science >> Wetenschap >  >> Natuur

Onderwatermodderstromen vormen de grootste bedreiging voor offshore-boringen, en energiebedrijven zijn er niet klaar voor

Actieve huurovereenkomsten voor olie- en gasboringen in de Golf van Mexico. Krediet:BOEM

Zoals generaals plannen maken voor de laatste oorlog, managers van oliemaatschappijen en overheidsinspecteurs zijn geneigd te geloven dat, omdat ze de olieramp met BP Deepwater Horizon in 2010 hebben overleefd, ze zijn klaar voor alle onvoorziene omstandigheden. Vandaag breiden ze het boren in diepere en diepere wateren uit, en de regering-Trump stelt meer offshore-gebieden open voor productie.

In feite, echter, het worstcasescenario voor een olieramp is dat je de controle over een enkele put niet verliest, zoals gebeurde bij de BP-ramp. Er zou veel meer schade worden aangericht als een of meer van de ongeveer duizend productieplatforms die nu de Golf van Mexico bedekken zonder waarschuwing zouden worden vernietigd door een diepzeemodderstroom.

In plaats van één beschadigde bron, een modderstroom zou een wirwar van pijpen achterlaten, begraven onder een gigantische massa sedimenten. Het zou onmogelijk zijn om de afvoer te stoppen met doppen of pluggen, en er zou weinig hoop zijn om tientallen hulpputten te voltooien om de lozing van beschadigde putten te stoppen. Olie kan tientallen jaren stromen.

Dit scenario heeft zich al voorgedaan, en we zien de resultaten bij een bron in Louisiana, eigendom van Taylor Energy, die olie lekt sinds 2004. Op basis van deze ramp en mijn 30 jaar ervaring met het bestuderen van diepzee-olie- en gassijpelingen, Ik ben van mening dat regelgevers en energiebedrijven veel meer zouden moeten doen om dergelijke rampen op andere locaties te voorkomen.

Onderwater lawines

Troebelstromen kunnen worden veroorzaakt door aardbevingen, instortende hellingen en andere geologische verstoringen. Eenmaal in beweging gezet, het troebele water stroomt naar beneden en kan de fysieke vorm van de zeebodem veranderen. Krediet:NOAA

De modderstroom die het Taylor Energy-lek veroorzaakte, stond niet op zichzelf. Veel belangrijke kenmerken van de continentale helling van de Golf van Mexico - waar de zeebodem van de buitenrand van het continent naar de diepe oceaanbodem afdaalt - werden gevormd toen die helling het begaf. Hun bathymetrische contouren vertonen onmiskenbare tekenen van enorme modderstromen in het verleden.

Ondanks generaties van olieproductie, de sedimentaire lagen van de noordelijke Golf herbergen nog steeds miljarden vaten olie. Het moderne, los materiaal dat bovenop deze gesteentelagen ligt is ook gevoelig voor bezwijken, die een fenomeen genereert dat bekend staat als troebelheidsstromen. Dit zijn enorme lawines van glijdend materiaal dat gedeeltelijk in water hangt, die kilometers met verbazingwekkende snelheid kan reizen.

Een van de meest bekende troebelheidsstromen vond plaats in 1929 na een aardbeving met een kracht van 7,2 op de schaal van Richter nabij de Grand Banks van Newfoundland. De resulterende glijbaan verplaatste meer dan 40 kubieke mijl materiaal, reizen met 50 mijl per uur voor maximaal 300 mijl.

Boren op wankele grond

In 2004 veroorzaakten stormvloed en monstergolven van orkaan Ivan de enorme modderstroom die het Taylor Energy-platform vernietigde, een verouderingsfaciliteit genaamd MC20A, gelegen op ongeveer twaalf mijl van de Birdfoot Delta van de Mississippi-rivier. Ingenieurs van het bedrijf beweren dat het slechts drie stromende putten had voordat het werd omvergeworpen. De putten waren uitgerust met ondergrondse veiligheidskleppen die naar verluidt waren afgesloten toen het platform voor de storm werd geëvacueerd.

Hoe een diepzee offshore booreiland werkt.

Deze kleppen hebben het blijkbaar niet gedaan, omdat er sinds de modderstroom van 2004 kilometerslange olievlekken op de wateren zijn waargenomen. Ondanks jarenlange inspanningen en uitgaven van meer dan 230 miljoen dollar, er stroomt nog steeds olie van onder de poten van het neergestorte platform met een omvang die ik schat op ten minste 100 vaten per dag. Deze gebeurtenis is de langste olieramp in de Amerikaanse geschiedenis.

In diepere wateren, moderne platforms zijn speciaal ontworpen om orkanen te weerstaan. Echter, aardbevingen komen ook voor in de noordelijke Golf. Het National Earthquake Information Centre had vóór 2009 acht aardbevingen in de regio geregistreerd. met magnitudes van 3,2 tot 5,9. Op 6 mei, In 2018 vond een gebeurtenis met een kracht van 4,6 plaats op een diepte van 6500 voet.

Nieuwere versies van ondergrondse veiligheidskleppen op deze platforms zijn bedoeld om automatisch te beschermen tegen stormen of aanvaringen van schepen. Modderstromen gegenereerd door aardbevingen vertegenwoordigen krachten op een geheel andere schaal. Zodra een stroom begint, het kon tientallen mijlen reizen, het produceren van een onstuitbare golf die alle platforms en pijpleidingen zou vernietigen die op zijn pad lagen.

Moderne diepwater olie- en gasplatforms doen in elk opzicht het MC20A-platform van Taylor Energy in de schaduw. Ze bevinden zich op honderd mijl of meer van het land in water dat 10 of 20 keer dieper is. Typisch, platforms bedienen een knooppunt van pijpleidingen en robotgestuurde constructies die tal van putten van andere olievelden die 25 mijl of verder verwijderd kunnen zijn, met elkaar verbinden. Ze zijn ontworpen voor piekproductiesnelheden van 100, 000 tot 200, 000 vaten olie per dag.

Onderwaterelementen in de Mississippi-delta, in 1980 in kaart gebracht. Honderden pijpleidingen doorkruisen dit voor modderstromen gevoelige gebied. Krediet:Nodine et al., 2007

Platforms gebruiken om risico's te bewaken

Hoe moeten planners zich voorbereiden op dit gevaar? Een studie van het ministerie van Binnenlandse Zaken uit 2007 analyseerde het gevaar en stelde richtlijnen voor voor het beoordelen van risico's voor platforms en pijpleidingen, te beginnen met studies om gebieden met een steile of onstabiele bodem te identificeren. Het bureau heeft onlangs een digitale kaart van de diepere wateren van de noordelijke Golf vrijgegeven die sporen van modderstromen in het verleden toont met grafisch realisme. Het falen van hellingen en troebelheidsstromen maken echt deel uit van de natuur van de Golf.

Ironisch, echter, de kaart dekt geen gebieden dichter bij de kust. Ons meest uitgebreide overzicht van modderafzettingen voor de kust van de Mississippi-delta dateert uit de jaren tachtig, maar in de afgelopen 40 jaar hebben ontwikkeling en baggeren het sedimentverlies uit de Delta versneld. Deze sedimentbelasting nabij de kust vormt een dreigend risico, net als snowpack in lawineland.

Het Deltagebied van de Golf wordt doorkruist door honderden kilometers aan oliepijpleidingen en tientallen nog steeds producerende olieplatforms. Zoals de studie van het ministerie van Binnenlandse Zaken uit 2007 aantoonde, deze structuren lopen gevaar voor door orkaan gegenereerde modderstromen. Het verkrijgen van bijgewerkte onderzoeksinformatie met behulp van moderne methoden zou een topprioriteit moeten zijn.

Er zijn ook manieren om risico's in diepere gebieden te beoordelen, inclusief zones zoals de Atlantische kust waar de regering-Trump de offshore-exploratie en uiteindelijke olieproductie wil uitbreiden. Deze kust wordt ook gekenmerkt door onderzeese canyons gevormd door troebele stromingen.

Oliemaatschappijen geven miljarden dollars uit om offshore-platforms te installeren en te exploiteren, maar verzetten zich doorgaans tegen verzoeken om hun infrastructuur te gebruiken voor het monitoren van het mariene milieu. Als ze zouden kunnen worden overgehaald om mee te werken, een optie zou zijn om netwerken van seismometers op de oceaanbodem te installeren om te luisteren naar aardbewegingen die op risicovolle instabiliteit kunnen wijzen. Deze systemen kunnen gegevens terugsturen naar het land via de snelle communicatiesystemen van de platforms. Platforms kunnen ook worden gebruikt om de warmte-inhoud van de Golfwateren te bewaken, onderzoek naar omstandigheden die de snelle intensivering van orkanen bevorderen.

Volgens mij, Amerikaanse regelgevers en energiebedrijven hebben onvoldoende aandacht besteed aan verborgen kwetsbaarheden en langetermijnrisico's in onze fossiele brandstofeconomie. Maar het aanpakken van dit probleem kan echte voordelen opleveren. Het uitvoeren van studies om onstabiele hellingen te identificeren, zal ons begrip van de zeebodem verbeteren. Monitoring op kritieke waarschuwingssignalen van stormen zal kustgemeenschappen helpen zich voor te bereiden. Betere technologie kan offshore-infrastructuur duurzamer maken, en geïnformeerde regelgeving kan de offshore-industrie waakzamer maken. Dit zou het beste scenario zijn.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.