La extracción de petróleo existe desde hace más de un siglo. Pero debido a los numerosos desarrollos en la tecnología, ha crecido a pasos agigantados en ese tiempo. Y este crecimiento de la producción de petróleo también ha sido esencial para cambiar el rostro de la civilización.
En 1859, Edwin Drake cavó lo que se considera el primer pozo de petróleo en Titusville, Pensilvania. Durante ese período, el petróleo se utilizó principalmente para hacer queroseno para iluminación. Pero el desarrollo de la industria automotriz pronto abrió un nuevo mercado para el petróleo y estimuló una mayor producción, de 150 millones de barriles producidos en todo el mundo en 1900 a más de mil millones de barriles en 1925.
Una de las primeras innovaciones para mejorar la extracción de petróleo fue el taladro rotatorio , utilizado por primera vez en la década de 1880. Esto usó una broca giratoria para excavar en el suelo (a diferencia del método de Drake de perforación con herramienta de cable que levantaba y dejaba caer una broca en el pozo). Para obtener más información sobre el taladro rotativo, así como una descripción general del proceso de extracción de petróleo, consulte " Cómo funciona la extracción de petróleo ".
Pero el taladro rotativo fue solo el comienzo de una larga serie de avances espectaculares que se desarrollarían en el siglo XX. Algunos de los más notables que discutiremos ayudaron a mejorar la eficiencia de la producción de petróleo y facilitaron la búsqueda de petróleo.
- Perforación en alta mar y ROV
- Fracturamiento hidráulico
- Imágenes sísmicas
- Sistemas de medición durante la perforación
- Perforación Horizontal
5: Perforación en alta mar y ROV
Los perforadores de petróleo notaron rápidamente que los pozos cerca de la costa a menudo producían la mayor cantidad de petróleo . Era obvio que había un futuro rentable en la búsqueda de formas de extraer petróleo de debajo del fondo del mar. Ya en la década de 1880, los perforadores erigieron plataformas en los muelles. Pero no fue sino hasta 1947 que una compañía petrolera construyó el primer pozo de petróleo verdadero lejos de la tierra.
Desde entonces, y luego de una larga disputa política en los Estados Unidos sobre quién tiene los derechos para arrendar áreas marinas con fines de perforación, la industria de la perforación petrolera en alta mar despegó. Una de las tecnologías que impulsó el desarrollo de la perforación en alta mar fueron los vehículos operados a distancia , o ROV , que los militares ya usaban para recuperar equipos perdidos bajo el agua. Debido a que bucear en aguas profundas es peligroso, la industria petrolera adaptó los ROVS para perforar en la década de 1970.
Controlado desde la plataforma sobre la superficie del agua, un ROV es un dispositivo robótico que permite a los operadores ver bajo el agua. Algunos tipos permiten al operador hacer que los brazos robóticos de un ROV realicen diferentes funciones, como conexiones submarinas e instalaciones en aguas profundas, a una profundidad de hasta 10,000 pies (3,048 metros).
4: Fracturación Hidráulica
Desarrollado en la década de 1940, el proceso de fracturación hidráulica se ha vuelto cada vez más importante en la extracción de petróleo . Es útil con depósitos "apretados", donde las rocas que contienen el petróleo no tienen poros grandes. Esto significa que el flujo de petróleo de las rocas es débil, y perforar un pozo simple en la roca no sacará mucho petróleo.
Para ayudar a estimular el pozo y expulsar el petróleo atrapado, los perforadores emplean la fracturación hidráulica. En este proceso, inyectan agua combinada con productos químicos en el pozo con suficiente presión para crear fracturas en las formaciones rocosas, fracturas que pueden extenderse cientos de pies de largo. Para evitar que las fracturas se vuelvan a cerrar, los perforadores envían un apuntalante , que es una mezcla de fluidos, arena y gránulos. Estas fracturas permiten que el petróleo fluya más libremente desde la roca.
Según el Instituto Americano del Petróleo, solo en los Estados Unidos, la fracturación hidráulica ha ayudado a extraer 7 mil millones de barriles adicionales de petróleo del suelo.
3: Imágenes sísmicas
Al principio, buscar un buen lugar para excavar en busca de petróleo simplemente dependía de encontrar dónde había brotado a la superficie. Pero debido a que los depósitos de petróleo pueden estar enterrados profundamente en la tierra, no siempre es obvio desde la superficie. Y debido a que es costoso instalar una plataforma y cavar un pozo profundo, a las empresas no les gusta perder su tiempo y dinero en un lugar improductivo. Eventualmente, se contrató a geólogos para averiguar dónde podría estar el petróleo mediante el estudio de formaciones rocosas superficiales, campos magnéticos e incluso ligeras variaciones en la gravedad.
Una de las innovaciones más importantes en la exploración petrolera fue la generación de imágenes sísmicas tridimensionales. Esto se basa en la idea de que el sonido rebota y viaja a través de diferentes materiales de formas ligeramente diferentes. En este proceso, una fuente de energía, como un camión vibrador, envía ondas de sonido a las profundidades de la tierra. Se colocan dispositivos especiales llamados geófonos en la superficie, que reciben los sonidos que rebotan y envían la información a los camiones registradores.
Los ingenieros y geofísicos estudian las ondas de sonido registradas (en forma de líneas onduladas) para interpretar qué tipo de capas de formación rocosa se encuentran en ese lugar. De esta manera, pueden construir imágenes en 3D de lo que se encuentra debajo de la superficie (las imágenes en 4D también representan el paso del tiempo). Aunque esta tecnología avanzada ayuda a reducir la cantidad de pozos perforados y hace que los pozos sean más productivos, no es infalible: los ingenieros tienen suerte si pueden predecir con precisión la ubicación de los yacimientos de petróleo la mitad de las veces.
2: Sistemas de medición durante la perforación
Como acabamos de ver, incluso con las tecnologías avanzadas de generación de imágenes sísmicas de hoy en día, es difícil para los operadores de perforación saber exactamente lo que encontrarán al excavar un pozo de petróleo. Y hasta la década de 1980, también era difícil conocer los detalles sobre lo que estaba pasando con la broca mientras se excavaba el agujero. Este desafío fue superado por la tecnología de medición durante la perforación ( MWD ).
MWD permite a los operadores recibir información en tiempo real sobre el estado de la perforación, así como la capacidad de dirigir el pozo en otras direcciones. Relaciona información como rayos gamma, temperatura y presión, así como la densidad y resonancia magnética de las formaciones rocosas. Esto sirve para una gran cantidad de funciones. Ayuda a los operadores a perforar de manera más eficiente mientras evita explosiones y fallas en las herramientas. También ayuda a los operadores a demostrar que no están perforando en áreas no autorizadas.
Lo que quizás sea más sorprendente es cómo se transmite esta información a la superficie. Debido a que no es práctico tender un alambre o un cable por el pozo desde la superficie hasta la broca, MWD se basa en cambio en la telemetría de pulsos de lodo . Una lechada de lodo que se envía al pozo para transportar los escombros hacia arriba (a través de la columna exterior del pozo) proporciona un canal acústico conveniente para enviar pulsos de lodo en un código binario que se decodifica en la superficie.
1: perforación horizontal
Una de las ventajas de MWD mencionada anteriormente es que ayuda a un operador a dirigir un taladro en diferentes direcciones. La capacidad de dirigir un taladro en direcciones que no sean directamente hacia abajo ha sido uno de los avances más significativos en la historia de la extracción de petróleo .
Debido a que muchos yacimientos de petróleo se extienden horizontalmente, es posible que los pozos verticales no extraigan suficiente petróleo de ellos de manera eficiente. Un pozo horizontal se perfora en profundidad verticalmente al principio, pero luego cambia de dirección (en lo que se llama el punto de partida ) antes de encontrar el yacimiento (en el punto de entrada ) y se extiende horizontalmente a través de él. Pero las ventajas de la perforación horizontal van más allá de aumentar la productividad de los pozos. También permite cavar pozos de manera segura en terrenos ambientalmente sensibles y protegidos.
Aunque el primer pozo horizontal se perforó en 1929, eran costosos y el desarrollo de la fracturación hidráulica pronto mejoró la productividad de los pozos verticales. Sin embargo, avances como el MWD y los conjuntos de motores orientables hicieron que la perforación horizontal fuera una opción más viable en la década de 1980.
