La prevención y respuesta a derrames de petróleo en alta mar es el estudio y la práctica de reducir el número de incidentes en alta mar que liberan petróleo o sustancias peligrosas al medio ambiente y limitar la cantidad liberada durante esos incidentes. [1] [2] [3]
Los aspectos importantes de la prevención incluyen la evaluación tecnológica de equipos y procedimientos, y protocolos de capacitación, inspección y planes de contingencia para evitar, controlar y cerrar operaciones en alta mar. La respuesta incluye la evaluación tecnológica de equipos y procedimientos para la limpieza de derrames de petróleo y protocolos para la detección, monitoreo, contención y remoción de derrames de petróleo, y la restauración de la vida silvestre y el hábitat afectados. [4]
En los Estados Unidos, los planes de contingencia de prevención de derrames de petróleo en alta mar y los planes de respuesta de emergencia son requisitos exigidos por el gobierno federal para todas las instalaciones de petróleo en alta mar en aguas federales de los Estados Unidos. [5] Actualmente administrado por el Servicio de Gestión de Minerales (MMS), el 19 de mayo de 2010 se ordenó que estas funciones reguladoras fueran transferidas a la recién creada Oficina de Seguridad y Cumplimiento Ambiental del Departamento del Interior de los Estados Unidos . [6] Los derrames de petróleo en aguas continentales son responsabilidad de la Agencia de Protección Ambiental (EPA), mientras que los derrames de petróleo en aguas costeras y puertos de aguas profundas son responsabilidad de la Guardia Costera de los Estados Unidos . [7]
A diferencia de los criterios de Mejor Tecnología Disponible (BAT) estipulados por la Ley de Aire Limpio y la Ley de Agua Limpia , las enmiendas a la Ley de Tierras de Plataforma Continental Exterior de 1978 estipulaban que las prácticas de perforación en alta mar y respuesta a derrames de petróleo incorporan el uso de las Mejores Tecnologías Disponibles y Más Seguras (BAST ). [8] [9] Si bien el Programa de Evaluación e Investigación Tecnológica (TAR) se encarga de la investigación y el desarrollo de dichas tecnologías a través de proyectos por contrato, los factores humanos también son muy importantes para prevenir los derrames de petróleo. Como lo expresó William Cook, exjefe de la Subdivisión de Desempeño y Seguridad de la Gestión de Minerales Marinos del MMS: "La tecnología no es suficiente. Tarde o temprano, se encuentra cara a cara con un ser humano. Lo que ese ser humano hace o hace no hacer, a menudo garantiza que la tecnología funcione como se esperaba, o no. La tecnología, en particular, la tecnología nueva, innovadora y de vanguardia debe integrarse con factores humanos y organizacionales (HOF) en un enfoque de gestión de la seguridad del sistema . " [10]
Los 10 mayores derrames de petróleo de la historia
Rango | Fecha | Causa | Fuente | Localización | Volumen de derrame |
---|---|---|---|---|---|
1. | 23 al 27 de enero de 1991 | Acto deliberado de Irak | Tanques de aceite | 10 millas fuera de Kuwait | 240–460 millones de galones |
2. | 20 de abril de 2010 | Explosión | Plataforma de perforación Deepwater Horizon | Golfo de México, a 50 millas de la costa de Luisiana | 210 millones de galones |
3. | 3 de junio de 1979 | Bueno, reventón | Pozo de petróleo Ixtoc 1 | Golfo de México | 140 millones de galones |
4. | 2 de marzo de 1992 | Filtración | Pozo de petróleo | Valle de Fergana, Uzbekistán | 88 millones de galones |
5. | 19 de julio de 1979 | Colisión de petroleros | Emperatriz del Atlántico y el Capitán del Egeo | Trinidad y Tobago | 87 millones de galones |
6. | 8 de septiembre de 1994 | Estallido de la presa | Reserva de petróleo | Rusia | 84 millones de galones |
7. | Abril de 1977 | Bueno, reventón | Campo petrolero Ekofisk | mar del Norte | 81 millones de galones |
8. | 4 de febrero de 1983 | Colisión | Plataforma de campo Nowruz | Golfo Pérsico, Irán | 80 millones de galones |
9. | 28 de mayo de 1991 | Explosión | Buque cisterna ABT Summer | Costa afuera de Angola | 78 millones de galones |
10. | 6 de agosto de 1983 | Fuego en camión cisterna | Buque tanque Castillo de Bellver | Ciudad del Cabo, Sudáfrica | 78 millones de galones |
Regulaciones y consecuencias
Debido a los requisitos de tratamiento y eliminación para la perforación y la producción, es probable que los desechos se vuelvan cada vez más estrictos. Las prohibiciones sobre la disposición en tierra plantearán desafíos aún mayores, especialmente para las operaciones remotas de petróleo y gas. Los costos significativos para los productores de petróleo y gas que cumplen con esta nueva ola de regulaciones serán superados solo por los costos aún más significativos del incumplimiento. La Agencia Federal de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos y organismos similares a nivel mundial, así como muchas agencias estatales y locales, han aumentado considerablemente tanto sus capacidades como sus actividades de aplicación de la ley. La mayoría de las leyes ambientales conllevan cargos penales. Debido a esto, muchos miembros del personal de operaciones y miembros de la alta gerencia de las grandes empresas se han encontrado en el lado equivocado de las acciones de cumplimiento ambiental debido a la ignorancia de los requisitos cada vez más complejos y las graves consecuencias de violar las leyes ambientales. [11]
Los tratados internacionales, como la Convención Internacional para la Prevención de la Contaminación por los Buques (MARPOL), administrados por la Organización Marítima Internacional e implementados en muchos países como legislación (como la Ley de Contaminación por Petróleo de los Estados Unidos de 1973 ) imponen restricciones, registros y sanciones obligatorias. por el derrame de petróleo de los barcos.
En 1967, el incidente del cañón Torrey frente a la costa de Gran Bretaña derramó enormes cantidades de petróleo en el océano. Entre las muchas cuestiones que destacó este incidente, se encontraba la cuestión de la compensación económica. Dado que las leyes existentes no permitían al gobierno británico y francés demandar a la empresa responsable por una compensación adecuada. Hoy en día, existen varias regulaciones, como la ley de agua limpia y el Convenio Internacional sobre Responsabilidad Civil por Daños por Contaminación por Hidrocarburos (CLC) que brindan un marco sobre cómo abordar el tema de la compensación. El reglamento tiene como objetivo identificar quién es el responsable, cuáles son los daños que deben indemnizar y quiénes son las partes que deben recibir una indemnización. También hay organizaciones no gubernamentales que se ocupan de las reclamaciones de indemnización por derrames de hidrocarburos, como la Federación Internacional de Contaminación de Propietarios de Petroleros Limited (ITOPF), una organización sin fines de lucro. [12] Aunque existen regulaciones internacionales, como la CLC y se adoptan ampliamente, no se aplican en todas partes. Estados Unidos, por ejemplo, ha contribuido a la creación del CLC, pero no es signatario del CLC porque tiene regulaciones nacionales extensas, como la ley de agua limpia y la ley de contaminación por petróleo de las que dependen, mientras que China solo ha implementado partes de ella. [13]
Tecnologias
Los pozos productores de hidrocarburos se diseñan y gestionan sobre la base de las "barreras" existentes para mantener la contención. Por lo general, se utiliza una filosofía de "barrera dual" mediante la cual se requieren en todo momento dos barreras verificadas independientemente para el yacimiento de hidrocarburos y el medio ambiente. La falla de una sola barrera no conduciría a la liberación de hidrocarburos. Durante las diferentes fases de perforación, producción, reacondicionamiento y abandonos, se utilizarán muchos equipos diferentes para mantener el control de los fluidos y presiones del pozo.
Perforadoras de prevención de reventones
Los principales dispositivos de control de seguridad para la perforación de pozos son los dispositivos de prevención de reventones (BOP), que se han utilizado durante casi un siglo en el control de la perforación de pozos de petróleo en tierra. La tecnología de equipos BOP se ha adaptado y utilizado en pozos marinos desde la década de 1960. La inspección y reparación de los BOP submarinos son mucho más costosas y las consecuencias de fallas potencialmente mucho peores. Hay dos variaciones de la base de la pirámide costa afuera en uso; el dispositivo de prevención de reventones submarinos que se encuentra en el fondo del océano y el dispositivo de prevención de reventones de superficie que se encuentra entre la tubería ascendente y la plataforma de perforación . La unidad de superficie es más pequeña, más liviana, menos costosa y de más fácil acceso para las pruebas de rutina y el mantenimiento. Sin embargo, no evita reventones que involucren una tubería ascendente rota. [14]
Los dispositivos de prevención de reventones a menudo contienen una pila de mecanismos de corte operados independientemente, por lo que hay redundancia en caso de falla y la capacidad de trabajar en todas las circunstancias normales con la tubería de perforación dentro o fuera del pozo. El BOP utilizado en Deepwater Horizon , por ejemplo, tenía cinco "arietes" y dos dispositivos de prevención de reventones "anulares". [15] Los arietes eran de dos tipos: "arietes de tubería" y "arietes de cizalla". Si la tubería de perforación está en el pozo, los arietes de la tubería se deslizan perpendicularmente a la tubería, cerrándose a su alrededor para formar un sello hermético. Los dispositivos de prevención anulares también se cierran alrededor de la tubería, pero tienen un movimiento más vertical, por lo que se aflojan ligeramente si la tubería de perforación se empuja hacia abajo, como podría ser necesario en una operación de "desaire" o "eliminación de pozo". [16] Se pueden usar arietes de cizalla como último recurso [17] para cortar la tubería de perforación y cerrar todo, incluso lo que pueda estar subiendo dentro de la tubería de perforación.
Los estudios realizados para el Servicio de Gestión de Minerales han cuestionado la fiabilidad de los cilindros de cizalla en la perforación de aguas profundas. La Figura 1 muestra el resultado de un estudio de 2002 sobre plataformas petrolíferas en alta mar. Este estudio fue diseñado para responder a la pregunta "¿Puede un equipo de BOP de una plataforma determinada cortar la tubería que se utilizará en un programa de perforación dado en las condiciones más exigentes que se pueden esperar?" [18] Siete de los catorce casos de este estudio optaron por no realizar la prueba, otro no tenía datos suficientes para llegar a una conclusión definitiva y tres no lograron cortar la tubería en condiciones realistas de presión de agua de mar y perforación de pozo esperada. En cada caso de falla, al aumentar la presión sobre los arietes por encima de su valor de diseño, se cortó con éxito la tubería. [18] Un estudio de seguimiento en 2004 confirmó estos resultados con una muestra mucho más grande de tubos de perforación y dispositivos de prevención de reventones típicos de tres fabricantes diferentes. [17]
Además de la presión del pistón insuficiente, una investigación del New York Times sobre el derrame de petróleo de Deepwater Horizon enumeró otras áreas problemáticas para los dispositivos de prevención de reventones en aguas profundas. Si una de las uniones roscadas entre las secciones de tubería se coloca dentro de un pistón de cizalla, el pistón probablemente no lo atravesará, porque las uniones son "casi indestructibles". [19] Requerir dos cilindros de cizalla en cada dispositivo de prevención de reventones puede ayudar a evitar este problema y algunos tipos de "fallas de un solo punto". [19] Otras tecnologías que podrían mejorar la confiabilidad de los BOP incluyen sistemas de respaldo para enviar comandos al BOP y sumergibles más potentes que se conectan al sistema hidráulico del BOP. [19]
Carcasas de pozos
El revestimiento de los pozos de petróleo en alta mar se realiza con un conjunto de tuberías de acero anidadas, cementadas a las paredes de roca del pozo como en la Figura 4. Cada sección está suspendida por un adaptador roscado dentro del extremo inferior de la sección anterior. [20] La falla de los revestimientos o del cemento puede provocar la inyección de petróleo en las capas de agua subterránea, el flujo hacia la superficie lejos del pozo o una explosión en la boca del pozo. [21]
Además de los revestimientos, los pozos de petróleo suelen contener un "revestimiento de producción" o "tubería de producción", que es otro conjunto de tubos de acero suspendidos dentro del revestimiento. El "anillo" entre el revestimiento y el revestimiento de producción se llena con "lodo" de una densidad específica para "equilibrar" la presión dentro del revestimiento con la "presión de poro" de los fluidos en las "formaciones" rocosas circundantes. [dieciséis]
Para asegurar que el cemento forme un sello fuerte y continuo de 360 grados entre el revestimiento y el pozo, se colocan "centralizadores" [16] alrededor de las secciones del revestimiento antes de que se bajen al pozo. Luego se inyecta cemento en el espacio entre la parte inferior de la nueva sección de revestimiento y la parte inferior del pozo. El cemento fluye hacia arriba alrededor del exterior del revestimiento, reemplazando el lodo en ese espacio con cemento puro y no contaminado. Luego, el cemento se mantiene perfectamente quieto durante varias horas mientras se solidifica. [20]
Sin centralizadores, existe un alto riesgo de que quede un canal de lodo de perforación o cemento contaminado donde la tubería de revestimiento entra en contacto con el pozo. Estos canales pueden proporcionar un camino para un reventón posterior. Incluso una pequeña grieta puede abrirse con la enorme presión del aceite desde abajo. Entonces, la erosión del cemento puede ocurrir a partir de partículas de arena de alta velocidad en el aceite. Por tanto, una pequeña grieta puede convertirse en un canal de chorros muy abierto. [22]
Otra causa de falla del cemento es no esperar lo suficiente a que el cemento se solidifique. Esto puede ser el resultado de un programa de perforación apresurado, o podría suceder si hay una fuga que hace que el cemento se deslice durante el tiempo que se supone que está fraguando. Se puede ejecutar un "registro de evaluación del cemento" [16] después de cada trabajo de cemento para proporcionar una verificación detallada de 360 grados de la integridad de todo el sello. A veces, estos registros se omiten debido a presiones de programación.
El cemento también se utiliza para formar barreras permanentes en el espacio anular fuera del revestimiento de producción y barreras temporales dentro del revestimiento. Las barreras temporales se utilizan para "cerrar" el pozo después de la perforación y antes del inicio de la producción. La Figura 4 muestra una barrera que se está probando reemplazando el lodo pesado por encima de ella con agua de mar más ligera. Si el tapón de cemento puede contener la presión del lodo de abajo, no habrá flujo ascendente de agua de mar y se puede reemplazar con lodo para el cierre final.
No hay barreras de cemento en el espacio anular en la Figura 4. Si bien no existe ningún requisito para tales barreras, agregarlas puede minimizar el riesgo de una explosión a través de un canal abierto directo desde el depósito hasta la superficie. [23]
Factores humanos
Ver también
- Consulta de datos automatizada para derrames de hidrocarburos
Referencias
- ^ Ley de contaminación por aceite de 1990
- ^ Ley federal de control de la contaminación del agua
- ^ Grupo asesor de respuesta y prevención de derrames de petróleo, Términos de referencia Rev3, Petróleo y gas del Reino Unido
- ↑ Ornitz, Barabar E .; Michael A. Champ (2002). Primeros principios de los derrames de petróleo: prevención y mejor respuesta . Elsevier Science, Ltd. ISBN 0-08-042814-2.
- ^ "Prevención y respuesta a derrames" . Energy Tomorrow, Instituto Americano del Petróleo . Consultado el 15 de junio de 2010 .
- ^ Straub, Noelle (20 de mayo de 2010). "Interior revela plan para dividir MMS en 3 agencias" . The New York Times . Consultado el 15 de junio de 2010 .
- ^ "Derrames de petróleo: gestión de emergencias" . Agencia de Protección Ambiental . Consultado el 15 de junio de 2010 .
- ^ "Programa de investigación y evaluación de tecnología MMS (TA&R)" . Servicio de Gestión de Minerales. Archivado desde el original el 28 de mayo de 2010 . Consultado el 15 de junio de 2010 .
- ^ El uso de las mejores tecnologías disponibles y más seguras (BAST) durante las operaciones de perforación y producción de petróleo y gas de la plataforma continental exterior (OCS) . Reston, Virginia: Servicio geológico de EE. UU. 1980.
- ^ Cook, William S (marzo de 1997). "La tecnología por sí sola no es la respuesta" . Todos los días . Conferencia Ambiental de Exploración y Producción de SPE / EPA. doi : 10.2118 / 37895-MS . Consultado el 15 de junio de 2010 .
- ^ Jones, Stephen C .; O'Toole, Patricia (1989). "Aumento de la regulación ambiental de las operaciones de petróleo y gas" : 209-215. Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Marchand, Pauline (2017). "El derecho internacional sobre responsabilidad e indemnización por contaminación procedente de buques: evolución y desafíos actuales". 2017 Conferencia Internacional sobre Derrames de Petróleo . 2017 : 193–210. doi : 10.7901 / 2169-3358-2017.1.193 - a través de JSTOR.
- ^ yang, Yuan (2017). "RESPONSABILIDAD E INDEMNIZACIÓN POR ACCIDENTES POR DERRAMES DE HIDROCARBUROS: RÉGIMEN INTERNACIONAL Y SU APLICACIÓN EN CHINA". Revista de recursos naturales . 57 : 465–492 - vía JSTOR.
- ^ Análisis de riesgo de utilizar un dispositivo de prevención de reventones de superficie (BOP) Archivado el 12 de junio de 2010en Wayback Machine , Marine Computation Services, Inc., abril de 2010, proyecto 640 para el servicio de gestión de minerales de Estados Unidos.
- ^ Diagrama de BOP utilizado en el pozo Deepwater Horizon del Departamento de Energía de EE. UU., Programa de Gobierno Abierto.
- ^ a b c d Schlumberger Oilfield Glossary es una excelente fuente de definiciones y explicaciones sencillas.
- ^ a b Estudio de capacidades de Shear Ram Archivado el 12 de junio de 2010 en Wayback Machine , West Engineering Services, septiembre de 2004, Proyecto 463 para el servicio de gestión de minerales de EE. UU.
- ^ a b Revisión de las capacidades de Shear Ram Archivado el 3 de junio de 2010 en Wayback Machine , West Engineering Services, diciembre de 2002, Proyecto 455 para el Servicio de gestión de minerales de EE. UU.
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- ^ a b Revestimiento de un pozo , saliendo (Dave Summers), The Oil Drum, 3 de mayo de 2010.
- ^ Las decisiones de BP preparan el escenario para el desastre , Ben Casselman, Russel Gold, Wall Street Journal, 27/05/2010.
- ^ Ver discusión sobre centralizadores en el Glosario de campos petrolíferos de Schlumberger
- ^ Presentación de Shell Oil Archivado el27 de julio de 2010en la Wayback Machine "Perforando en busca de petróleo: una presentación visual de cómo perforamos en busca de petróleo y las precauciones tomadas en el camino", Joe Leimkuhler, John Hollowell, Aspen Ideas Festival, julio de 2010.
enlaces externos
- Guardia Costera de Estados Unidos y la Agencia de Protección Ambiental , Reglamentos derrame de petróleo de prevención, control y medidas de prevención
- Instituto Americano del Petróleo , Prevención y Respuesta a Derrames de Petróleo
- NOAA , 2002. Prevención y respuesta a derrames de petróleo: una bibliografía seleccionada sobre el derrame de petróleo del Exxon Valdez
- Centro de recursos de tecnología offshore . 2001. Análisis comparativo de riesgos para sistemas de producción en aguas profundas
- Oil & Gas UK , Grupo Asesor de Prevención y Respuesta a Derrames de Petróleo (OSPRAG)
- Conferencia Internacional sobre Derrames de Petróleo (IOSC), 1969 hasta el presente. Archivos de más de 3.000 artículos y actas de conferencias en texto completo que cubren los procesos, protocolos y tecnología de prevención, planificación, respuesta y restauración de derrames.