Nota dell’autore: Sono grato ai molti ingegneri di perforazione e completamento che si sono consultati con me su questo post per arrivare a spiegazioni e interpretazioni plausibili di ciò che è successo nelle ultime ore sulla piattaforma semisommergibile Deepwater Horizon nel Golfo del Messico. L’analisi che segue si basa su queste discussioni e sui miei 32 anni di esperienza come geologo nell’industria del petrolio e del gas.
È presto per scoprire cosa è realmente accaduto. A causa della gravità e del potenziale impatto di questo disastro sulla nazione e sulla mia industria, tuttavia, ho voluto fornire una prospettiva iniziale e più investigativa di gran parte di ciò che è apparso nei media fino ad oggi. Il rischio, naturalmente, è che ulteriori informazioni invalidino alcune delle cose che seguono. Desidero quindi chiarire che questa è un’interpretazione basata sui fatti di ciò che può essere accaduto sulla Deepwater Horizon il 20 aprile 2010, ma, alla fine, è un’interpretazione. – Art Berman
Lo scoppio e la fuoriuscita di petrolio sulla Deepwater Horizon nel Golfo del Messico sono stati causati da un piano di pozzo difettoso che non ha incluso abbastanza cemento tra il rivestimento di produzione da 7 pollici e il rivestimento di protezione da 9 7/8 pollici. Il presunto fallimento del blowout preventer (BOP) è una questione importante ma secondaria. Anche se la conseguente fuoriuscita di petrolio ha potenzialmente gravi implicazioni ambientali, i recenti sforzi per limitare il flusso con un tubo di inserimento sono stati apparentemente efficaci. Gli sforzi continui per rallentare o fermare il flusso includono la perforazione di due pozzi di soccorso vicini che potrebbero intersecare il pozzo MC 252 entro 60-90 giorni.
Il 20 aprile 2010, l’equipaggio della Deepwater Horizon si stava preparando ad abbandonare temporaneamente il pozzo di scoperta “Macondo” della BP nel Mississippi Canyon (MC) Block 252 (Figura 1).
In poche ore, sarebbero stati pronti a spostare l’impianto di perforazione fuori dal sito in modo che un impianto di completamento potesse proseguire. Alle 22:00 circa, l’impianto di perforazione ha iniziato inaspettatamente a tremare e un forte rumore di sbalzo è stato accompagnato da gas naturale, fango di perforazione e acqua di mare che ha sparato in alto sopra il pavimento della nave di perforazione. Il gas è esploso e la piattaforma è stata avvolta dalle fiamme. Seguì una seconda esplosione e l’elettricità andò via. Undici uomini morirono all’istante e altri 115 si precipitarono sulle scialuppe di salvataggio o si gettarono nel Golfo del Messico. Tutto questo accadde così velocemente che coloro che morirono probabilmente non ebbero il tempo di capire cosa stava succedendo. Due giorni dopo, la Deepwater Horizon affondò sul fondo del Golfo del Messico, e da allora il petrolio si è riversato nel Golfo al ritmo di almeno 5.000 barili al giorno (ci sono 42 galloni in un barile).
Il pozzo MC 252 si trova in 5.067 piedi d’acqua a circa 50 miglia dalla costa della Louisiana. La profondità totale del pozzo era di 18.360 piedi sotto il livello del mare (13.293 piedi sotto il fondo del mare). Questo non è un pozzo insolitamente profondo né è stato perforato in acque eccezionalmente profonde rispetto a molti altri pozzi nel Golfo del Messico. Il record di profondità di perforazione del Golfo è stato stabilito all’inizio di quest’anno a più di 30.000 piedi sotto il fondo del mare (The Oil Drum, 18 gennaio 2010: http://www.theoildrum.com/node/6135#more), e l’attuale record di profondità dell’acqua di 10.011 piedi è stato stabilito nel 2003 (http://www.deepwater.com/fw/main/Home-1.html).
Molte informazioni sono emerse dopo l’incidente attraverso audizioni del Congresso e del Mineral Management Service (MMS), dichiarazioni pubbliche delle compagnie coinvolte e, il 16 maggio, un servizio sul programma Sixty Minutes della CBS Television. La maggior parte di queste informazioni provengono da testimonianze oculari di persone che si trovavano sulla Deepwater Horizon o nelle sue vicinanze al momento dello scoppio.
Considero la maggior parte delle testimonianze pubblicamente disponibili finora come potenziali dicerie, anche se probabilmente contengono alcune buone osservazioni ed elementi di verità. Sconteggio il valore delle testimonianze principalmente perché nessuna di queste persone era sulla piattaforma al momento dello scoppio. Inoltre, le uniche persone che hanno una comprensione completa e basata sui fatti degli eventi che hanno portato all’incidente sono state sequestrate dalle compagnie coinvolte o sono morte.
Cronologia del disastro
1. Il pozzo aveva raggiunto una profondità di 13.293 piedi sotto il fondo del mare. L’ultima stringa di rivestimento di produzione dalla testa del pozzo sul fondo del mare alla profondità totale era stata messa nel foro, e cementata in posizione il 19 aprile 2010.
2. Sono stati utilizzati solo 51 barili di cemento secondo il piano del pozzo. Questo non era sufficiente a garantire una tenuta tra l’involucro di produzione da 7 pollici e l’involucro di protezione da 9 7/8 pollici precedentemente cementato (Figura 2).
3. Il fango era stato perso nel serbatoio durante la perforazione della parte inferiore del pozzo (questo è chiamato “circolazione persa”). Di solito indica una buona qualità del serbatoio, un intervallo di pressione inferiore o entrambi, e può provocare un allargamento del pozzo o un “washout”. Il significato di questo è che potrebbe essere stato difficile creare una buona tenuta di cemento tra il rivestimento e la formazione. Sarebbe stato anche impossibile assicurare l’efficacia del sigillo di cemento senza eseguire un log di legame del cemento, e questo non è stato fatto.
4. Il cemento conteneva un additivo di azoto per renderlo più leggero in modo che scorresse più facilmente e riempisse meglio l’area tra il rivestimento e la zona di perdita di circolazione-lavaggio. Questo può anche aver diminuito la sua efficacia di tenuta. Il gas proveniente dal serbatoio può aver ulteriormente diluito la viscosità del cemento.
5. Mentre aspettava circa 20 ore che il cemento si asciugasse il 20 aprile, l’equipaggio ha iniziato a spostare il fluido di perforazione (“fango”) nel pozzo e nel riser con acqua di mare prima di mettere un tappo di cemento e muoversi fuori dalla posizione. Questo fango è stato pompato in serbatoi in superficie, e poi su una nave di rifornimento della piattaforma accanto alla piattaforma (il cui capitano ha testimoniato davanti a un’udienza MMS la scorsa settimana).
6. L’acqua di mare è molto più leggera del fango di perforazione, quindi c’era meno forza verso il basso nel pozzo per bilanciare il flusso di gas dal serbatoio. I supervisori della perforazione sapevano che c’era del gas nel fluido di perforazione perché una fiammata di gas può essere vista nelle foto, probabilmente proveniente da una linea deviatrice nel riser (Figura 3).
7. Il grafico dei parametri di perforazione per le ultime due ore prima dello scoppio suggerisce che il riser e i 3.000 piedi superiori del pozzo erano completamente spostati con acqua di mare entro le 20:00 del 20 aprile. A partire da 10 minuti dopo, alle 20:10, il volume della fossa di fango ha cominciato ad aumentare probabilmente a causa dell’afflusso di gas (Figura 4). Il volume è aumentato così tanto che il registratore si è azzerato quattro volte. Quando l’equipaggio ha smesso di circolare alle 21:08, il volume della fossa di fango è diminuito e questo può aver alleviato qualche preoccupazione per l’afflusso di gas.
8. Alle 21:30, hanno smesso di circolare di nuovo, ma il volume della fossa ha continuato ad aumentare (Figura 5). La pressione del tubo di livello è aumentata e diminuita due volte tra le 21:30 e le 21:42 (la pressione del tubo di livello riflette generalmente la pressione del fondo del pozzo). Questo, insieme all’aumento costante del volume della fossa di fango, suggerisce che i picchi di gas entravano nel fluido di perforazione da una colonna di gas sotto la testa del pozzo, e al di fuori del rivestimento di produzione da 7 pollici. Il gas si era probabilmente incanalato oltre l’inadeguato lavoro di cemento vicino al fondo del pozzo e, ormai, aveva raggiunto le guarnizioni e i pack-off che lo separano dal riser sul fondo del mare.
9. Alle 21:47, il tasso di pressione del tubo di livello e il volume del pozzo di fango andarono fuori scala, e il flusso d’acqua fu misurato in superficie. Lo scoppio era iniziato.
Tra le 21:47 e le 21:49 il gas dietro l’involucro di produzione da 7 pollici ha apparentemente superato i sigilli della testa del pozzo e i pack-off che separavano il pozzo dal riser. Quasi istantaneamente, il gas ha sparato l’acqua fuori dal riser e sopra la corona della torre. Poi, il gas ha preso fuoco ed è esploso.
Problemi che possono e non possono essere affrontati
Ci sono molti problemi inquietanti sollevati dall’esplosione del pozzo MC 252. Il rapporto di Sixty Minutes lascia l’impressione che ci fossero chiare indicazioni di cose che sono andate storte nelle settimane precedenti l’esplosione. Implica inoltre che la BP e le altre compagnie coinvolte nell’operazione di trivellazione abbiano ignorato questi problemi nell’interesse di risparmiare tempo e denaro.
Non credo che ci siano informazioni pubbliche sufficienti e credibili per affrontare tali questioni in questo momento. Sulla base della cronologia presentata sopra, sembra strano che così poco sia stato apparentemente fatto nell’ora e quaranta minuti tra il notevole aumento del volume della fossa di fango e lo scoppio, tranne che per fermare due volte la circolazione. Allo stesso tempo, è facile vedere i segnali di avvertimento ora che conosciamo il risultato, e non sappiamo cosa è stato fatto o discusso al momento – abbiamo solo le registrazioni su un grafico.
Quello che può essere affrontato ora è la questione più grande che un piano difettoso e rischioso per il pozzo MC 252 è stato approvato dal MMS, e BP, Anadarko e Mitsui gestione. Piani simili o identici sono stati senza dubbio approvati e utilizzati da molti operatori su altri pozzi perforati nel Golfo del Messico. Un piano che non include abbastanza cemento per sovrapporre le stringhe di rivestimento finali e precedenti, e che non richiede l’esecuzione di un registro di legame del cemento per garantire l’integrità della tenuta è un piano difettoso. Il fatto che non ci siano stati blowout nei pozzi precedenti non giustifica l’approvazione e l’uso di un piano non sicuro.
Il Segretario dell’Interno Salazar ha annunciato una sospensione dei permessi di perforazione offshore e un divieto indefinito di nuove perforazioni offshore. Questo avrà un profondo impatto economico su molte migliaia di posti di lavoro nelle piattaforme e nei servizi associati. Il risultato sarà senza dubbio una nuova regolamentazione. Una maggiore regolamentazione non servirà a molto, tuttavia, se il problema di fondo è la mancanza di pensiero critico da parte delle compagnie che perforano i pozzi di petrolio e gas e delle agenzie governative che sorvegliano le loro attività.