Esplorazione e Perforazione per produrre Petrolio e Gas

Esplorazione e Perforazione
per produrre Petrolio e Gas
Preparato da Tom Sheeran, tradotto da Aldo Vesnaver
Che cosa sono petrolio e gas?
• Petrolio e Gas sono sostanze che si trovano nella crosta terrestre.
• Si pensa che si formino dalla decomposizione di materiale
vegetale ed animale.
• Gli scienziati pensano che piante ed animali, morti molto tempo
fa, siano stati lentamente sepolti da spessi strati di sedimenti.
Durante un lungo periodo di tempo, con pressioni e temperature
adatte, i materiali organici sono stati trasformati nel petrolio e nel
gas che ritroviamo oggi.
(Ad esempio, sappiamo che le odierne discariche di rifiuti producono gas metano)
Preparato da Tom Sheeran
Che altro sappiamo su petrolio e gas?
Il petrolio allo stato naturale
puo’ essere denso o fluido,
nero o di colore chiaro.
Quando il petrolio viene
raffinato, se ne ricavano
molti prodotti:
•
•
•
•
•
Energia per l’elettricita’
Benzina per le automobili
Diesel per camion e treni
Carburanti per aerei
Olio combustibile per
riscaldare le case
Molti altri materiali si ricavano dal
petrolio:
• Plastica
• Tessuti per abiti (ad esempio, il
polyestere)
• Prodotti chimici d’uso quotidiano
• Pitture
Preparato da Tom Sheeran
Sapevi che il petrolio contiene gas naturale?
Quando si produce petrolio, se ne ricava
anche del gas.
Il gas naturale vi e’ in soluzione, come
l’anidride carbonica che si mette nelle bibite
per renderle frizzanti.
Un barile di petrolio puo’ contenere gas da 1
decimetro cubo fino ad oltre 1 metro cubo di
gas, a seconda del tipo di giacimento.
C’e’ abbastanza gas in un solo barile di
petrolio da riempire la tua casa intera!
Preparato da Tom Sheeran
Dove possiamo trovare petrolio e gas?
Preparato da Tom Sheeran
Qualcuno pensa che il petrolio si trovi in grandi laghi sotterranei.
In realta’, la maggior parte del petrolio e’ intrappolata nei
minuscoli interstizi tra I granelli di roccia o sabbia. In genere
questi pori sono troppo piccoli per essere visibili ad occhio nudo.
Preparato da Tom Sheeran
E allora, come troviamo le rocce col petrolio?
• Petrolio e gas si trovano in trappole naturali dentro la
terra.
• Queste trappole sono costituite da duomi o faglie. Rocce
impermeabili sopra la trappola impediscono a petrolio e
gas di risalire verso la superficie. Una roccia
impermeabile non si lascia attraversare dai fluidi.
• Senza trappole, petrolio e gas could migrerebbero all’in
su’ verso la superficie ed evaporerebbero.
Preparato da Tom Sheeran
Ecco un esempio di giacimento a forma
di duomo.
Petrolio
Acqua
Nota lo strato di roccia impermeabile rock che impedisce al petrolio di migrare verso l’alto.
Inoltre, nota lo strato d’acqua sottostante che impedisce al petrolio di sfuggire all’in giu’.
Perche’?
Preparato da Tom Sheeran
Ecco un esempio di giacimento di
gas.
Gas
Acqua
Di nuovo, nota lo strato di roccia impermeabile che impedisce al gas di scappare.
Preparato da Tom Sheeran
Ecco un esempio di giacimento di petrolio con cappa di gas
Gas
Petrolio
Acqua
Perche’ pensi che il gas stia sopra?
Preparato da Tom Sheeran
Come troviamo i giacimenti di petrolio?
•
•
I geofisici trovano i giacimenti facendovi rimbalzare onde sonore, e misurando
quanto tempo ci mettono gli echi a tornare indietro
I calcolatori elaborano questi dati per costruire immagini di come la Terra appare
nel sottosuolo.
sorgente
t = 1.42 sec
t = 1.2 sec
t = 1 sec
icevitori
Gas
Oil
Preparato da Tom Sheeran
Che facciamo quando abbiamo
trovato un giacimento?
?
?
?
Preparato da Tom Sheeran
Lo perforiamo ! ! !
Preparato da Tom Sheeran
Con che cosa lo perforiamo ?
Preparato da Tom Sheeran
Una torre di perforazione !
Esistono tipi diversi di torri di perforazione:
Torre Jackup
Torre di terra
Per pozzi in mare con
acque profonde tra i 5 e
150 metri.
Per pozzi di terra.
Inland Barge
Torre su nave
Torre semi-sommersa
Per pozzi in mare con acque
profonde tra i 2 e 10 metri.
Navi di perforazione e torri semi-sommerse servorno a
perforazioni in acque profonde da 30 a 1500 metri.
Preparato da Tom Sheeran
Che cos’e’ una torre di perforazione ?
Preparato da Tom Sheeran
Una torre di perforazione e’:
Un insieme di strumenti speciali messi insieme per perforare
la terra.
• Una torre di perforazione ha molte parti diverse:
un argano, una base, cabine per gli attrezzi, motori per
l’elettricita’, tubi di perforazione, serbatoi d’acciaio,
pompe, macchine di controllo, e molte altre cose.
• Sapevi che alcune torri di perforazione possono perforare a
profondita’ di oltre 9 kilometri? E’ una profondita’
paragonabile all’altezza del Monte Everest!
Preparato da Tom Sheeran
Questo disegno mostra i principali elementi di una torre di
perforazione. Questi strumenti sono usati per sollevare o
abbassare il tubo di perforazione, composto da segmenti lunghi
circa 10 metri, detti “giunti”.
argano
Principali elementi:
blocco corona,
blocco mobile,
tubo di perforazione,
e un rullo per tirare su e
giu‘ il tubo di
perforazione.
Un giunto di 10 metri sta per
essere aggiunto al tubo di
perforazione gia’ in opera nel
pozzo.
sottostruttura
Tubo di perforazione
Scalpello di perforazione
Giunti di riserva
Preparato da Tom Sheeran
Questo e’ un disegno dello scalpello che perfora la roccia.
Il tubo di perforazione viene
ruotato in superficie, cosi’
ruotando lo scalpello in
fondo al pozzo.
I denti dello scalpello
frantumano la roccia in
frammenti.
Un fango di
perforazione viene
pompato all’in giu’
dentro il tubo di
perforazione, attraverso
fori nello scalpello, e
nell’”anello”. Questo e’
lo spazio tra le pareti del
pozzo ed il tubo di
perforazione.
Il fango trascina i
frammenti di roccia e li
porta in superficie, dove
vengono rimossi.
Preparato da Tom Sheeran
Il ciclo dei fanghi di perforazione
1) Fanghi di perforazione puliti vengono presi
dai serbatoi d’acciaio e pompati all’in giu’
dentro il tubo di perforazione.
4) La miscela passa
attraverso filtri di
superficie
filtri
6) I fanghi puliti
passano attraverso I
filtri e tornano in
circolazione
3) La miscela di fanghi di
perforazione e frammenti di roccia
risalgono attraverso l’anello
Pompa dei fanghi
5) I frammenti della perforazione
vengono rimossi, formando un
cumulo. Questo puo’ essere caricato
e depositato altrove.
2) I fanghi passano attraverso lo scalpello
nell’anello, trascinando i frammenti staccati dallo
scalpello.
Preparato da Tom Sheeran
Ecco le fasi secondo le quali si perforano i pozzi.
All’inizio, si usa uno scalpello
grande per perforare un primo
tratto del pozzo.
Subito dopo, si infila nel pozzo un tubo e lo si
cementa per evitare che il buco si richiuda.
0’
200’
Preparato da Tom Sheeran
0’
Poi, si passa uno
scalpello piu’
piccolo nel
primo tubo.
Questo scalpello
perfora il fondo
del tubo, e
perfora un
nuovo tratto di
pozzo.
Quindi, anche
questo nuovo
tratto di pozzo
viene intubato
e cementato.
200’
500’
Preparato da Tom Sheeran
Di nuovo, si
perfore un pozzo
piu’ stretto,
E si infila un
tubo piu’
stretto per
tenere aperto
il foro.
Preparato da Tom Sheeran
In questo modo, il pozzo viene perforato in stadi successivi, finche’ si raggiunge la
roccia del giacimento cercato. A questo punto, i geologi devono capire se questo
contiene petrolio o gas.
Preparato da Tom Sheeran
Come possono dirci i geologi se il giacimento contiene petrolio o gas?
Lo fanno con misure attraverso il giacimento. Strumenti vengono calati con un cavo elettrico
che registra le proprieta’ fisiche delle rocce come resistivita’, porosita’, densita’, radioattivita’,
e pressione nei pori.
Preparato da Tom Sheeran
Ecco un esempio di misure. I geologi le guardano per decidere se completare o no un pozzo
(se c’e’ petrolio), oppure abbandonarlo (se non ce n’e’).
Resistivita’
elettrica
Raggi
Gamma
Sabbia
Porosita’
Buona
porosita’
Argilla
200’
Marna
Bassa
resistivita’,
forse
acqua
Argilla
Marna
Dolomite
Bassa
porosita’
500’
Argilla
Sembra
sabbia
di
buona
qualita’
Buona
resistivita’,
forse
petrolio o
gas
3000’
Bassa
resistivita’,
forse
acqua
Buona
porosita’
Bassa
porosita’
Buona
porosita’
Preparato da Tom Sheeran
Sai dire dove il geologo completerebbe questo pozzo?
Resistivita’
elettrica
Raggi
Gamma
Porosita’
Buona
porosita’
200’
Bassa
resistivita’,
forse
acqua
Bassa
porosita’
500’
Buona
resistivita’,
forse
petrolio o
gas
Sembra
sabbia
di
buona
qualita’
3000’
Bassa
resistivita’,
forse
acqua
Buona
porosita’
}Proprio qua! Questo indica sabbia
pulita, con buona porosita’ e resisitivita’
Bassa
porosita’
Buona
porosita’
Preparato da Tom Sheeran
Se dalle misure il pozzo sembra buono, vi si inserisce un tratto
finale di tubo attraverso la zona produttiva, e lo si cementa.
Preparato da Tom Sheeran
Poi, si introducono dei cannoni di perforazione nel pozzo e con
essi si perfora il tubo attraverso la zona produttiva.
Preparato da Tom Sheeran
Si introduce un tubo di produzione, con un diaframma per
isolare la zona produttiva dalle tubature sovrastanti.
tubing
Diaframma
Preparato da Tom Sheeran
Infine, il pozzo viene messo in
produzione collegandolo con un
oleodotto agli impianti di
superficie.
Preparato da Tom Sheeran
Gli impianti di produzione in superficie separano il
gas, il petrolio, e l’acqua in fasi separate.
Gas emesso
Petrolio
Separatore dei fluidi
Acqua di
scarto
Preparato da Tom Sheeran
Da qua, il petrolio e il gas
possono essere raffinati
ulteriormente prima di essere
immessi sul mercato.
Gas emesso
Serbatoi di
stoccaggio
Petrolio
Raffineria di petrolio
Separatore dei fluidi
Acqua di scarto
Preparato da Tom Sheeran
Infine, gas e petrolio si possono
vendere per alimentare automobili e
riscaldare le case.
Preparato da Tom Sheeran
E’ da qua che vengono gas e petrolio!
Fine.
Preparato da Tom Sheeran
Sull’Autore:
Tom Sheeran ha lavorato nell’industria petrolifera per oltre 18 anni. Ha
lavorato d’estate in pozzi di perforazione durante il periodo in cui ha
conseguito una laurea in Ingegneria Petrolifera. Dopo la laurea, ha
lavorato con la Chevron sulle Montagne Rocciose. Nel 1990 ha iniziato a
lavorare per la Chevron Overseas Petroleum, e da allora ha lavorato in
tutto il mondo, in Scozia, Australia, Papua Nuova Guinea, Venezuela,
Angola e Nigeria. Tom e’ ora dipendente della Chevron Nigeria Ltd. e
lavora e risiede a Lagos, in Nigeria.
Tom e sua moglie Shallini hanno 2 bambini, che hanno frequentato scuole
americane per diversi anni prima di trasferirsi oltremare. Tom ha
preparato questa presentazione per i bambini for kids, in modo che
possano imparare qualcosa in piu’ sull’industria petrolifera.
Potete contattare Tom a:
Tom A. Sheeran
Sr. Drilling Engineer
Chevron Nigeria Ltd.
[email protected]
TAS Oct. 1998