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Il primo metodo moderno di trivellazione petrolifera sviluppato da Edwin L. Drake nel 1859 è ancora in uso fino ad oggi, sebbene l'aumento della domanda di prodotti petroliferi abbia richiesto mezzi più efficienti per la produzione di petrolio. Il mondo ha usato 800 miliardi di barili di petrolio dal 1859 e le trivellazioni petrolifere sono diventate rapidamente un'industria in forte espansione. Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, le nuove tecnologie consentono ai perforatori di raggiungere le riserve di petrolio una volta considerate irraggiungibili.
Funzione
I pozzi di petrolio sono usati per pompare gas di petrolio greggio e petrolio da fonti sotterranee. Il petrolio greggio è un liquido altamente viscoso e di colore molto scuro. Allo stato semi-solido, il greggio diventa catrame. I geologi cercano sacche di petrolio greggio nei bacini sotterranei. Questi serbatoi possono essere sotterranei di centinaia e persino migliaia di piedi e possono essere raggiunti solo perforando sotto la superficie. Una volta che i trapani raggiungono il serbatoio, il cambiamento di pressione del petrolio greggio spara sulla superficie terrestre. Questo si chiama "produzione primaria". Questo processo può continuare per anni, ma la maggior parte dell'olio rimane nel serbatoio. Una volta che la pressione diminuisce, le compagnie petrolifere devono utilizzare le pompe per estrarre il greggio fino alla torre.
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Perforazione offshore
La trivellazione petrolifera in mare aperto è molto simile ad altri metodi usati a terra, tranne che i membri dell'equipaggio vivono spesso a bordo di queste enormi navi perforatrici. A profondità inferiori a 200 piedi (61 metri) vengono utilizzati speciali trapani ad olio chiamati "jack up rig". Una volta che la profondità raggiunge i 1.220 metri, i rig sono semi-sommergibili e sono ancorati al fondo dell'oceano con gambe piene d'aria. Esistono persino navi da perforazione che scavano a una profondità di 2.440 metri e utilizzano sofisticate apparecchiature di navigazione. Tuttavia, la perforazione petrolifera offshore è stata una piaga per l'ambiente nel corso degli anni. Le principali compagnie petrolifere vengono costantemente accusate di versare petrolio e sostanze chimiche tossiche nell'acqua, rilasciando gas nocivi nell'atmosfera e mettendo in pericolo la fauna selvatica vicino a questi siti di trivellazione. Ad esempio, Chevron ha pagato multe per quasi 10 milioni di dollari tra il 1992 e il 1997 per numerose violazioni del Clean Water Act.
Trapani rotanti
La tecnica prevalente di perforazione dell'olio oggi è la perforazione rotativa. Questo processo può essere riconosciuto da una torre di olio alta e da un giradischi rotante alla base. Un pezzo pesante è attaccato ad una lunghezza del tubo. Questa tubazione è segmentata e la profondità della punta può essere aumentata estendendo la lunghezza del tubo. La perforazione rotante richiede anche l'uso di un fango speciale che lubrifica la punta del trapano, rinforza i lati del foro di perforazione e aiuta a estrarre le talee di roccia. Il fango è una miscela di argilla, acqua e sostanze chimiche.
Perforazione orizzontale
Alcuni tipi di serbatoi sono raggiunti meglio attraverso la perforazione orizzontale. La perforazione direzionale, come una volta veniva chiamata, veniva utilizzata per la prima volta per raggiungere i giacimenti di petrolio o gas naturale una volta che la produzione primaria aveva corso su un giacimento di petrolio verticale. Forando in pendenza, deviando dai pozzi di petrolio verticali, i trapani potevano raggiungere una quantità maggiore della riserva. Una volta ci sono voluti quasi 2000 piedi per realizzare un pozzo orizzontale completo. Ora la tecnologia moderna ha migliorato il processo, consentendo curve di 90 gradi in meno di cento piedi. Un trapano orizzontale di successo può pompare quattro volte più olio di un pozzo verticale. Inoltre, il costo della perforazione orizzontale è leggermente inferiore su tutta la linea, in termini di rapporto produzione-costo. Un pozzo orizzontale può eseguire il lavoro di quattro pozzi verticali.
Foratura a percussione
La perforazione a percussione, chiamata anche perforazione con cavo, è un metodo semplice che risale ai primissimi trapani utilizzati negli anni 1850. Il terreno è rotto da una punta fissata a una puleggia e un cavo. La punta del trapano viene tirata in cima alla torre e lasciata cadere a terra ripetutamente. Questo processo frantuma la roccia in piccoli pezzi che possono essere eliminati per rivelare un profondo pozzo. La perforazione a percussione può raggiungere profondità di oltre 100 metri e con punte intercambiabili è possibile utilizzare per perforare quasi ogni tipo di superficie. Verso la fine del 1800, i siti di perforazione delle percussioni erano aiutati dai motori a vapore, ma in seguito furono sostituiti dal trapano rotante.