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Le fasi della caratterizzazione del giacimento

Luglio 2014

La conoscenza esauriente di ciò che avviene nel profondo del sottosuolo è una necessità. Una necessità per la sicurezza dei lavoratori e dell’ambiente e per poter caratterizzare il giacimento di petrolio. La tecnologia odierna consente, anche nei pozzi petroliferi più complessi, di mantenere un costante controllo sulle operazioni di scavo, sulle diverse tipologie di rocce attraversate e sulla condizione del deposito di idrocarburi perforato.

Studio del giacimento di petrolioStudiare il giacimento di petrolio

Esistono diversi tipi di rilevazioni: alcune analizzano i materiali che arrivano in superficie, mentre varie tecnologie sono state sviluppate per rilevare i dati in profondità, spesso a migliaia di metri. I dati che si raccolgono sono di diverso tipo e la loro interpretazione può permettere di ottenere stime di parametri molto utili alla caratterizzazione del giacimento.

La caratterizzazione

Un’operazione complessa, che richiede l’utilizzo di una strumentazione tecnologicamente avanzata e l’interazione di diversi professionisti del settore petrolifero come mud logger e geologo. Prima di tutto è necessario inserire nel pozzo di petrolio una combinazione di strumenti in grado di registrare parametri e proprietà delle rocce e dei fluidi incontrati nella perforazione (il cosiddetto logging). La strumentazione è calata nel pozzo di petrolio tramite dei cavi elettrificati, che hanno il compito di inviare i segnali tra fondo e superficie del pzzo, oppure è connessa alle aste di perforazione. Una volta “al loro posto”, gli strumenti effettuano rilevazioni a ciclo continuo e sono attive sia nel corso dello scavo, sia al termine della perforazione del pozzo di petrolio, sia in fase di produzione.

Durante la perforazione: Logging while drilling

Quando si scava il pozzo di petrolio, la prima analisi è compiuta dai mud logger che studiano il contenuto e il tipo di gas nei fanghi di perforazione (per mantenere il pozzo in sicurezza) e i cutting (i frammenti) che risalgono dal sottosuolo (per le valutazioni geologiche). Per integrare questi dati, inoltre, alcuni strumenti vengono montati appena sopra lo scalpello di perforazione: registrano i dati in tempo reale mentre avanza la perforazione e li inviano in superficie. Questa tecnica di acquisizione dati viene chiamata LWD (Logging While Drilling) e consente di ottenere delle misure di tipo elettrico ed acustico. Assemblando tutte le informazioni a disposizione è possibile conoscere il momento in cui si entra nel giacimento di petrolio, oppure selezionare il punto di carotaggio e di campionamento di fluidi di formazione presenti all’interno del pozzo petrolifero.

A fine perforazione: Wireline

In alcuni casi i log possono essere acquisiti tra una fase e l’altra dello scavo del pozzo di petrolio, quando si interrompe la perforazione vera e propria. Questo tipo di acquisizione viene chiamata “wireline”. In seguito all’analisi di tutti i log acquisiti si procede a caratterizzare il pozzo di petrolio appena realizzato. Si studia la fratturazione e si identificano le formazioni porose incontrate durante lo scavo, si localizzano le argille e si individuano i fluidi e la loro composizione. Inoltre, si verifica la percentuale dello spazio poroso occupata dal petrolio e gli altri idrocarburi. In sintesi, grazie all’interpretazione delle varie registrazioni, utilizzando le stime della porosità del giacimento, si potranno identificare i livelli mineralizzati con idrocarburi e quantificare i volumi di petrolio e gas presenti nel pozzo petrolifero e nei sedimenti rocciosi incontrati durante lo scavo.

Focus sicurezza

Le informazioni ricavate nel corso della perforazione del pozzo petrolifero sono utili anche per altri scopi. Alcune rilevazioni hanno un ruolo importante per la sicurezza delle installazioni, permettendo di verificare la qualità della cementazione che riveste le pareti del pozzo. In caso di anomalie, si può intervenire per tempo ed evitare che le infrastrutture subiscano danni gravi o addirittura irreparabili.

Durante la produzione

Anche quando il sito è in attività, il bisogno di informazioni non si esaurisce. Come possiamo conoscere quali parti del giacimento di petorlio sono più produttive? E quali sezioni producono acqua? Per determinare queste informazioni si inseriscono nel pozzo petrolifero due piccole turbine: dalla loro rotazione in fase di discesa e risalita si potrà determinare la velocità e la natura del fluido attraversato. I dati così ottenuti, uniti a quelle di altri sensori che rilevano la temperatura, la pressione e la percentuale di acqua negli idrocarburi, consentono agli ingegneri di analizzare il comportamento del pozzo durante la produzione. In questo modo è possibile aggiornare e controllare l’andamento del pozzo di petrolio per tutto il periodo di attività di estrazione.

Che fase se il pozzo non è verticale?

Quando il foro di un pozzo non è verticale non si può sfruttare la forza di gravità per calare gli strumenti all’interno del giacimento petrolifero. Di conseguenza, nei pozzi a grande deviazione o orizzontali, anziché utilizzare il cavo elettrificato si connettono gli strumenti di log alla batteria di perforazione. In casi molto complessi può essere utilizzata una tecnologia innovativa, il Compact Shuttle. In questo caso, gli strumenti di rilevazione sono calati all’interno di un’asta “garage” e, in fondo al pozzo di petrolio, sono espulsi. Dopodiché sono trascinati in superficie, attivando la fase di registrazione in risalita. I dati registrati sono archiviati nelle memorie delle strumentazioni e scaricati una volta giunti in superficie.

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