In questi mesi ci stiamo rendendo conto di quanto siamo dipendenti dal gas. In questo articolo vogliamo spiegarvi come si estrae, quello che si fa prima delle perforazioni, come si fanno le perforazioni, e cosa si fa una volta che il gas è stato estratto.
Trovare un giacimento infatti non è così scontato: spesso si pensa che gli idrocarburi si trovino in “laghi sotterranei”, invece no. Il gas, come il petrolio, si trova intrappolato nelle rocce, tra i micro pori delle rocce, chiamate rocce serbatoio, coperte da uno strato impermeabile, solitamente argilla, che ne blocca la risalita. Gli esploratori (geologi, geofisici) per trovare il gas devono prima identificare queste "trappole" che si trovano a migliaia di metri di profondità, e prima di effettuare le perforazioni per estrarlo sono necessari dei complessi e costosi studi geologici e geofisici del sottosuolo. Questi studi hanno un obiettivo preciso, quello di creare un modello digitale 3D del sottosuolo.
Sismica a riflessione
Per creare un modello 3D del sottosuolo viene eseguita una sorta di ecografia del terreno, con una tecnica chiamata sismica a riflessione, che, grazie alla riflessione delle onde sismiche, riesce a ricostruire la geologia del sottosuolo e a identificare potenziali giacimenti di gas.
Una volta individuata una trappola ne viene studiata la struttura e le dimensioni e, dopo una serie di passaggi e di prime verifiche, si procede con la perforazione di un pozzo esplorativo il cui obiettivo è di verificare l'effettiva presenza di gas.
Se il pozzo esplorativo fornirà un esito positivo (mostrando che il gas c’è), bisogna stimare con una buona approssimazione il volume di gas presente. Perché questo? Facciamo un esempio: mettiamo il caso che una azienda petrolifera procede con la realizzazione di un un piano di produzione (pozzi, piattaforme, stabilimenti, metanodotti, personale), il cui costo è 1 miliardo di euro (cifra simbolica). Nel caso in cui il giacimento contenesse una quantitativo di gas inferiore alle aspettative, e i cui ricavi fossero inferiori a 1 miliardi di euro, non sarebbe economicamente vantaggioso. Ecco perché le grandi compagnie petrolifere eseguono quella che è definita fase di “appraisal”, cioè la perforazione di altri pozzi, detti di delimitazione, che hanno l’obiettivo di verificare concretamente l’estensione laterale e verticale del giacimento.
Con i dati ottenuti dai pozzi aggiuntivi (attraverso elaborazioni geologiche, modellizzazioni e simulazioni dinamiche di giacimento), si riesce così a valutare l’effettiva dimensione del giacimento e una stima abbastanza precisa del volume di gas presente. Se i volumi di gas sono abbastanza grandi da rendere la produzione vantaggiosa dal punto di vista economico, allora si passa alla fase successiva, cioè il piano di sviluppo. Questa fase consiste in tante attività, come definire il numero di pozzi di produzione (cioè il numero di pozzi che andranno effettivamente a tirar fuori il gas), la loro posizione, la loro traiettoria, il tipo di pozzo, le facilities (l’insieme di tutte le infrastrutture necessarie all’estrazione, al trattamento e al trasporto del gas). Insomma, prima di andare a estrarre il gas c’è un lavoro enorme a monte, che può durare diversi anni e che necessita di capitali enormi.
Come si perfora un pozzo?
Per la perforazione delle rocce si usa uno scalpello rotante, un utensile con tre teste coniche di materiali durissimi, che è fissato all’estremità di una serie di aste avvitate tra di loro, lunghe circa 12-15 m e aggiunte via via che lo scavo avanza.
Le aste sono sostenute da una torre chiamata derrick, e sono fatte ruotare da una piastra collegata a un motore elettrico. Le aste sono vuote, perché al loro interno circola un fango che lubrifica e raffredda lo scalpello e che, ritornando in superficie, porta con sé i detriti della frantumazione (cuttings). Il foro viene poi rivestito da tubi d’acciaio, cementati alla roccia (il cosiddetto casing), per prevenire frane o fughe, e man mano che si scende il diametro del pozzo passa dai 70 cm iniziali a circa 10 cm.
I pozzi raggiungono solitamente una profondità tra i 2 e i 6 km, dove la pressione è molto alta (parliamo di centinaia di atmosfere). Al loro completamento viene installata in superficie una valvola chiamata “testa pozzo”, che permette di controllare la pressione in uscita del gas, oltre a prevenire il rischio di violente fuoriuscite di gas in pressione. In realtà il sistema di sicurezza è più avanzato: solitamente c’è anche una valvola di sicurezza posta all’ interno del pozzo, sul cosiddetto tubo di produzione, a circa 100 m di profondità, nel caso di malfunzionamenti della testa pozzo.
Che succede al gas una volta tirato fuori?
Un volta estratto il gas viene trattato negli impianti di trattamento. Il gas naturale, infatti, può avere una composizione molto variabile. In Adriatico per esempio abbiamo un gas “pulito”, nel senso che ha alta concentrazione di metano ( > 99%); in questo caso il trattamento consiste in un processo di disidratazione per separare la poca umidità naturale del gas dal metano stesso. In altri giacimenti, invece, il gas naturale è mischiato a CO2, azoto e altri gas, per cui il trattamento è più complesso, articolato e costoso. Una volta trattato e raggiunte le specifiche di pulizia e potere calorifico per poter essere utilizzato dall’utente finale (dal forno di casa alla centrale di generazione elettrica), viene poi immesso nella rete di trasporto, vale a dire (principalmente) nei metanodotti.
