La perforación en alta mar es un proceso mecánico en el que se perfora un pozo debajo del lecho marino. Por lo general, se lleva a cabo con el fin de explorar y posteriormente extraer petróleo que se encuentra en formaciones rocosas debajo del lecho marino. El término se utiliza más comúnmente para describir las actividades de perforación en la plataforma continental , aunque también se puede aplicar a la perforación en lagos , aguas costeras y mares interiores .
La perforación en alta mar presenta desafíos ambientales, tanto en tierra como en alta mar, debido a los hidrocarburos producidos y los materiales utilizados durante la operación de perforación. Entre las controversias se incluye el debate en curso sobre la perforación en alta mar en los Estados Unidos . [1]
Existen muchos tipos diferentes de instalaciones desde las que se llevan a cabo operaciones de perforación en alta mar. Estas incluyen plataformas de perforación con base en el fondo ( barcazas autoelevables y barcazas de pantano ), instalaciones combinadas de perforación y producción, ya sean plataformas con base en el fondo o flotantes, y unidades móviles de perforación en alta mar (MODU) en aguas profundas, incluidos semisumergibles o barcos de perforación . Estos son capaces de operar en profundidades de agua de hasta 3000 metros (9800 pies). En aguas menos profundas, las unidades móviles están ancladas al lecho marino; sin embargo, en aguas más profundas de 1500 metros (4900 pies), los semisumergibles y los barcos de perforación se mantienen en el lugar de perforación requerido mediante posicionamiento dinámico .
Alrededor de 1891, se perforaron los primeros pozos petrolíferos sumergidos desde plataformas construidas sobre pilotes en las aguas dulces del Gran Lago St. Marys en Ohio . Los pozos fueron desarrollados por pequeñas empresas locales como Bryson, Riley Oil, German-American y Banker's Oil. [2]
Alrededor de 1896, se perforaron los primeros pozos petrolíferos sumergidos en agua salada en la parte del yacimiento Summerland que se extiende bajo el canal de Santa Bárbara en California . Los pozos se perforaron desde pilares que se extendían desde tierra adentro del canal. [3] [4]
Otras notables actividades de perforación sumergida tempranas ocurrieron en el lado canadiense del lago Erie en la década de 1900 y en el lago Caddo en Luisiana en la década de 1910. Poco después, se perforaron pozos en zonas de marea a lo largo de la costa del golfo de Texas y Luisiana . El campo petrolífero de Goose Creek cerca de Baytown, Texas , es un ejemplo de ello. En la década de 1920, las actividades de perforación se llevaron a cabo desde plataformas de hormigón en el lago Maracaibo de Venezuela . [5]
Uno de los pozos submarinos más antiguos es el pozo Bibi Eibat , que entró en funcionamiento en 1923 en Azerbaiyán . [6] [ dudoso – discutir ] El pozo estaba ubicado en una isla artificial en una porción poco profunda del Mar Caspio . A principios de la década de 1930, la Texas Company desarrolló las primeras barcazas de acero móviles para perforar en las áreas costeras salobres del Golfo de México .
En 1937, Pure Oil y su socio Superior Oil utilizaron una plataforma fija para desarrollar un campo a 1 milla (1,6 km) de la costa de la parroquia de Calcasieu, Luisiana, en 14 pies (4,3 m) de agua.
En 1938, Humble Oil construyó un puente de madera de una milla de largo con vías de ferrocarril hasta el mar en McFadden Beach en el Golfo de México, colocando una torre de perforación en su extremo; esta fue destruida más tarde por un huracán. [7]
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En 1945, la preocupación por el control estadounidense de sus reservas petroleras en alta mar llevó al presidente Harry Truman a emitir una Orden Ejecutiva que extendía unilateralmente el territorio estadounidense hasta el borde de su plataforma continental, un acto que efectivamente puso fin al límite de 3 millas del régimen de " libertad de los mares ". [8]
En 1946, Magnolia perforó en un sitio a 29 kilómetros de la costa, erigiendo una plataforma en 5,5 metros de agua frente a la parroquia de St. Mary, Luisiana . [9]
A principios de 1947, Superior Oil construyó una plataforma de perforación y producción en 20 pies (6,1 m) de agua a unas 18 millas (29 km) de Vermilion Parish, Louisiana. Pero fue Kerr-Magee , como operador para los socios Phillips Petroleum y Stanolind Oil & Gas , quien completó su histórico pozo Ship Shoal Block 32 en octubre de 1947, meses antes de que Superior perforara un descubrimiento desde su plataforma Vermilion más lejos de la costa. En cualquier caso, eso convirtió al pozo de Kerr-McGee en el primer descubrimiento de petróleo perforado fuera de la vista de la tierra. [10]
Cuando la perforación en alta mar se trasladó a aguas más profundas de hasta 30 metros (98 pies), se construyeron plataformas fijas, hasta que se necesitaron equipos de perforación en las profundidades de 100 pies (30 m) a 120 metros (390 pies) del Golfo de México, y comenzaron a aparecer las primeras plataformas autoelevables de contratistas especializados en perforación en alta mar. [11]
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El primer semisumergible surgió de una observación inesperada en 1961. [12] La Blue Water Drilling Company poseía y operaba el sumergible de cuatro columnas Blue Water Rig No.1 en el Golfo de México para Shell Oil Company . Como los pontones no eran lo suficientemente flotantes para soportar el peso de la plataforma y sus consumibles, se remolcó entre ubicaciones con un calado a medio camino entre la parte superior de los pontones y la parte inferior de la cubierta.
Se observó que los movimientos con este calado eran muy pequeños, y Blue Water Drilling y Shell decidieron conjuntamente intentar operar la plataforma en modo flotante. El concepto de una plataforma flotante de aguas profundas, anclada y estable, había sido diseñado y probado en la década de 1920 por Edward Robert Armstrong con el propósito de operar aeronaves con un invento conocido como "seádromo". El primer perforador semisumergible Ocean Driller construido específicamente para este propósito fue botado en 1963 por ODECO . Desde entonces, muchos semisumergibles han sido diseñados específicamente para la flota móvil de alta mar de la industria de la perforación.
El primer buque de perforación en alta mar fue el CUSS 1, desarrollado para el proyecto Mohole para perforar la corteza terrestre. [13]
En junio de 2010, había más de 620 plataformas móviles de perforación offshore (elevables, semisubmarinas, buques de perforación, barcazas, etc.) disponibles para servicio en la flota mundial de plataformas offshore. [14]
Uno de los centros de operaciones más profundos del mundo es actualmente el Perdido en el Golfo de México, que flota a 2.438 metros (7.999 pies) de profundidad. Es operado por Royal Dutch Shell y fue construido con un costo de 3.000 millones de dólares. [15] La plataforma operativa más profunda es la FPSO Cascade de Petrobras América en el campo Walker Ridge 249 a 2.600 metros (8.500 pies) de profundidad. [16]
La perforación offshore se realiza generalmente desde plataformas conocidas genéricamente como unidades móviles de perforación offshore (MODU), que pueden ser de varios formatos, dependiendo de la profundidad del agua:
Entre los yacimientos offshore más destacados se incluyen:
La producción de petróleo y gas en alta mar es más complicada que las instalaciones terrestres debido al entorno remoto y más hostil. Gran parte de la innovación en el sector petrolero en alta mar se centra en superar estos desafíos, incluida la necesidad de proporcionar instalaciones de producción muy grandes. Las instalaciones de producción y perforación pueden ser muy grandes y requerir una gran inversión, como la plataforma Troll A, que se encuentra a una profundidad de 300 metros (980 pies). [20]
Otro tipo de plataforma marina puede flotar con un sistema de amarre para mantenerla en su lugar. Si bien un sistema flotante puede resultar más económico en aguas más profundas que una plataforma fija, la naturaleza dinámica de las plataformas presenta muchos desafíos para las instalaciones de perforación y producción.
El océano puede añadir varios miles de metros o más a la columna de fluido. La adición aumenta la densidad circulante equivalente y las presiones en el fondo del pozo en los pozos de perforación, así como la energía necesaria para elevar los fluidos producidos para su separación en la plataforma.
La tendencia actual es realizar más operaciones de producción submarinas , separando el agua del petróleo y reinyectándolo en lugar de bombearlo a una plataforma o vertiéndolo hacia tierra, sin instalaciones visibles sobre el mar. Las instalaciones submarinas ayudan a explotar recursos en aguas cada vez más profundas (ubicaciones que antes eran inaccesibles) y superan los desafíos que plantea el hielo marino, como en el mar de Barents . Uno de esos desafíos en entornos menos profundos es la excavación del fondo marino por las formaciones de hielo a la deriva (un medio para proteger las instalaciones marinas contra la acción del hielo incluye el enterramiento en el fondo marino).
Las instalaciones tripuladas en alta mar también presentan desafíos logísticos y de recursos humanos. Una plataforma petrolífera en alta mar es una pequeña comunidad en sí misma con cafetería, dormitorios, administración y otras funciones de apoyo. En el Mar del Norte, los miembros del personal son transportados en helicóptero para un turno de dos semanas. Por lo general, reciben un salario más alto que los trabajadores en tierra. Los suministros y los desechos se transportan en barco, y las entregas de suministros deben planificarse cuidadosamente porque el espacio de almacenamiento en la plataforma es limitado. Hoy en día, se dedica mucho esfuerzo a reubicar a la mayor cantidad posible de personal en tierra, donde la administración y los expertos técnicos están en contacto con la plataforma por videoconferencia. Un trabajo en tierra también es más atractivo para la fuerza laboral envejecida en la industria petrolera , al menos en el mundo occidental. Estos esfuerzos, entre otros, están contenidos en el término establecido de operaciones integradas . El mayor uso de instalaciones submarinas ayuda a lograr el objetivo de mantener a más trabajadores en tierra. Las instalaciones submarinas también son más fáciles de expandir, con nuevos separadores o diferentes módulos para diferentes tipos de petróleo, y no están limitadas por el espacio fijo en el piso de una instalación sobre el agua.
La producción de petróleo en alta mar implica riesgos ambientales, en particular derrames de petróleo de petroleros o oleoductos que transportan petróleo desde la plataforma a instalaciones en tierra, y fugas y accidentes en la plataforma (por ejemplo, derrame de petróleo de Deepwater Horizon y derrame de petróleo de Ixtoc I ). [21] También se genera agua producida , que es agua que se lleva a la superficie junto con el petróleo y el gas; generalmente es altamente salina y puede incluir hidrocarburos disueltos o no separados.
