennedy Jr is de Amerikaanse overheid doordrongen van systematische corruptie, waarbij vergunningen en vrijstellingen worden verleend aan de hoogste bieder.
Laten we een kant-en-klaar uitleg geven over de basisprincipes van oliebooractiviteiten.
Hieronder wordt uitgelegd hoe een landbouwboortoren werkt.
De derrick beweegt een boor, vaak met drie draaiende maalstenen.
Een boor (enigszins versleten). In het midden de opening voor het injecteren van boormassa.
De boorpijpen hebben een standaardlengte (30 voet, iets meer dan negen meter). De voorraadpijpen liggen meestal tegen de derrick. Ze worden stap voor stap opgezet door ze in elkaar te schroeven, met een standaard schroefdraad. De laatste pijp die wordt opgezet, is aan de bovenkant verbonden met een stevige "vierkante pijp" die in een draaitafel is ingeklemd, die op zijn beurt wordt aangedreven door een motor. Wanneer een nieuwe boorpijp is ingeboord, stopt men het proces. De pijp wordt losgemaakt van de vierkante pijp, die wordt opgetild. Een nieuwe pijp wordt geplaatst, vastgeschroefd en aan de bovenkant op de vierkante pijp bevestigd. Vervolgens wordt de vierkante pijp opnieuw in de draaitafel geklemd en de motor wordt weer aangezet. Het boren gaat verder.
Men ziet dat een boor op een diepte van duizend meter in de rots honderd boorpijpen inzet. Als de boor van Deep Water Horizon 5000 meter diep is en de operatie 78 dagen duurde, dan zijn dat 7 pijpen per dag.
De diameter van de boor, bepaald door de doorsnede van de boor, is groter dan de diameter van de boorpijp, waardoor er ruimte is tussen de pijp en de geboorde opening in de rots of sedimenten. Deze ruimte laat de afvalstoffen van de boor en de plaatsing van een "casing", een "tubing", in contact met de rots, met beton.
De boor heeft koeling nodig. Deze koeling wordt bereikt door een vloeistof die onder druk via de boorpijp wordt geïnjecteerd en langs de rand van de pijp omhoog stroomt, waarbij de rotsdeeltjes meesleurt. Bij oliebooractiviteiten wordt een speciale boormassa gebruikt, op basis van klei en polymeren, die zowel smerende als thixotrope eigenschappen heeft. Deze massa blijft vloeibaar zolang hij in beweging is, en neemt een vaste vorm aan als de beweging stopt. Zo blijft de massa op zijn plaats wanneer het boren wordt gestopt. Zonder deze essentiële eigenschap zou het onmogelijk zijn om te boren. Wanneer het boren opnieuw begint, herwint de boormassa haar vloeibaarheid.
Precies dezelfde eigenschap hebben zandgaten, die men soms tegenkomt in estuariën, zoals in Bénodet, in Bretagne. Ik zeg dit omdat ik op elfjarige leeftijd bij een scoutkamp bijna verdween in zo'n geval, en als ik geen sparren tak bij me had gehad, zou ik niet hier zijn om het te vertellen.
Bij laagwater liep ik over die zwarte modder, die er stevig uitzag, toen ik plotseling tot mijn heupen wegzonk. Het gewicht van mijn voet had voldoende geweest om de faseovergang onmiddellijk te veroorzaken. Maar door mijn bewegingloosheid herkreeg de thixotrope modder direct haar vaste vorm, waardoor de helft van mijn lichaam stevig vastzat. Ik dacht na en gebruikte mijn boomtak als steun om mezelf uit het gevaar te trekken. Maar het was geen gemakkelijke opgave, geloof me.
Het klassieke component van de boormassa heet bentoniet, een klei met een dichtheid van ongeveer 1,8. Deze dichtheid speelt een cruciale rol bij het voorkomen van een ongecontroleerde opstijging van olie en gas, door eenvoudig drukverschil.
Tien meter water = 1 atmosfeer, of 1 bar
Tien meter bentoniet: 1,8 atmosfeer, 1,8 kilo per vierkante centimeter.
Neem het geval van de offshoreboor op het platform Deep Water. Het ligt op 1500 of 1600 meter boven de oceaanbodem. Als we deze diepte optellen bij de (vermoedelijke) boorgloed, krijgen we 6600 meter, wat een druk van 1188 bar oplevert op het niveau van de boor. Deze druk voorkomt dat olie en gas naar het platform op de oppervlakte stijgen. Deze druk daalt tot 660 bar wanneer de boormassa wordt vervangen door zeewater.
De eerste offshoreplatforms werkten in een paar tientallen meters water, rustend op stevige poten. Waarom offshorebooractiviteiten? Omdat er geen reden was om te denken dat er geen olie zou zijn in gebieden van de aardkorst die onder de oceanen liggen. De offshorebooractiviteiten voor de kust van Texas liggen simpelweg op het onderwaterverlengde van de olievelden in het land. De eerste offshorebooractiviteiten vonden plaats in de Golf van Mexico. In de jaren zestig, tijdens de oliecrisis, ontwikkelden Engelsen en Noormannen een exploitatie van gas- en oliebronnen in de Noordzee, op ondiepe bodems.
Een opmerking: bij deze Engelse en Noorse booractiviteiten zijn alle systemen voor het activeren van de BOP's automatisch, aangedreven door akoestische sensoren. Daar wordt dit als een verplichte veiligheidsmaatregel beschouwd.
Om stormen te weerstaan moeten de platforms vanaf het begin grote afmetingen hebben.
Toen men begon met het plaatsen van platforms op bodems die meer dan drieduizend meter diep waren, was het niet meer mogelijk om ze op de bodem te laten rusten. Men richtte zich daarom op drijvende structuren. In het begin waren deze platforms aan de bodem vastgemaakt. Maar toen de diepte toenam, bleek het mogelijk om ze met motoren te positioneren, waarbij de structuur automatisch op de boorput, vlak boven de bodem, werd geplaatst. De meest recente platforms, ontworpen voor zeer diepe booractiviteiten, zijn "semi-submersibel". Ze kunnen drijven op enorme cilinders die dienen als opslag voor een vloeistof met een gemiddelde dichtheid van 0,9 ten opzichte van water. Deze enorme massa geeft hen een traagheid die ze bijna ongevoelig maakt voor de hevigste golven en stormen. Dat is het geval bij het platform Deep Water Horizon. Een technisch probleem dat moest worden opgelost, was de mechanische weerstand van het bovenwaterdeel van de boorpijp, de zogenaamde "riser", onder invloed van eigen gewicht.
Deze techniek is snel vooruitgegaan, en momenteel kunnen booractiviteiten worden uitgevoerd op bodems tot 2000 meter (huidig record: 2500 meter in Alaska). Petrolieraanbieders streven naar nog diepere bodems: "het drieluik van de drieduizend meter". In de komende jaren zal er een race naar diepte plaatsvinden, simpelweg omdat zeer grote olie- en gasvelden zijn ontdekt op bodems van drie tot vijfduizend meter, zelfs zevenduizend meter, op honderden kilometers van de Braziliaanse kust.
Terloops een opmerking. De Braziliaanse president Lula wil niet, zoals eerder, deze olievelden overlaten aan buitenlandse bedrijven via concessies. Hij wil dat de Braziliaanse olie door de Braziliaanse mensen wordt geëxploiteerd. Hij wil ook dat de inkomsten van deze activiteiten ten goede komen aan de gehele Braziliaanse bevolking, en niet alleen aan de staten langs de kust, zoals Rio de Janeiro.
Een toekomstig "vliegtuigongeluk" in perspectief?
AGIP (Azienda Generale Italiana Petrol) werd in 1926 in Italië opgericht. Na de oorlog, in 1950, werd Enrico Mattei, die vanaf 1943 de Duitsers had bestreden tijdens de Tweede Wereldoorlog, belast met het ontbinden van deze structuur, afkomstig uit het fascisme. Maar op dat moment werd een aardgasveld ontdekt in de Po-vallei. Mattei liet dit project vallen en stelde aan de toenmalige Italiaanse regering voor om de energiemarkt van Italië te nationaliseren, wat leidde tot de oprichting van ENI (Ente Nazionale idrocarburi), waarvan hij de eerste voorzitter werd.
Enrico Mattei, vermoord in 1962
Mattei ontwikkelde toen een zeer dynamische politiek voor oliezoeking, raffinage en distributie, waarbij hij markten verkreeg via een "fifty-fifty"-overeenkomst, waardoor landen met olie- en gasvelden profiteren van deze rijkdom. Eind jaren vijftig verschenen overal in Italië tankstations met het beroemde embleem van de Romeinse wolf, dat een ongeletterde van Wikipedia beschrijft als een "hond met zes poten".
De gunsten die Mattei aan landen met olie- en gasvelden gaf, bevielen de kartel niet. Hij werd uiteindelijk uitgeschakeld door een sabotage van zijn privé-vliegtuig. In 1972 kreeg de film L'affaire Mattei de Gouden Palm op het filmfestival van Cannes, met Gian Maria Volontè in de hoofdrol. Maar na de première werd de film gekocht door de Amerikaanse studio Paramount, die hem begraaft. Er is momenteel geen enkele CD- of DVD-kopie van de film beschikbaar, en ook niet in de filmarchieven.
Einde van deze afwijking. De ontdekkingen van diepe olie- en gasvelden voor de Braziliaanse kust, ongelooflijk rijk, brengen ons terloops tot de vraag of het "piekolie"-gebruik niet een soort hersenspinsel is. Als offshoreactiviteiten doorgaan, blijven er enorme velden te ontdekken en te exploiteren. Dus is de vermindering van olie op deze planeet niet voor morgen? Schattingen zeggen dat in de komende decennia, als offshoreactiviteiten doorgaan, ze 80% van de nieuwe behoefte kunnen dekken.
De mogelijkheden van deze diepe offshoreactiviteiten, waarvan we de grenzen niet kennen, richten alle inspanningen van de oliemaatschappijen. En we kunnen ons voorstellen welk politiek belang er aan vasthangt: energieonafhankelijkheid ten opzichte van de OPEC-landen (Organisatie van Olie-Exporterende Landen). Een belangrijk onderwerp, zodat bij interviews de "verantwoordelijken" van de bedrijven zeggen dat het ondenkbaar is om de race naar dit nieuwe Eldorado te staken. Terwijl we weten dat Obama net een moratorium heeft uitgevaardigd dat deze diepe booractiviteiten voor zes maanden stopt. De bedrijven zijn woedend, gezien het dagelijkse kostprijs van een platform dat in technische stilstand is. Maar zeer waarschijnlijk zal de Amerikaanse belastingbetaler de kosten van dit verlies dragen.
Om deze jackpot te bereiken, zijn de bedrijven bereid om ons alle risico’s te laten lopen.
Terloops, een batterij BOP's (blow out preventers) is geplaatst op de bodem, nabij de putkop.
Batterij van blow out preventers bij offshorebooractiviteiten
Offshoreexploitatie is duurder dan landbouwexploitatie. Het inzetten van een platform zoals Deep Water Horizon kost een miljoen dollar per dag. Een ander aspect, dat direct uit het hierboven getoonde schema blijkt: de boormassa kan meestal niet worden teruggehaald. Ze daalt via de boorpijp en, na opstijging, accumuleert ze zich aan de oppervlakte van de oceaan.
De hoge dichtheid van deze boormassa is een essentieel element om een ongecontroleerde opstijging van olie en gas te voorkomen. Stel dat de boorgloed onder het platform Deep Water Horizon 5000 meter was. De opening onder de boor oefent op de rots een druk uit gelijk aan:
(1600 meter diepte water + 5000 meter boor) x 1,8 = 1188 bar.
Als de oliemaatschappijen in plaats van boormassa zeewater gebruiken voor koeling en smering (besparingen), kan het systeem alleen nog drukken tot 660 bar bevatten. Er circuleert het gerucht dat bij de booractiviteit op Deep Water Horizon, uit kostenbesparingsredenen, de boormassa werd vervangen door zeewater, tegen de formele waarschuwing van specialisten die zeiden dat dit een onverantwoorde risico was.
Als de boor een olie- of gaszak raakt (dichtheid 0,9), wordt deze onderworpen aan het gewicht van de rotsen en sedimenten erboven. Om deze situatie te visualiseren, stel je een waterzak voor waarop je bijvoorbeeld aarde of zand drukt. Als je een naald in dit materiaal steekt, zal het water uit de zak onmiddellijk uitstromen wanneer je de zak raakt. Het is daarom zeer belangrijk om deze "uitbarstingen" (een erkend termijn) te kunnen controleren. Tijdens het boren worden de afvalstoffen continu geanalyseerd om hun consistentie en dichtheid te bepalen. Terloops, olie verschijnt niet automatisch als een geïsoleerde vloeistof in een zak. Vaak is wat een "veld" wordt genoemd een poreuze rotsmassa die deze waardevolle vloeistof bevat, die door druk kan worden uitgeboord.
Het incident met Deep Water Horizon had een voorganger, uit 1979: het geval van de offshoreboor IXTOC:
http://en.wikipedia.org/wiki/Ixtoc_I_oil_spill
De olievlek van IXTOC in 1979, ten noorden van Yucatán, op 100 km van de kust, veroorzaakt door een blow out. Duur: 9 maanden...
Deze kaart toont de uitbreiding van de zeebodem die geschikt is voor olieprospecting in de Golf.
Toen de ramp van IXTOC plaatsvond, bestond het internet nog niet. Het publiek was ook minder gevoelig voor ecologie dan tegenwoordig. Het wist alleen wat men wilde dat het