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Studiare il giacimento con il microscopio di profondità

Marzo 2015

Durante la fase di scavo di un pozzo petrolifero, e anche in quelle successive, molta attenzione è posta alla caratterizzazione e alle analisi dei dati mineralogici e petrofisici. È fondamentale conoscere nel dettaglio dati quali porosità, densità, fattore fotoelettrico, radioattività naturale degli strati profondi del sottosuolo che sono attraversati durante le fasi di perforazione di pozzi per l’estrazione di gas e di petrolio.

Strati del terreno da analizzareRadiazioni positive

La tecnologia impiegata, mutuando i progressi fatti in campo biomedico, sfrutta apparecchiature contenenti sorgenti radiogene, che sono calate nelle profondità del pozzo di petrolio all’interno di speciali sonde sigillate. In pratica si introduce nel pozzo una sorgente di neutroni che analizza le pareti di roccia. Un’operazione semplice (almeno in apparenza) che è presto divenuta una prassi comune a tutta l’industria petrolifera mondiale per la bontà dei risultati che ottiene.

Come funziona il microscopio di profondità

Questo sistema permette di effettuare una fotografia degli strati rocciosi attraversati misurando la quantità di raggi gamma indotti dai neutroni emessi dalla sorgente. La componente radiogena reagisce con l’idrogeno presente nel terreno e permette di individuare sacche di acqua e idrocarburi dalla superficie. È un sistema molto efficace, poiché l’idrogeno è un elemento chimico presente sia nell’acqua sia negli idrocarburi, tutt’e due sempre presenti in un giacimento. Così è possibile calcolare la percentuale dei fluidi presenti (sia acqua sia greggio) e, conseguentemente, risalire alla porosità delle rocce in esame.

Contenitori isolati e protetti

Le sorgenti radiogene devono essere trattate con estrema attenzione e cura, a cominciare dalle caratteristiche costruttive dei contenitori. Questi involucri sono composti da diversi rivestimenti e da più strati di acciai inossidabili speciali o di titanio, appositamente progettati e costruiti sia per resistere a pressioni molto elevate che per garantire il loro isolamento e la protezione della sorgente.

Il caso di Tempa Rossa

Nelle attrezzature impiegate a Tempa Rossa, per esempio, la sorgente è posta in un involucro cilindrico con doppia parete: la prima in ceramica alluminizzata e la seconda in una speciale lega metallica denominata Kovar. L’involucro con il generatore di neutroni è ulteriormente protetto da un primo tubo in acciaio inox molto spesso, contenente un gas isolante, e da un secondo involucro cilindrico sigillato ermeticamente, che contiene il sistema di alimentazione elettrica del generatore. I tre involucri di protezione, però, non sono semplicemente giustapposti ma sono stati pensati, progettati e realizzati come un unico, integrale, sistema di contenimento della sorgente radiogena contenuta nel rivelatore. In questo modo, nel suo viaggio verso il giacimento di petrolio, la sonda non subirà danni di alcun tipo.

Attivazione a comando

Il costante sviluppo tecnologico dell’industria petrolifera dà modo di utilizzare attrezzature sempre più avanzate, all’interno delle quali sono presenti sorgenti basate su sostanze radioattive naturali con un’attività sempre più bassa. Inoltre, gli involucri impiegati consentono di attivare la sorgente solo quando è in posizione: una soluzione impiegata con successo anche a Tempa Rossa che fornisce ulteriore livello di sicurezza per tutti coloro che operano nelle vicinanze del pozzo di petrolio. A ulteriore protezione, poi, va considerata la presenza di almeno un interruttore di emergenza a ripristino locale che, se attivato, impedisce al generatore di emettere neutroni. Per proteggere i lavoratori impegnati nelle operazioni di rilevamento, infine, il protocollo di sicurezza delle operazione prevede che prima di estrarre il generatore di neutroni dal pozzo di petrolio debbano trascorrere almeno 30 minuti dalla fine dell’irraggiamento.

Studio dei risultatiVigilanza umana

La normativa vigente richiede la presenza di un Esperto Qualificato in radioprotezione che assista le società specializzate che svolgono queste attività nelle diverse fasi. Si tratta di una garanzia di protezione voluta dal legislatore per assicurarsi del corretto rispetto delle procedure e degli standard di sicurezza. La presenza dell’Esperto, infatti, consente una verifica puntuale delle condizioni ambientali, delle schermature e la stima delle eventuali dosi radiogene che potrebbero essere ricevute dal personale coinvolto nelle operazioni nel sito di estrazione petrolifera. Considerando tutti questi parametri, l’Esperto Qualificato è in grado di stilare un manuale che da un lato individua le singole fasi di lavoro e dall’altro fissa particolari vincoli e fornisce indicazioni relative alla specifica situazione di lavoro.

Trasporto

Particolare attenzione è posta anche alla fase di trasporto della sorgente, anch’essa delicata al pari dell’analisi del pozzo di petrolio. I trasporti delle sorgenti devono essere effettuati mediante idonei contenitori schermati che devono viaggiare accompagnati da una documentazione tecnica precisa. Inoltre, le sorgenti radiogene devono essere stoccate in ambienti deputati, distanti dalle aree di lavoro e di scavo del pozzo petrolifero e realizzati rispettando restrittivi parametri di sicurezza. Il tutto tenendo sempre informate le amministrazioni e le autorità preposte al controllo.

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