¿Qué sucede cuando explota un pozo de petróleo? Efectos de explosión

cuando un pozo de petróleo sopla , significa que petróleo a alta presión, gas natural y fluidos de formación han escapado del pozo en una erupción violenta e incontrolada que puede destruir la plataforma de perforación, generar un infierno visible a kilómetros de distancia y rociar hidrocarburos tóxicos por la tierra o el mar circundante. Un pozo que explota no es simplemente una fuga; está liberando la inmensa energía almacenada en un depósito subterráneo profundo, a menudo a presiones que exceden 10.000 a 15.000 libras por pulgada cuadrada (psi) , con fuerza suficiente para lanzar la tubería de perforación fuera del pozo como una jabalina y convertir toda la boca del pozo en un motor a reacción de combustible ardiendo. Entendiendo exactamente ¿Qué sucede cuando un pozo de petróleo explota? requiere examinar las fuerzas físicas que desencadenan el evento, la destrucción en cascada que sigue en segundos y horas, y las cicatrices ambientales y económicas duraderas que pueden persistir durante décadas.

La física de una explosión: por qué entra en erupción un pozo petrolero

Una explosión ocurre porque la presión de formación del yacimiento subterráneo supera la contrapresión hidrostática de la columna de lodo de perforación, y la preventor de reventones (BOP) en el fondo marino o en la superficie no logra sellar el pozo. En una operación de perforación estable, el pozo se llena con un fluido de perforación cuidadosamente pesado (una mezcla de arcilla, agua y barita) que ejerce una presión en el fondo del pozo ligeramente mayor que la presión de la formación rocosa que contiene petróleo y gas. Este sobreequilibrio evita que los fluidos del yacimiento ingresen al pozo. Según la norma API RP 59 del Instituto Americano del Petróleo, la presión hidrostática debe exceder la presión de formación por un margen de al menos 200 a 500 psi durante las operaciones normales. Cuando se pierde este equilibrio, tal vez porque el peso del lodo es demasiado bajo, la formación sufre una sobrepresión inesperada o la columna de lodo se retira durante un viaje fuera del pozo, el gas del yacimiento comienza a ingresar al pozo. Esta afluencia se llama patada. Si no se detecta la patada y el BOP no se activa a tiempo, el gas en expansión empuja la columna de lodo hacia arriba, reduciendo aún más la presión del fondo del pozo, y el influjo se acelera hasta convertirse en una explosión desbocada.

La energía que impulsa la explosión es asombrosa. Un yacimiento de gas profundo en 10.000 psi y una temperatura de 250°F (121°C) almacena una cantidad de energía potencial equivalente a una bomba grande. A medida que el gas asciende en el pozo, se expande rápidamente debido a la disminución de la cabeza hidrostática, multiplicando su volumen cientos de veces. Cuando este gas llega a la superficie, puede estar viajando a velocidades supersónicas, y una sola chispa (de un impacto metálico, un arco eléctrico o la superficie caliente de un motor) puede encenderlo y convertirlo en una llama de chorro que arde a temperaturas superiores. 2000°F (1093°C) . Este es el momento en que una operación de perforación se convierte en un desastre, y los primeros segundos definen el peligro inmediato para el personal y el equipo.

Las consecuencias inmediatas: incendio, explosión y nubes de gases tóxicos

Una vez que un pozo de petróleo explota y se enciende, la plataforma y el área circundante se convierten en segundos en un infierno insuperable, generando una bola de fuego que puede verse desde decenas de kilómetros de distancia y liberando una columna mortal de gas de sulfuro de hidrógeno si el yacimiento está amargo. La explosión inicial suele ser una nube de vapor: el gas que se escapa se mezcla con el aire y, cuando la relación combustible-aire alcanza el rango explosivo, detona con fuerza suficiente para lanzar equipo pesado a cientos de pies. La investigación del accidente de Deepwater Horizon realizada por la Junta de Seguridad Química de EE. UU. determinó que la primera explosión a bordo de la plataforma fue alimentada por gas metano que había ascendido a través del elevador marino y había entrado en el separador de lodo y gas y en las tomas de ventilación. La explosión mató 11 miembros de la tripulación instantáneamente y envió la plataforma multimillonaria al fondo del mar en 36 horas.

Para los pozos que contienen sulfuro de hidrógeno (gas amargo), la explosión libera un gas tóxico invisible y más pesado que el aire que puede matar a un ser humano con una sola respiración en concentraciones superiores. 500 partes por millón (ppm) . Las zonas de evacuación en caso de explosiones de gas amargo se extienden por millas alrededor del sitio del pozo, y las cuadrillas de respuesta deben usar aparatos de respiración autónomos. Incluso si el pozo no se enciende, el petróleo crudo expulsado puede llover sobre un área amplia, cubriendo la tierra, la vegetación y los cursos de agua con hidrocarburos espesos y pegajosos. comprensión ¿Qué sucede cuando un pozo de petróleo explota? significa reconocer que la amenaza no se limita al sitio de perforación inmediato; cae en cascada hacia afuera en un radio determinado por el viento, el terreno y la violencia de la erupción.

Devastación ambiental por la explosión de un pozo petrolero

La explosión de un pozo petrolero en alta mar libera petróleo crudo directamente al ambiente marino a un ritmo que supera la atenuación natural, creando una marea negra flotante que mata aves marinas, mamíferos marinos, larvas de peces y ecosistemas coralinos enteros. La explosión de Macondo en el Golfo de México en 2010 descargó una cantidad estimada 4,9 millones de barriles de petróleo crudo más de 87 días antes de que se tapara el pozo, según el Grupo Técnico de Tasa de Flujo reunido por el gobierno de Estados Unidos. Las imágenes de satélite rastrearon la superficie resbaladiza a medida que crecía hasta cubrir 40.000 millas cuadradas , y los estudios costeros documentaron la contaminación por petróleo a lo largo 1.300 millas de costa desde Texas hasta Florida. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) estimó que el derrame mató o hirió directamente a más de 100.000 aves marinas, 6.000 tortugas marinas y miles de millones de larvas de peces , y los efectos a largo plazo a nivel poblacional todavía se estudian años después.

En tierra, una explosión en un pozo de producción o durante una perforación puede contaminar el suelo y el agua subterránea durante décadas. El petróleo crudo contiene benceno, hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales pesados ​​que son tóxicos para los microbios del suelo y pueden migrar a los acuíferos. El costo de remediación de una única gran explosión en tierra puede exceder $100 millones , y es posible que el ecosistema natural no se recupere completamente hasta dentro de 30 a 50 años. Estas consecuencias ambientales duraderas son una parte central de la respuesta a ¿Qué sucede cuando un pozo de petróleo explota? , porque el derrame no desaparece cuando finalmente se controla el pozo; permanece en el ecosistema, moviéndose a través de la red alimentaria y alterando el paisaje para las comunidades humanas y silvestres.

Costos humanos y económicos de una explosión

Las explosiones son el tipo de accidente más mortífero en la industria de extracción de petróleo y gas, responsables de la mayoría de los incidentes con múltiples muertes, y las consecuencias financieras pueden llevar a la quiebra a empresas a través de obligaciones de limpieza, multas y pagos de compensación. La Oficina de Cumplimiento de la Seguridad y el Medio Ambiente de EE. UU. (BSEE) rastrea los incidentes de explosiones y ha informado que entre 2007 y 2019, las explosiones representaron más del 70% de las muertes en accidentes de perforación en alta mar en aguas federales. La causa inmediata de la muerte suele ser un traumatismo contundente por explosión, quemaduras o ahogamiento. Para los trabajadores que sobreviven, el trauma psicológico es duradero y muchos experimentan un trastorno de estrés postraumático (TEPT) mucho después del suceso.

El costo económico es igualmente asombroso. El desastre de Deepwater Horizon provocó que BP pagara más $65 mil millones en los costos totales, incluida la limpieza, las sanciones federales en virtud de la Ley de Agua Limpia, las evaluaciones de daños a los recursos naturales y las reclamaciones económicas de las empresas afectadas. Una sola explosión en tierra que contamine un suministro de agua municipal o obligue a la evacuación de una ciudad puede fácilmente ascender a cientos de millones de dólares. Estos costos son parte de ¿Qué sucede cuando un pozo de petróleo explota? porque repercuten en los mercados de seguros, los marcos regulatorios y el enfoque de la industria energética hacia la gestión de riesgos, lo que lleva a protocolos de seguridad más estrictos y diseños de pozos más sólidos.

Controlar y detener la explosión de un pozo petrolero

Detener una explosión requiere un enfoque múltiple: desplegar una pila de tapado en la boca del pozo dañado usando vehículos operados remotamente en aguas profundas, perforar uno o más pozos de alivio para cruzar el pozo original y bombear lodo pesado o, en casos extremos, usar explosivos para extinguir el fuego y redirigir el flujo. La pila de tapado es un enorme conjunto de válvulas activadas hidráulicamente que se puede bajar sobre la boca del pozo que brota en el fondo marino. Una vez fijadas en su lugar, las válvulas se cierran lentamente y el flujo del pozo se captura y desvía a recipientes de superficie. Durante la respuesta de Macondo, se instaló con éxito una pila de limitación el día 87 , deteniendo el flujo temporalmente, pero fue el pozo de alivio, completado el día 107 , que mató permanentemente el pozo al bombear cemento al depósito a miles de pies por debajo del lecho marino.

La perforación de pozos de alivio es la solución definitiva porque intercepta el pozo de soplado muy por debajo de la superficie y establece comunicación hidráulica directa con la formación. Los ingenieros bombean lodo de perforación denso al yacimiento, superando la presión de la formación y deteniendo el ingreso de petróleo y gas. Luego se inyecta cemento para sellar permanentemente el pozo. Todo el proceso puede llevar meses porque el pozo de alivio debe perforarse hasta un objetivo preciso con una precisión de unos pocos pies a profundidades de varios kilómetros. Este cuidadoso trabajo de ingeniería es la respuesta más fiable para detener el violento espectáculo de ¿Qué sucede cuando un pozo de petróleo explota? , pero es angustiosamente lento para que las comunidades y los ecosistemas absorban el daño actual.

Preguntas frecuentes sobre explosiones de pozos petroleros

¿Cuál es la diferencia entre una patada y un reventón?

Una patada es la entrada inicial de fluidos de formación al pozo, que, si se detecta mediante el monitoreo del volumen del tajo y el caudal, puede circular hacia afuera de manera segura usando el BOP. Una explosión es la escalada incontrolada de esa patada después de que fallan las barreras de presión primarias, lo que resulta en un flujo sin obstáculos hacia la superficie. Cada reventón comienza como una patada, y una respuesta rápida y correcta a una patada evita la progresión catastrófica.

¿Se puede predecir una explosión antes de que ocurra?

Las explosiones no se pueden predecir con certeza, pero las condiciones que las provocan (presión de formación anormalmente alta, peso de lodo inadecuado y componentes de BOP que funcionan mal) se pueden identificar mediante prácticas de perforación cuidadosas y monitoreo en tiempo real. Las plataformas modernas utilizan sensores avanzados de presión durante la perforación y sistemas automatizados de detección de impulsos que alertan al perforador sobre un influjo en cuestión de segundos, brindando la oportunidad de cerrar el pozo antes de que se produzca una explosión.

¿Cuánto tiempo se tarda en limpiar después de la explosión de un pozo petrolero importante?

La limpieza física del petróleo visible en playas y marismas puede llevar uno a cinco años , pero la recuperación ecológica puede llevar décadas. Las capas de petróleo sumergidas y las bolas de alquitrán erosionadas pueden resurgir durante años después de que el derrame visible haya desaparecido. La restauración de las pesquerías y las poblaciones de aves suele tardar entre 10 y 30 años, y es posible que algunos hábitats sensibles, como las comunidades de coral de aguas profundas, nunca vuelvan completamente a su estado anterior al derrame.

¿Qué sistemas de seguridad se supone que deben evitar que un pozo explote?

Las principales barreras de seguridad son la columna de fluido de perforación y la pila de prevención de reventones. El BOP consta de múltiples conjuntos de potentes arietes que pueden cortar la tubería de perforación y sellar completamente el pozo, preventores anulares que se cierran alrededor de cualquier forma y módulos de control que activan los arietes hidráulicamente. Cuando se mantienen y prueban de acuerdo con el estándar API 53, las pilas de BOP son altamente confiables, pero la investigación de Deepwater Horizon reveló que una batería defectuosa, un solenoide mal cableado y un programa de prueba omitido contribuyeron a que el BOP no se cerrara cuando se activaba.

Agarrando ¿Qué sucede cuando un pozo de petróleo explota? revela una cadena de acontecimientos que comienza con un desequilibrio de presión a miles de pies bajo tierra y termina con un infierno en la superficie, una mancha de petróleo que se extiende por el océano y una larga y difícil campaña para recuperar el control. Es un recordatorio de que la extracción de combustibles fósiles de yacimientos profundos y de alta presión conlleva un riesgo inherente que exige vigilancia constante, ingeniería rigurosa y disposición para responder al peor de los casos cada vez que gire una broca.