Cómo Funcionan Los Pozos De Alivio

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Los pozos de alivio se utilizan para prevenir y detener flujos peligrosos de petróleo. Aprenda sobre los pozos de alivio y cómo se perforan los pozos de alivio.

¿Alguna vez se ha preguntado cómo los pozos petroleros de antaño que ven en la televisión tuvieron la presión suficiente para hacer estallar el géiser y arrojar "oro negro" de aquí para allá? Resulta que esta maravilla de pantalla grande puede suceder en la vida real. Los depósitos de aceite están sellados bajo capas pesadas de tierra y roca, pero cuando un taladro rompe el sello, todo ese líquido presurizado necesita un lugar para ir. Por lo general, fluye hacia arriba y hacia afuera de un pozo de manera controlada. Esto se debe a que los pozos modernos tienen dispositivos de prevención de reventones, una serie de válvulas de cierre y un interruptor de apagado maestro, que generalmente limitan estas erupciones de desbordamiento [fuente: American Petroleum Institute]. Pero cuando algo sale catastróficamente mal, como la plataforma petrolera costa afuera Transocean, Deepwater Horizon, que explotó el 20 de abril de 2010, matando a 11 trabajadores y enviando petróleo sin control al Golfo de México, un pozo de alivio puede ser la mejor opción para Tráelo bajo control.

Un pozo de alivio entra en juego cuando un pozo se vuelve salvaje, canalizando más petróleo o gas natural de lo que el pozo o sus operadores pueden manejar. Para dominar el flujo, se cava un pozo secundario a una distancia segura del sitio de perforación original, se conecta a la tubería con problemas y se desvía el líquido presurizado [fuente: SWPLA]. Sin embargo, en el caso del incidente de Deepwater Horizon, el pozo de alivio que comenzó el 2 de mayo de 2010 tenía la intención de tapar la ráfaga de petróleo mediante el bombeo de agua salada, lodo y concreto hacia la tubería subterránea desde la cual el pozo soplador arroja petróleo. Se espera que el esfuerzo obstruya el pozo fuera de control, pero en caso de que el primer pozo de alivio pierda su marca, BP (la compañía que contrató a Deepwater Horizon para perforar el pozo principal) comenzó a perforar un segundo pozo de alivio el 16 de mayo, 2010 [fuente: O'Hanlon]. Desafortunadamente, las probabilidades de perforar en el lugar correcto son escasas; Es como apuntar a un plato de comida a 3 millas (5 kilómetros) debajo de la superficie del mar [fuente: Brown].

Aparte del hecho de que los pozos de alivio generalmente se perforan para alcanzar un objetivo preciso, no hay mucha diferencia entre ellos y los pozos regulares. Ambos están perforados verticalmente hacia abajo, pero el relieve también se angula para intersectarse con el pozo original; esto se llama perforación direccional [fuente: fuente].

Los pozos de alivio no son solo un "plan B" para la perforación de petróleo o gas natural. En áreas con niveles altos de agua, los pozos de alivio se excavan tal como lo serían los pozos de agua normales, y luego se usan para drenar periódicamente el exceso de agua. Por ejemplo, un sistema de pozos de alivio que rodean un dique puede ayudar a estabilizar la estructura a largo plazo al contener el agua [fuente: Cashman].

Pero la perforación preventiva para pozos de petróleo de socorro no suele ocurrir al mismo tiempo que se están construyendo los pozos principales, aunque es el único método probado para detener una explosión si los métodos de contención no funcionan [fuente: Drash]. De hecho, en los Estados Unidos, los pozos de socorro no son obligatorios [fuente: Bluestein and Drearen]. Desafortunadamente, como veremos en la página siguiente, perforar un pozo de alivio después del hecho es como llamar al 911 para reportar un incendio en una casa y aprender que es necesario construir el camión de bomberos antes de que pueda correr para apagar las llamas.

Qué alivio: Historia de los pozos de alivio

Los pozos de alivio se han utilizado desde principios de 1900, casi tanto como las máquinas han estado utilizando combustibles fósiles subterráneos. Inicialmente, los pozos de alivio se perforaron verticalmente cerca de un pozo de soplado y se usaron solo para desviar la presión del pozo. Las técnicas de perforación permanecieron prácticamente sin cambios hasta 1933, cuando se usó un pozo de alivio en ángulo o direccional en Texas. Este pozo de alivio no solo alcanzó el reservorio de petróleo debajo de un pozo de vertido, sino que también se utilizó para matar el pozo bombeando agua a su fuente original [fuente: Wright y Flak].

Más mejoras se produjeron en los años 70 y 80, cuando por primera vez un pozo de alivio se intersectó con la tubería subterránea de un pozo de soplado, gracias a los métodos de detección mejorados. La era también introdujo equipos de perforación direccionales dirigibles y el uso de fluidos más pesados ​​que el petróleo, como materiales sintéticos o materiales naturales, como goma de guar o barro, para matar los pozos que brotan [fuente: Wright and Flak]. Hoy en día, las técnicas básicas de los pozos de alivio todavía no son muy diferentes de las utilizadas en 1933, aunque los equipos sofisticados de perforación y detección aumentan las probabilidades de que un pozo de alivio alcance su objetivo, ya sea un tubo de 6 pulgadas (15 centímetros) de diámetro o un depósito subterráneo [fuente: lanza]. El pozo de alivio intercepta la tubería del pozo original o se conecta al reservorio desde el cual el pozo original está tirando. Todo depende de una rúbrica bastante complicada que tenga en cuenta, entre otras cosas, la probabilidad de una muerte de pozo [fuente: Wright y Flak].

El uso de pozos de socorro para estabilizar la tierra empapada de agua se hizo popular en la década de 1940, cuando el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos los utilizó para controlar el exceso de presión de agua cerca de la presa Fort Peck en Montana [fuente: Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos]. Esto se hizo perforando un pozo en el lado terrestre de un terraplén utilizado para evitar que el agua se desbordara [fuente: Lucas]. Ese mismo año, los pozos de socorro se convirtieron en parte del curso cuando se trató de diseñar y construir represas [fuente: Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos]. Poco después, los pozos de alivio de agua también se usaron durante la construcción residencial y comercial para desviar el agua o para ayudar a reducir los niveles altos de agua que podrían afectar la estabilidad del suelo, como todavía se hace hoy [fuente: Cashman].

La mayoría de las veces, se perforan pozos de alivio de agua como medida de precaución.Cuando se trata de petróleo, algunos defensores recomiendan adoptar el mismo enfoque al perforar pozos de alivio de petróleo y pozos regulares simultáneamente [fuente: Drash]. Es una idea que muchos expertos consideran que vale la pena considerar, ya que los pozos de alivio suelen tardar dos o tres meses en perforarse, dependiendo de la profundidad de su ubicación [fuente: Rubin]. De hecho, un pozo de alivio puede terminarse mucho tiempo después de que se haga el daño de un pozo soplador.

Entonces, ¿cómo exactamente un equipo de trabajadores coloca un alivio en su lugar? Lo explicaremos, paso a paso, en la página siguiente.

Costo de un pozo de alivio

Perforar un pozo de alivio para desviar un pozo de petróleo fuera de control puede ser costoso, pero no tan costoso como los esfuerzos de limpieza generalizados - para el medio ambiente o la imagen de una empresa. De hecho, las predicciones iniciales estimaron que los costos de limpieza y los gastos relacionados con la fuga de petróleo del Golfo de México 2010 costarían al menos $ 12.5 mil millones [fuente: Haq]. Al 10 de junio de 2010, el costo total de perforación de los pozos de alivio dual solo se estimó en $ 200 millones [fuente: Fuente].

Perforación con propósito: construir un pozo de alivio

Un trabajador gira una válvula para transferir combustible al equipo que está perforando un pozo de alivio en el Golfo de México en mayo de 2010.

Un trabajador gira una válvula para transferir combustible al equipo que está perforando un pozo de alivio en el Golfo de México en mayo de 2010.

Un pozo de alivio es casi idéntico a un pozo regular. De hecho, se perfora un relieve utilizando el mismo equipo que se utiliza para perforar un pozo regular. La principal diferencia es que, en el caso de pozos de alivio de petróleo o gas natural, el eje vertical se perfora eventualmente en un ángulo para intersectarse con la tubería del pozo original. Pero, si está imaginando un pozo de alivio que va justo al lado de un pozo de explosión, es hora de replantear. En realidad, un pozo de alivio debe colocarse a una distancia segura del pozo original. Por ejemplo, en la fuga de petróleo del Golfo de México de 2010, los trabajadores comenzaron a perforar el primer pozo de alivio a aproximadamente media milla (800 metros) del pozo que estaba derramando petróleo [fuente: BP]. Luego está el desafío de usar un pozo de 1 pie (30 centímetros) para perforar en la tierra monitoreado por un equipo de mapeo remoto, con la esperanza de golpear una tubería de diámetro similar [fuente: Mowbry].

Para comenzar, los trabajadores usan una broca de acero unida a un tubo de acero hueco para profundizar en las capas geográficas [fuente: Bluestein and Drearen]. La broca se reemplaza varias veces durante el proceso porque tiende a desafilarse con el uso; la tubería de acero ayuda a evitar que el agujero taladrado se derrumbe y luego se reemplaza por una versión permanente. Cuando llega el momento de que la broca cambie de dirección para que pueda cruzarse con la tubería original del pozo, se une una unión de tubería que hace que la broca forme un ángulo, pero solo a unos suaves 5 grados. A medida que el taladro alcance su profundidad objetivo, el pozo se "fijará", lo que significa que los tubos permanentes se bajarán al agujero y se cementarán [fuente: Earth Science Australia]. Luego, a medida que la broca se acerca al tubo original, se reemplazará con un diamante que puede cortar el tubo existente del pozo principal [fuente: Tasker].

La idea es que una vez que las tuberías se intersecan, el pozo de alivio se puede usar para hacer una de dos cosas: desviar el flujo del pozo original o bloquearlo mediante la entrega de aditivos sintéticos o naturales, como relleno de barro, concreto o goma guar.

Si bien los pozos de alivio de petróleo a veces se crean para introducir sustancias en el sitio del pozo, un pozo de alivio de agua está diseñado para mantener fuera los materiales extraños. Las pantallas y los filtros se utilizan para evitar que los materiales gruesos entren y obstruyan el pozo de agua. Y, a diferencia de los pozos de alivio de petróleo, que a menudo se perforan en dirección para cruzarse con el oleoducto original, los pozos de alivio de agua siempre se perforan verticalmente [fuente: Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU.]. A medida que los pozos de alivio de agua disipan el exceso de agua del subsuelo, alivian la presión del agua en los pozos existentes y ayudan a mantener el nivel freático bajo control.

Una vez que un taladro golpea su objetivo, ya sea agua, petróleo o gas natural, ¿qué sucede después? Si se está preguntando cómo el agua o los combustibles fósiles se extraen del suelo, consulte la página siguiente.

Partes de un sistema de respaldo: pozos de alivio en detalle

Las partes de un pozo de alivio (tubería de acero, brocas de acero o diamante y juntas de tubería dobladas usadas para inclinar la dirección de la broca) hacen todo el trabajo detrás de escena durante la perforación. Sobre el suelo, hay otro conjunto de herramientas en el trabajo.

Un sensor conectado a la broca dirige la broca y es administrado por una computadora en el sitio controlada por los trabajadores [fuente: Tasker]. Mientras que una torre de perforación temporal aloja las herramientas de los trabajadores del comercio, también ofrece una manera de bombear líquido en el pozo de alivio para que pueda bloquear el pozo de soplado. Al bombear agua de mar en el pozo de alivio, los trabajadores pueden probar si el agua de mar se está transfiriendo al pozo de soplado. Si lo es, desplazará parte del aceite que se escapa. A continuación, el lodo se vierte en el pozo de alivio, seguido de hormigón. Debido a que ambos materiales son más densos y pesados ​​que el aceite, deben bloquear cualquier aceite presurizado que se mueva hacia arriba tanto en el relieve como en el pozo de soplado [fuente: James].

Cuando se completa el pozo de alivio, se puede usar para continuar produciendo petróleo desde el sitio [fuente: Hargreaves]. Si este es el caso, se instalará un gato de bomba a nivel del suelo. El gato de la bomba mueve el petróleo o el gas fuera del suelo a través del orificio perforado mediante el uso de una serie de pesas, válvulas y una varilla de bombeo [fuente: National Science Foundation]. Puedes leer más sobre esto en Cómo funciona la perforación de petróleo. Se pueden usar equipos de bombeo similares, aunque a menor escala, para operar pozos de alivio de agua. Sin embargo, con mayor frecuencia, los pozos de agua son impulsados ​​por una versión moderna del gato de la bomba: una bomba de chorro.

La mayoría de las bombas de chorro de pozos de alivio de agua contienen algunas características estándar, que incluyen una carcasa y un filtro de pozo; la caja del pozo alinea el orificio de la bomba y el filtro evita que otra cosa que no sea agua entre en la bomba. El agua se bombea de acuerdo con las señales de un interruptor de presión montado cerca de un motor sobre el suelo. Si la presión alcanza un nivel designado, la bomba ciclará el agua del pozo a través de las tuberías y en un tanque de almacenamiento o en una serie de tuberías de drenaje.

Ya sea que los pozos de alivio estén controlando el agua o el petróleo, todos tienen una cosa en común después de que se coloca una bomba: aparte del mantenimiento de rutina y el desastre natural, la mayoría no requiere tanta atención. De hecho, muchos pozos productores son operados por control remoto. Los instrumentos toman mediciones de salida en el sitio y transmiten los datos a una ubicación central fuera del sitio donde se procesan y monitorean [fuente: DeFlow]. Por supuesto, si el único trabajo del pozo de alivio es entregar materiales pesados, como lodo o concreto, y "matar" una catástrofe fuera de control, su función será de corta duración y, también, se cerrará.

Siga leyendo en la página siguiente para obtener más información sobre la perforación de petróleo y los pozos.


Suplemento De Vídeo: Pozo de Alivio.




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