Исследование Техасского университета в Остине является первым опубликованным в научном журнале исследованием, в котором подробно рассматриваются сложные геологические условия, с которыми столкнулась бригада буровой установки Deepwater Horizon, и роль этих условий. в катастрофе 2010 года.
В результате взрыва скважины погибли 11 человек, а нефть изливалась в течение трех месяцев, в результате чего в Мексиканский залив вылилось около 4 миллионов баррелей нефти, прежде чем бригады успешно закрыли скважину. С тех пор исследователи и следователи сосредоточились в основном на инженерных решениях и ошибках, которые привели к выбросу, а также на экологических последствиях разлива нефти, ставшего одной из самых страшных экологических катастроф в стране. Но исследователи из Школы наук о Земле Джексона при Техасском университете с помощью тысяч страниц документов, обнародованных во время судебных исков и судебных разбирательств, собрали воедино то, как геологические условия на глубине более 2 миль под дном Персидского залива затрудняли бурение и приводили к инженерным решениям, которые способствовали обрушение скважины и последующий выброс.
Исследование, опубликованное 7 мая в Scientific Reports, документально подтверждает, среди прочего, значительное и резкое падение порового давления внутри породы вблизи забоя скважины, которое повлияло на решения, способствовавшие возникновению выброса.
«В документе рассказывается геологическая история катастрофы», - сказал Уилл Пинкстон, автор статьи, когда он получил степень магистра в школе Джексона. «Это высокоэффективная наука, и я очень рад охватить более широкую аудиторию людей, которые не думают об этих проблемах каждый день».
Инженерные и геолого-геофизические задачи, возникающие при бурении скважин на многие мили под поверхностью земли, чрезвычайно сложны. Одним из наиболее важных является поддержание давления внутри скважины таким образом, чтобы оно было выше давления жидкости внутри породы, но ниже напряжения, при котором порода разрушается. Если давление внутри скважины слишком высокое, это приведет к разрушению стенки скважины и попаданию бурового раствора в горную породу. Если давление в скважине ниже, чем давление флюида в породе, флюиды из окружающей породы будут поступать в скважину и потенциально вызывать выброс.
Для успешного бурения бригады используют буровой раствор, раствор, который можно смешивать до разного веса и консистенции, который циркулирует по всей скважине, чтобы помочь стабилизировать скважину и контролировать давление. Затем бригады выравнивают открытую скважину цементом и стальной обсадной трубой, чтобы изолировать обнаженную породу.
В случае буровой установки Transocean Deepwater Horizon, которая эксплуатировалась энергетической компанией BP во время аварии, поровое давление было очень высоким по всей скважине, но затем резко упало примерно на 1200 фунтов на квадратный дюйм в нижней части. Большая часть падения порового давления произошла на высоте 100 футов над целевым резервуаром на высоте 18 000 футов ниже уровня моря.
BP планировала временно отказаться от нефтяной скважины, первоначальной скважины на перспективном участке Макондо, до тех пор, пока она не сможет быть добыта в более поздние сроки, путем закупорки основания сталью и цементом. Однако резкое падение порового давления и связанное с этим снижение напряжения резко сузили диапазон вариантов герметизации скважины. Это привело к решению использовать неоднозначный пеноцемент низкой плотности, который не затвердел должным образом. Это стало ключевой причиной выброса скважины Макондо.
«Суть в том, что геологические условия привели к решению использовать специальный цемент, который оказался неудачным», - сказал Питер Флемингс, профессор школы Джексона и автор исследования. «Это решение стало первопричиной окончательного взрыва».
Флемингс был членом группы по обеспечению целостности скважин Deepwater Horizon, созданной тогдашним сотрудником США. Министр энергетики Стивен Чу поможет в ликвидации последствий стихийного бедствия.
Помимо описания условий давления и стресса в скважине, документ отображает геологические условия во всем подземном бассейне, чтобы показать, что падение давления не является уникальным событием в этой области.
«Макондо - это не одномерная проблема, - сказал Пинкстон. «Мы обнаружили доказательства крупномасштабной связи флюидов в бассейне, и это было бы трудно предсказать».
Хотя в документе не указывается ни одна причина катастрофы, Флемингс сказал, что он предлагает важную информацию для более широкого бурового сообщества.
«Одна из важных вещей в этой статье - собрать все данные в таблицу, чтобы общественность в целом могла понять принятые решения», - сказал Флемингс.
"В целом я считаю, что если инженеры и ученые-геологи будут лучше осведомлены о том, как связаны между собой давление, напряжение и инженерные решения, они будут принимать лучшие решения."
Исследование финансировалось Flemings и консорциумом UT GeoFluids. В этом исследовании использовались данные консорциума и проекта Института геофизики Техасского университета по осадконакоплению в бассейне Персидского залива. BP - одна из компаний, поддерживающих консорциум.