soluție (fără bombă nucleară) pentru scurgerea de hidrocarburi cauzată de accidentul de pe platforma offshore Deep Water Horizon a BP (Marea Mexică)
În căutarea unei soluții
30 iunie 2010 – 5 iulie 2010
Cauza catastrofei care s-a produs la 60 de kilometri de țărmul Louisianei, pe platforma offshore Deep Water Horizon, este un blow out, o ridicare bruscă a hidrocarburilor în timpul forării unui puț, pe fundul oceanului. O simplă privire în Wikipedia arată că numeroase platforme, terestre sau subacvatice, au cunoscut acest fenomen de eruptie bruscă în timpul forării.
Un dispozitiv BOP (blow out preventer) este în principiu echipat pe toate capetele de puț și permite o închidere imediată a conductei de foraj, pur și simplu prin comprimarea acesteia, ceea ce permite în principiu conținerea creșterilor de presiune de la 300 până la 1000 de bari.
Un sistem italian de „Blow out preventer”, echipat pe capete de foraj.
Imaginea următoare oferă o idee despre dimensiunile obiectului:
Un blow out preventer
Pe internet, o animație arată funcționarea unei baterii de două unități, funcționând prin tăierea conductei de foraj.
O baterie de două blow out preventer, strângând conducta de foraj
Aceeași, după tăierea conductei, în două locuri.
Aceste dispozitive pot fi activate fie de pe platformă, de către personal, fie automat, de la senzori acustici amplasați în apropierea capului de foraj și care detectează o creștere bruscă a presiunii, legată de faptul că trapana a ajuns brusc la o cavitate plină cu hidrocarburi sub presiune ridicată, indiferent de originea acestei presiuni. La 10 kilometri adâncime, aceasta poate fi de natură tectonică, legată de mișcarea plăcilor. Am citit în articole publicate pe internet că pentru Deep Water Horizon se vorbea de o adâncime de foraj de 5000 de metri.
Dintr-o cauză care probabil nu va fi niciodată elucidată, dacă nu cumva personalul va dezvălui adevărul, BP a decis să se limiteze la sistemul de comandă manuală, de pe platformă. A avut loc un blow out, care a expulzat la suprafață o uriașă bulă de metan care, aprinsă la suprafață, a incendiat imediat platforma, ucigând unsprezece lucrători și răniți pe alte 17. În mijlocul acelui ocean de foc, a fost imposibil să activezi BOP-urile. Focul s-a extins pe întreaga platformă, care a continuat să arde, a trebuit evacuată de urgență și s-a scufundat după două zile.
Robert Kennedy Jr, avocat specializat în probleme de mediu, a publicat un articol din 10 mai 2010 în Huffington Post în care formulează acuzații grave împotriva companiei care administra acest foraj. Potrivit lui, acest dispozitiv de declanșare prin semnal acustic este obligatoriu pe platformele petroliere în numeroase țări. Dar când administrația Bush a preluat conducerea Statelor Unite, pe intervenția lui Dick Cheney, companiile de foraj offshore au fost scutite de a instala acest dispozitiv, de un cost relativ modest de 500.000 de dolari (costul echivalent unei jumătăți de zi de lucru pe o platformă offshore). Potrivit lui Robert Kennedy Jr, administrația americană ar fi sediul unei corupții sistematice, acordând permise și scutiri celor care oferă cel mai mult.
Să facem o scurtă pauză asupra principiilor de bază ale forării petroliere.
Mai jos, cum funcționează un derrick terestru.
Derrick-ul activează o trapană, adesea încărcată cu trei meleuri rotative.
O trapană (ușor uzată). În centru, orificiul de injecție a lutului de foraj
Tijele de foraj au o lungime standardizată (30 de picioare, adică puțin peste nouă metri). Tuburile de rezervă sunt în principiu așezate lângă derrick. Acestea se montează pe măsură ce sunt șurubate una de alta, urmând un pas de șurub și tot standardizat. Ultimul tub montat este solidarizat, la partea superioară, cu un solid „tub pătrat” care este închis într-o „tăblie rotativă”, aceasta fiind rotită de un motor. Când o nouă tijă de foraj s-a înfășurat, se oprește mișcarea. Se deconectează de la tubul pătrat, care este ridicat. Se poziționează o nouă tijă, se șurubează și se conectează la partea superioară a tubului pătrat. Apoi acesta este din nou închis în tăblia rotativă, iar motorul este repornit. Forajul reia.
Se vede că un foraj efectuat la o adâncime de 1000 de metri în rocă implică 100 de tuburi de foraj. Dacă forajul de la Deep Water Horizon este la 5000 de metri și operațiunea a durat 78 de zile, înseamnă 7 tuburi pe zi.
Diametrul forajului, determinat de diametrul de tăiere al trapei, este mai mare decât diametrul tubului de foraj, lăsând un spațiu între acesta și canalul forat în rocă sau în sedimente, spații care permit urcarea deșeurilor de tăiere și instalarea unei „casing”, a unui „tubaj”, în contact cu rocă prin beton.
Trapana are nevoie de răcire. Această răcire se realizează cu un lichid injectat sub presiune prin tubul de foraj, care urcă pe marginea acestuia, transportând cu el deșeurile de rocă. În forajele petroliere se utilizează un lut special de foraj, bazat pe argilă și polimeri, care are proprietăți atât lubrifiante, cât și tixotropice. Acest lut are proprietatea de a-și păstra fluiditatea dacă este menținut în mișcare și de a lua aspectul unui solid dacă mișcarea se oprește. Astfel, când se oprește forajul, această substanță rămâne în loc. Fără această proprietate esențială ar fi imposibil să se realizeze foraje. Când lucrul de foraj reia, lutul de foraj își recâștigă fluiditatea.
Este exact aceeași proprietate a nisipurilor mobile, pe care le poți întâlni în estuarii, cum ar fi cel de la Bénodet, în Bretania. Spun asta pentru că, când aveam 11 ani și eram la un tabără scout, am fost aproape să dispar într-un asemenea lucru și dacă nu aș fi purtat cu mine o ramură de pin, nu aș fi acolo să vă spun asta.
La nivelul scăderii mării, mă plimbam pe acea argilă neagră, care părea compactă, când, dintr-o dată, m-am înfundat până la nivelul taliei. Călcâiul meu a fost suficient pentru a provoca o schimbare instantanee de fază. Dar din cauza imobilității mele, acea argilă tixotropă a revenit imediat la aspectul solid, ținând ferm jumătate din corpul meu. Am reflectat și m-am folosit de ramura de copac ca suport pentru a mă extrage din capcana aceasta. Dar nu a fost o treabă ușoară, vă rog să credeți.
Componentul clasic al lutului petrolier se numește bentonită, bazată pe argilă, cu o densitate care se situează în jur de 1,8. Această densitate joacă un rol esențial pentru a preveni ridicarea hidrocarburilor, prin simplul efect de presiune hidrostatică.
Zece metri apă = 1 atmosferă, sau 1 bar
Zece metri bentonită: 1,8 atmosfere, 1,8 kilograme pe centimetru pătrat.
Să luăm cazul forajului offshore al platformei Deep Water. Aceasta se înalță deasupra fundului la 1500 sau 1600 de metri. Dacă adunăm această adâncime și adâncimea (presupusă) a forajului, obținem 6600 de metri, adică o presiune de lut de foraj de 1188 de bari, la nivelul trapei. Această presiune împiedică hidrocarburile să urce până la platformă, la suprafață. Această presiune scade la 660 de bari, când acest lut este înlocuit cu apă de mare.
Primele platforme petroliere lucrau la câteva zeci de metri adâncime, sprijinindu-se pe picioare solide. De ce foraje offshore? Pentru că nu exista nicio motivare pentru a nu găsi petrol în regiunile crustei terestre acoperite de oceane. Forajele offshore în fața Texasului se află pur și simplu pe extinderea subacvatică a câmpurilor petroliere ale statului. Primele foraje offshore au fost efectuate în Golful Mexic. În anii 1970, în timpul crizei petrolului, britanicii și norvegienii au dezvoltat o exploatare offshore a resurselor gazoase și petroliere din Marea Nordului, pe funduri de adâncime mică.
O precizare: în aceste foraje britanice și norvegiene, sistemele de declanșare ale BOP-urilor sunt toate automate, activate de un senzor acustic. Acolo, aceasta este o măsură de siguranță considerată obligatorie.
Pentru a rezista furtunilor, platformele trebuie să aibă de la început dimensiuni imense.
Când s-a considerat instalarea platformelor pe funduri care depășeau 300 de metri, nu mai era posibil să le sprijinim pe fund. Ne-am orientat atunci către structuri plutitoare. Inițial, aceste platforme erau ancorate la fund. Dar când adâncimile au crescut, s-a dovedit posibil să le poziționeze cu ajutorul motoarelor, structura centrându-se automat pe capul de foraj, situat la nivelul fundului. Platformele cele mai recente, concepute pentru foraje ultraprofunde, sunt „semi-submersibile”. Acestea pot pluti pe mari cilindri care servesc la stocarea unui fluid care, în raport cu apa, are o densitate medie de 0,9. Această masă uriașă le conferă o inerție care le face practic insensibile față de cele mai puternice valuri și furtuni. Este cazul platformei Deep Water Horizon. Un problemă tehnică care trebuia rezolvată se referea la rezistența mecanică a părții emerse a conductei de foraj, numită „riser” (care iese), sub acțiunea greutății proprii.
Această tehnică s-a dezvoltat rapid, iar în prezent se pot efectua foraje pe funduri de 2000 de metri (record actual: fund de 2500 de metri în Alaska). Petrolierii vizează funduri și mai mari „orizontul a trei mii de metri”. În anii următori vom asista la o cursă pentru adâncime, pur și simplu pentru că au fost descoperite zăcăminte offshore foarte mari pe funduri de 3000-5000 de metri, chiar și 7000 de metri, la sute de kilometri de țărmul brazilian.
Un detaliu pe margine. Președintele brazilian Lula nu dorește, așa cum era înainte, să cedeze aceste câmpuri petroliere companiilor străine prin concesiuni. Dorește ca petrolul brazilian să fie exploataționat de brazilieni înșiși. De asemenea, dorește ca veniturile din aceste exploatații să beneficieze întregii populații braziliene, nu doar statelor din apropierea țărmului, în jurul orașelor, cum ar fi Rio de Janeiro.
Un viitor „accident de avion” în perspectivă?
AGIP (Azienda Generale Italiana Petrol) a fost înființată în 1926 în Italia. După război, în 1950, Enrico Mattei, care a luptat împotriva germanilor în timpul celui de-al Doilea Război Mondial începând din 1943, a fost însărcinat cu demontarea acestei structuri, provenită din Italia fascistă. Dar în acel moment a fost descoperit un zăcământ de gaz natural în valea Po. Mattei a abandonat acest proiect și a sugerat în schimb guvernului italian de atunci să nationalizeze sectorul energetic al Italiei, ceea ce s-a realizat prin crearea ENI (Ente Nazionale idrocarburi), al cărei prim președinte a devenit el.
Enrico Mattei, asasinat în 1962
Mattei a dezvoltat apoi o politică extrem de dinamică de cercetare petroliere, rafinare și distribuție, ocupând piețele petroliere prin acorduri de tip „fifty-fifty”, care permitea țărilor deținătoare de câmpuri petroliere și gazoase să se bucure de această bogăție. La sfârșitul anilor 1950, întreaga Italie s-a populat cu stații de benzină portând celebrul emblema a lupului roman, pe care un ignoranță de Wikipedia îl numește „câine cu șase picioare”.
Generozitatea acordată de Mattei țărilor deținătoare de zăcăminte a deranjat cartelul. În cele din urmă a fost eliminat prin sabotarea avionului său privat. În 1972 un film L'affaire Mattei a primit Palma de Aur la festivalul de la Cannes, rolul principal fiind jucat de actorul Gian Maria Volontè. Dar după lansare, filmul a fost cumpărat de compania americană Paramount, care l-a înmormântat. În prezent, nu există nicio copie CD sau DVD a filmului, nici măcar în cinematografe.
Sfârșitul acestei digresiuni. Descoperirile efectuate (de geologii brazilieni) de zăcăminte petroliere profunde la o distanță de țărmul brazilian, incredibil de bogate, ne aduc în mod incidental la întrebarea despre acea „înțepătură de creier” concentrată asupra „vârfului petrolului”. Dacă exploatarea offshore se dezvoltă, există zăcăminte uriașe care rămân de descoperit și de exploatat. Astfel, raritatea petrolului pe această planetă nu ar fi pentru mâine? Estimări spun că în următoarele decenii, dacă exploatarea offshore se dezvoltă, ar putea reprezenta 80% din acoperirea noilor nevoi.
Posibilitățile oferite de acest offshore profund, ale cărui limite nu sunt percepute, concentrează toate eforturile petrolierilor, iar se vede clar ce este în joc politic: independența energetică față de țările OPEP (Organizația Țărilor Exportatoare de Petrol). Un joc atât de important încât, în interviuri, „responsabilii” companiilor spun că este exclus să se oprească cursa spre acest nou Eldorado. În timp ce știm că Obama tocmai a promulgat un moratoriu suspendând aceste foraje profunde pentru șase luni. Companiile țipă, având în vedere costul zilnic al unei platforme închise. Dar foarte probabil că contribuabilul american va suporta costul acestui deficit.
Pentru a atinge aceste jackpoturi, companiile sunt dispuse să ne facă să luăm toate riscurile.
Pe margine, o baterie de BOP (blow out preventers) este amplasată la fund, în apropierea capului de foraj.
Baterie de Blow Out Preventers într-un foraj offshore
Exploatarea offshore este mai costisitoare decât exploatarea terestră. Implementarea unei platforme precum Deep Water Horizon costă un milion de dolari pe zi. Alt aspect, care se deduce imediat din schema arătată mai sus: lutul de foraj nu poate fi, în general, recuperat. Acesta coboară prin conducta de foraj și, după urcare, se acumulează la suprafața oceanului.
Densitatea mare a acestui lut este un element esențial pentru a contracara orice ridicare necontrolată a hidrocarburilor. Să presupunem că adâncimea forajului sub platforma Deep Water Horizon a fost de 5000 de metri. Orificiul, sub trapană, exercită asupra rocii o presiune egală cu
(1600 de metri adâncime apă + 5000 de metri foraj) x 1,8 = 1