La perforación costa afuera es un proceso mecánico en el que se perfora un pozo debajo del lecho marino. Por lo general, se lleva a cabo para explorar y posteriormente extraer petróleo que se encuentra en formaciones rocosas debajo del fondo marino. Más comúnmente, el término se utiliza para describir las actividades de perforación en la plataforma continental , aunque el término también puede aplicarse a la perforación en lagos , aguas costeras y mares interiores .
La perforación costa afuera presenta desafíos ambientales, tanto en alta mar como en tierra, debido a los hidrocarburos producidos y los materiales utilizados durante la operación de perforación. Las controversias incluyen el actual debate sobre la perforación en alta mar en Estados Unidos . [1]
Hay muchos tipos diferentes de instalaciones desde las que se llevan a cabo las operaciones de perforación en alta mar. Estos incluyen plataformas de perforación de fondo ( barcazas autoelevables y barcazas de pantano), instalaciones combinadas de perforación y producción, ya sean plataformas de fondo o flotantes, y unidades móviles de perforación marina en aguas profundas (MODU), incluidos semisumergibles o buques de perforación . Estos son capaces de operar en profundidades de agua de hasta 3.000 metros (9.800 pies). En aguas menos profundas las unidades móviles están ancladas al fondo marino; sin embargo, en aguas a más de 1.500 metros (4.900 pies), los semisumergibles y los buques de perforación se mantienen en el lugar de perforación requerido mediante posicionamiento dinámico .
Alrededor de 1891, se perforaron los primeros pozos de petróleo sumergidos desde plataformas construidas sobre pilotes en las aguas dulces del Grand Lake 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 de petróleo sumergidos en agua salada en la parte del campo Summerland que se extiende bajo el canal de Santa Bárbara en California . Los pozos se perforaron desde muelles que se extendían desde la tierra hasta el canal. [3] [4]
Otras actividades tempranas notables de perforación sumergida 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 realizaban desde plataformas de hormigón en el lago de Maracaibo en Venezuela . [5]
Uno de los pozos submarinos más antiguos es el pozo Bibi Eibat , que entró en funcionamiento en 1923 en Azerbaiyán . [6] [ dudoso ] El pozo estaba ubicado en una isla artificial en una porción poco profunda del Mar Caspio . A principios de la década de 1930, la Compañía de Texas desarrolló las primeras barcazas de acero móviles para perforar en las zonas costeras salobres del Golfo de México .
En 1937, Pure Oil y su socio Superior Oil utilizaron una plataforma fija para desarrollar un campo a 1,6 km (1 milla) de la costa de Calcasieu Parish, Luisiana , a 4,3 m (14 pies) de agua.
En 1938, Humble Oil construyó un caballete de madera de un kilómetro de largo con vías de ferrocarril hacia el mar en la playa de McFadden, en el Golfo de México, y en su extremo colocó una torre de perforación que luego fue destruida por un huracán. [7]
En 1945, la preocupación por el control estadounidense de sus reservas de petróleo en alta mar hizo que el presidente Harry Truman emitiera una Orden Ejecutiva que extendía unilateralmente el territorio estadounidense hasta el borde de su plataforma continental, un acto que puso fin efectivamente al régimen de " libertad de los mares " con límite de 3 millas. . [8]
En 1946, Magnolia perforó en un sitio a 29 km (18 millas) de la costa, erigiendo una plataforma a 5,5 m (18 pies) de agua frente a la parroquia de St. Mary, Luisiana . [9]
A principios de 1947, Superior Oil erigió una plataforma de perforación y producción a 20 pies (6,1 m) de agua a unas 18 millas (29 km) de Vermilion Parish, Luisiana. Pero fue Kerr-Magee , como operador de los socios Phillips Petroleum y Stanolind Oil. & Gas que completó su histórico pozo Ship Shoal Block 32 en octubre de 1947, meses antes de que Superior perforó un descubrimiento desde su plataforma Vermilion, más alejada 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 necesitó la demanda de equipos de perforación en los 100 pies (30 m) a 120 metros (390 pies) de profundidad del Golfo de En México, comenzaron a aparecer las primeras plataformas autoelevables de contratistas especializados en perforación marina. [11]
El primer semisumergible fue el resultado de una observación inesperada en 1961. [12] 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 notó que los movimientos en 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 estable y anclada fue diseñado y probado en la década de 1920 por Edward Robert Armstrong con el fin de operar aviones con un invento conocido como "sedrome". El primer Ocean Driller semisumergible de perforación especialmente diseñado fue lanzado en 1963 por ODECO . Desde entonces, muchos semisumergibles han sido diseñados específicamente para la flota móvil costa afuera de la industria de la perforación.
El primer buque de perforación marino fue el CUSS 1 desarrollado para el proyecto Mohole para perforar la corteza terrestre. [13]
En junio de 2010, había más de 620 equipos de perforación marinos móviles (autoelevables, semisubmarinos, buques de perforación, barcazas, etc.) disponibles para dar servicio en la flota mundial de equipos de perforación marinos. [14]
Uno de los centros más profundos del mundo es actualmente el Perdido en el Golfo de México, flotando a 2.438 metros (7.999 pies) de agua. Es operado por Royal Dutch Shell y su construcción costó 3 mil millones de dólares. [15] La plataforma operativa más profunda es la FPSO Cascade de Petrobras America en el campo Walker Ridge 249 en 2.600 metros (8.500 pies) de agua. [dieciséis]
La perforación offshore se suele realizar desde plataformas denominadas genéricamente unidades móviles de perforación offshore (MODU), que pueden tener varios formatos, dependiendo de la profundidad del agua:
Los campos marinos notables incluyen:
La producción de petróleo y gas en alta mar es más desafiante que las instalaciones terrestres debido al entorno remoto y más hostil. Gran parte de la innovación en el sector petrolero marino tiene que ver con la superación de 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 tener un costo menor 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 de fondo de 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 reinyectándola en lugar de bombearla a una plataforma, o fluyéndola hacia la costa, sin instalaciones visibles sobre el mar. Las instalaciones submarinas ayudan a explotar recursos en aguas cada vez más profundas (lugares que antes eran inaccesibles) y a superar 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 elementos de hielo a la deriva (los medios para proteger las instalaciones marinas contra la acción del hielo incluyen el enterramiento en el fondo marino).
Las instalaciones tripuladas en alta mar también presentan desafíos logísticos y de recursos humanos. Una plataforma petrolera costa afuera es una pequeña comunidad en sí misma con cafetería, dormitorios, administración y otras funciones de apoyo. En el Mar del Norte, los empleados son transportados en helicóptero durante un turno de dos semanas. Generalmente reciben salarios más altos que los trabajadores terrestres. Los suministros y residuos se transportan por barco y las entregas de suministros deben planificarse cuidadosamente porque el espacio de almacenamiento en la plataforma es limitado. Hoy en día, se dedican muchos esfuerzos a reubicar la mayor cantidad posible de personal en tierra, donde la dirección y los expertos técnicos están en contacto con la plataforma por videoconferencia. Un trabajo en tierra también es más atractivo para la fuerza laboral que envejece 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 más trabajadores en tierra. Las instalaciones submarinas también son más fáciles de ampliar, con nuevos separadores o diferentes módulos para diferentes tipos de petróleo, y no están limitadas por el espacio fijo 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 de fugas y accidentes en la plataforma (por ejemplo, el derrame de petróleo de Deepwater Horizon y el derrame de petróleo de Ixtoc I ). [21] También se genera agua producida , que es agua que sale a la superficie junto con el petróleo y el gas; suele ser muy salino y puede incluir hidrocarburos disueltos o no separados.
