Note de l’auteur : Je suis reconnaissant aux nombreux ingénieurs de forage et de complétion qui m’ont consulté sur ce post pour arriver à des explications et interprétations plausibles de ce qui s’est passé dans les dernières heures sur la plateforme de forage semi-submersible Deepwater Horizon dans le Golfe du Mexique. L’analyse qui suit est basée sur ces discussions ainsi que sur mes propres 32 années d’expérience en tant que géologue travaillant dans l’industrie pétrolière et gazière.
Il est tôt dans le processus de découverte de ce qui s’est réellement passé. Cependant, en raison de la gravité et de l’impact potentiel de cette catastrophe sur la nation et mon industrie, j’ai voulu fournir une perspective précoce et plus investigatrice que la plupart de ce qui est apparu dans les médias jusqu’à présent. Le risque, bien sûr, est que des informations supplémentaires invalident une partie de ce qui suit. Par conséquent, je tiens à préciser qu’il s’agit d’une interprétation fondée sur des faits de ce qui a pu se passer sur le Deepwater Horizon le 20 avril 2010 mais, en fin de compte, il s’agit d’une interprétation. – Art Berman
L’éruption et la marée noire sur le Deepwater Horizon dans le golfe du Mexique ont été causées par un plan de puits défectueux qui ne prévoyait pas assez de ciment entre le tubage de production de 7 pouces et le tubage de protection de 9 7/8 pouces. La défaillance présumée du bloc obturateur (BOP) est une question importante mais secondaire. Bien que la marée noire qui en résulte ait des conséquences potentiellement graves pour l’environnement, les efforts récents pour limiter le débit avec un tube d’insertion ont apparemment été efficaces. Les efforts continus pour ralentir ou arrêter l’écoulement comprennent le forage de deux puits de secours à proximité qui pourraient croiser le puits de forage MC 252 dans les 60 à 90 jours.
Le 20 avril 2010, l’équipage du Deepwater Horizon se préparait à abandonner temporairement le puits de découverte « Macondo » de BP dans le bloc 252 du Mississippi Canyon (MC) (figure 1).
Dans quelques heures, ils auraient été prêts à déplacer la plateforme de forage hors de l’emplacement afin qu’une plateforme de complétion puisse s’y installer. Vers 22 heures, la plate-forme s’est mise à trembler de façon inattendue et un fort bruit de sursaut a été accompagné de gaz naturel, de boue de forage et d’eau de mer qui ont jailli au-dessus du plancher du navire de forage. Le gaz a explosé et la plate-forme a été envahie par les flammes. Une deuxième explosion a suivi et l’électricité a été coupée. Onze hommes sont morts sur le coup et 115 autres se sont précipités sur les canots de sauvetage ou ont sauté dans le golfe du Mexique. Tout s’est passé si vite que ceux qui sont morts n’ont probablement pas eu le temps de comprendre ce qui se passait. Deux jours plus tard, le Deepwater Horizon a coulé au fond du golfe du Mexique, et le pétrole s’est déversé dans le golfe au rythme d’au moins 5 000 barils par jour depuis lors(il y a 42 gallons dans un baril).
Le puits MC 252 est situé dans 5 067 pieds d’eau à environ 50 miles de la côte de la Louisiane. La profondeur totale du puits était de 18 360 pieds sous le niveau de la mer (13 293 pieds sous le plancher océanique). Il ne s’agit pas d’un puits exceptionnellement profond et il n’a pas été foré dans des eaux exceptionnellement profondes par rapport à de nombreux autres puits dans le golfe du Mexique. Le record de profondeur de forage dans le Golfe a été établi plus tôt cette année à plus de 30 000 pieds sous le fond de la mer (The Oil Drum, 18 janvier 2010 : http://www.theoildrum.com/node/6135#more), et le record actuel de profondeur d’eau de 10 011 pieds a été établi en 2003 (http://www.deepwater.com/fw/main/Home-1.html).
De nombreuses informations ont fait surface depuis l’accident grâce aux audiences du Congrès et du Mineral Management Service (MMS), aux déclarations publiques des entreprises concernées et, le 16 mai, à un reportage de l’émission Sixty Minutes de la chaîne de télévision CBS. La plupart de ces informations proviennent de témoignages oculaires de personnes se trouvant sur le Deepwater Horizon ou à proximité au moment de l’éruption.
Je considère la plupart des témoignages accessibles au public jusqu’à présent comme des ouï-dire potentiels, bien qu’ils contiennent probablement quelques bonnes observations et des éléments de vérité. J’écarte la valeur des témoignages principalement parce qu’aucune de ces personnes ne se trouvait sur le plancher de la plate-forme au moment de l’éruption. En outre, les seules personnes qui ont une compréhension complète et factuelle des événements qui ont conduit à l’accident sont soit séquestrées par les compagnies impliquées, soit mortes.
Chronologie de la catastrophe
1. Le puits avait atteint une profondeur de 13 293 pieds sous le plancher océanique. La dernière chaîne de tubage de production depuis la tête de puits au fond de la mer jusqu’à la profondeur totale avait été mise dans le trou, et cimentée en place le 19 avril 2010.
2. Seuls 51 barils de ciment ont été utilisés conformément au plan du puits. Ce n’était pas suffisant pour assurer l’étanchéité entre le tubage de production de 7 pouces et le tubage de protection de 9 7/8 pouces précédemment cimenté (figure 2).
3. De la boue avait été perdue dans le réservoir pendant le forage de la partie inférieure du puits (ce phénomène est appelé « circulation perdue »). Elle indique généralement une bonne qualité du réservoir, un intervalle de pression plus faible ou les deux, et peut entraîner un élargissement du puits de forage ou un « washout ». La signification de ce phénomène est qu’il aurait pu être difficile de créer un bon joint de ciment entre le tubage et la formation. Il aurait également été impossible de s’assurer de l’efficacité du joint de ciment sans effectuer un log de liaison au ciment, ce qui n’a pas été fait.
4. Le ciment contenait un additif d’azote pour le rendre plus léger afin qu’il s’écoule plus facilement et remplisse mieux la zone entre le tubage et la zone de perte de circulation et de lavage. Cela peut également avoir diminué son efficacité en matière d’étanchéité. Le gaz provenant du réservoir peut avoir dilué davantage la viscosité du ciment.
5. En attendant environ 20 heures que le ciment sèche le 20 avril, l’équipe a commencé à déplacer le fluide de forage (« boue ») dans le puits de forage et la colonne montante avec de l’eau de mer avant de mettre en place un bouchon de ciment et de quitter les lieux. Cette boue a été pompée dans des réservoirs à la surface, puis sur un navire d’approvisionnement de la plate-forme le long de la plateforme (dont le capitaine a témoigné devant une audience du MMS la semaine dernière).
6. L’eau de mer est beaucoup plus légère que la boue de forage, il y avait donc moins de force descendante dans le puits de forage pour équilibrer le flux de gaz du réservoir. Les superviseurs du forage savaient qu’il y avait du gaz dans le fluide de forage car on peut voir une torche de gaz sur les photos provenant probablement d’une ligne de dérivation dans la colonne montante (figure 3).
7. Le tableau des paramètres de forage pour les deux dernières heures avant l’éruption suggère que la colonne montante et les 3 000 pieds supérieurs du puits de forage ont été entièrement déplacés avec de l’eau de mer à 20h00 le 20 avril. Dix minutes plus tard, à 20 h 10, le volume de la fosse à boue a commencé à augmenter, probablement en raison de l’afflux de gaz (figure 4). Le volume a tellement augmenté que l’enregistreur s’est remis à zéro quatre fois. Lorsque l’équipe a arrêté de circuler à 21:08, le volume de la fosse à boue a diminué et cela a pu atténuer certaines inquiétudes concernant l’afflux de gaz.
8. A 21:30, ils ont arrêté de circuler à nouveau, mais le volume de la fosse a continué à augmenter(Figure 5). La pression de la colonne montante a augmenté et diminué deux fois entre 21h30 et 21h42 (la pression de la colonne montante reflète généralement la pression du trou de fond). Ce phénomène, associé à une augmentation constante du volume de la fosse à boue, suggère que des poussées de gaz pénétraient dans le fluide de forage à partir d’une colonne de gaz située sous la tête de puits et à l’extérieur du tubage de production de 7 pouces. Le gaz avait probablement été canalisé au-delà du travail de cimentation inadéquat près du fond du puits et, à présent, avait atteint les joints et les pack-offs le séparant du riser au fond de la mer.
9. A 21:47, le taux de pression de la colonne montante et le volume de la fosse à boue sont sortis de l’échelle, et le débit d’eau a été mesuré à la surface. L’éruption avait commencé.
Entre 21:47 et 21:49, le gaz derrière le tubage de production de 7 pouces a apparemment surmonté les joints de tête de puits et les pack-offs qui séparaient le puits de forage du riser. Presque instantanément, le gaz a projeté l’eau hors de la colonne montante et au-dessus de la couronne du derrick. Puis, le gaz s’est enflammé et a explosé.
Des questions qui peuvent et ne peuvent pas être abordées
Il y a de nombreuses questions troublantes soulevées par l’éruption du puits MC 252. Le rapport de Soixante Minutes laisse l’impression qu’il y avait des indications claires de choses qui ont mal tourné dans les semaines précédant l’éruption. Il implique en outre que BP et les autres entreprises impliquées dans l’opération de forage ont ignoré ces problèmes dans le but d’économiser du temps et de l’argent.
Je ne pense pas qu’il y ait suffisamment d’informations publiques crédibles disponibles pour aborder ces questions à l’heure actuelle. Sur la base de la chronologie présentée ci-dessus, il semble étrange que si peu ait été fait apparemment dans l’heure et quarante minutes entre l’augmentation notable du volume de la fosse à boue et l’éruption, sauf pour arrêter la circulation deux fois. Dans le même temps, il est facile de voir les signes d’avertissement maintenant que nous connaissons le résultat, et nous ne savons pas ce qui a été fait ou discuté à ce moment-là – nous n’avons que des enregistrements sur un graphique.
Ce qui peut être abordé maintenant est la question plus large qu’un plan de puits défectueux et risqué pour le puits MC 252 a été approuvé par le MMS, et les directions de BP, Anadarko et Mitsui. Des plans similaires ou identiques ont sans aucun doute été approuvés et utilisés par de nombreux opérateurs sur d’autres puits forés dans le Golfe du Mexique. Un plan qui n’inclut pas suffisamment de ciment pour recouvrir le dernier train de tubage et le précédent, et qui ne nécessite pas l’exécution d’une diagraphie de liaison au ciment pour garantir l’intégrité du joint est un plan défectueux. Le fait qu’il n’y ait pas eu d’éruptions sur les puits précédents ne justifie pas l’approbation et l’utilisation d’un plan défectueux.
Le secrétaire à l’Intérieur Salazar a annoncé une suspension des permis de forage en mer et une interdiction indéfinie de tout nouveau forage en mer. Cela aura un impact économique profond sur plusieurs milliers d’emplois de plates-formes et de services associés. Il en résultera sans aucun doute de nouvelles réglementations. Cependant, une réglementation accrue ne servira pas à grand-chose si le problème sous-jacent est un manque d’esprit critique de la part des entreprises qui forent les puits de pétrole et de gaz et des agences gouvernementales qui supervisent leurs activités.