Analisi quantitativa del rischio blowout e interventi di mitigazione per pozzi a olio in acque profonde

The Macondo well blowout on 20th April 2010 revealed how the industry was not prepared to face deepwater subsea blowouts, admitting the need of a new approach to offshore environmental risk management and the development of new intervention technologies. This thesis work is based on the study of deepwater oil wells blowout and possible intervention methods, applicable in the well area during the well blowout. The study aims to quantify blowout risk and its mitigation during drilling phase and after the blowout occurred, considering common intervention methods (capping stack, relief well) and two innovative technologies developed and patented by Eni, called Blowstop and Rapid CUBE. The analysis introduces new information about post-blowout events involving floating drilling rigs, with their probability and time of occurrence; applicability, success and intervention time for each technology are also considered. Under these circumstances, the applied method is a Quantitative Risk Analysis, which could be outlined in a single Bow-tie diagram. In particular, the study considers at first an Event Tree Analysis, starting from different blowout scenarios and depicting all the possible combinations of post-blowout events and interventions, which can lead to their final oil spill scenarios. Through a Decision Tree Analysis, it is then calculated every expected risk value for different intervention scenarios, in terms of volume and oil spill cost; consequently, expected risk mitigation values are obtained for each technology. Results are achieved both with a deterministic and a stochastic approach, by using input data with a triangular distribution and Monte Carlo simulations. The Quantitative Risk Analysis object of this thesis completes an Environmental Risk Assessment for deepwater well blowouts, through the integration with further risk analysis and assessment methods currently available to Eni. This integrated approach allows to quantify and the evaluate not only the blowout risk, but also the intrinsic value of possession and use of risk mitigation technologies, of their past investments and their possible future developments.

Il blowout del pozzo Macondo del 20 Aprile 2010 ha rivelato come l'industria petrolifera non fosse preparata nella risposta ad un blowout sottomarino in acque profonde, esprimendo il bisogno di un nuovo approccio alla gestione del rischio ambientale, nonché dello sviluppo di nuove tecnologie di intervento. Nel presente lavoro di tesi vengono esaminati l’eruzione incontrollata (blowout) di pozzi a olio in acque profonde e gli interventi in pozzo di possibile applicazione a seguito dell’incidente. La tesi si propone l’obiettivo di quantificare il rischio blowout e la sua mitigazione nella fase di perforazione del pozzo e a incidente avvenuto, considerando le principali tecnologie comunemente utilizzate (capping stack, relief well) e due tecnologie innovative sviluppate e brevettate da Eni, denominate Blowstop e Rapid CUBE. L’analisi svolta aggiunge nuove informazioni riguardanti gli eventi successivi al blowout che coinvolgono l’impianto di perforazione galleggiante, nelle loro probabilità e tempistiche di accadimento. Sono inoltre oggetto di analisi l’applicabilità, il successo e la tempistica degli interventi considerati. Sotto queste ipotesi, il metodo applicato è quello dell’analisi quantitativa di rischio, rappresentabile all’interno di un diagramma di Bow-tie. Lo studio prevede un’analisi all’albero degli eventi dei diversi scenari di blowout, al fine di considerare le possibili combinazioni degli eventi successivi e degli interventi che portano agli scenari finali di sversamento. Attraverso un’analisi all’albero delle decisioni sono ricavati dapprima i valori attesi di rischio blowout per diversi scenari di intervento, in termini di volume e di costo dello sversamento; quindi i valori attesi di mitigazione del rischio per ogni tecnologia. I risultati sono stati ricavati sia mediante un approccio deterministico che con un approccio stocastico, per mezzo di simulazioni Monte Carlo. Il lavoro completa così un più ampio studio di analisi e valutazione del rischio ambientale a seguito di un blowout, possibile grazie all’integrazione di tale analisi all’interno dei metodi di analisi e valutazione del rischio ad oggi a disposizione di Eni. L’utilizzo del suddetto approccio integrato permette la quantificazione e la valutazione non solo del rischio blowout, ma anche del valore intrinseco derivante dal possedimento e dall’utilizzo delle tecnologie di mitigazione, dei loro investimenti passati e dei loro possibili sviluppi futuri.