Arctic drilling technologies : challenges, state of art, riser analysis on Scarabeo8

Surveys from the USGS ( United States Geological Survey ), geology based and probabilistic analyses have assessed that the 13-14% of the world’s undiscovered oil and about the 30% world’s undiscovered natural gas are held in the Arctic region and more than 80% of the resources are estimated to be offshore. This great amount of hydrocarbon potential combined with the continuing Increase of oil price and the drastic melting of glaciers due to global warming, have recently moved the interest of the global petroleum industry on this region. The unique characteristics of this area require great investment in new technologies that will allow drilling in its harsh conditions. In fact, the Arctic environment is one of the most challenging of the world and it is featured by an extremely sensitive environment that would not allow any fluid spill into it. This document analyses the main challenges related to the development of the Arctic and the possible solution proposed by the technology state of art. Different sites are defined and technical solutions are proposed to face safely the challenging conditions. In the second part of the paper, the Scarabeo 8 semisubmersible is deeply analysed and a riser analysis is performed in the water of the Barents Sea on field Goliat. This document describes the riser technology and shows a riser string configurations comparison. Once the best designed string is found, a Sensitivity analysis is modelled in order to define the environmental limits in the Norwegian Arctic that would allow safe drilling according to the API standards.

Risultati di studi recentemente promossi dall’agenzia USGS (United States Geological Survey ) affermano che le formazioni delle regioni artiche imprigionino una quantità pari al 13-14% del totale del risorse petrolifere e più del 30% delle risorse di gas naturale ancora da scoprire nel globo. Una grande quantità di queste, corrispondente all’80%, è stimata in formazioni offshore. Questa grande quantità di potenziale di risorse idrocarburiche, unitamente al continuo aumento dei prezzi del petrolio e la progressiva diminuzione dell’estensione media della superficie del ghiaccio perenne dovuto al surriscaldamento globale, ha causato recentemente forte interesse da parte dell’industria globale del petrolio. L’unicità dell’ambiente Artico è rappresentata da condizioni ambientali estreme con temperature medie invernali inferiori a -40°C e da ecosistemi estremamente fragili, che richiedono grandi investimenti in grado di riempire le lacune tecnologiche che consentano di sviluppare pozzi petroliferi e impianti di produzione in sicurezza per l’ambiente e per il personale. Dopo un’introduzione storica, il documento caratterizza l’area artica da un punto di vista geografico, ambientale e biologico, approfondendo la questione dello scioglimento dei ghiacci a causa del surriscaldamento globale. Successivamente vengono delineate sei zone artiche principali delle quali vengono analizzate le caratteristiche fondamentali, il potenziale idrocarburico e i competitors maggiormente impegnati al loro sviluppo. Vengono delineate le maggiori criticità legate allo sviluppo artico e lo stato dell’arte delle soluzione tecniche associate viene proposto sottolineandone peculiarità e criticità. La seconda parte del documento riporta il processo di riser analysis che è stato applicato al semisommergibile Scarabeo8 operante nel settore norvegese nel mare di Barents, associato al giacimento Goliat, utilizzando il software DeepWater. Dopo una caratterizzazione dell’ambiente e un’introduzione alla tecnologia riser, l’analisi confronta differenti configurazioni di colonne riser e ne analizza il comportamento in condizioni di perforazione e in condizioni di distacco in emergenza. La migliore configurazione viene successivamente sottoposta a un’analisi di sensitività variando le condizioni marine a cui è sottoposto il sistema vascello-riser. Per ultimo considerazioni tecniche vengono effettuate unitamente a un’analisi della risposta in frequenza del sistema e vengono riportate le condizioni marine critiche che portano a instabilità il sistema.