Il primo metodo moderno di trivellazione petrolifera sviluppato da Edwin L. Drake nel 1859 è ancora utilizzato fino ad oggi, sebbene l'aumento della domanda di prodotti petroliferi abbia richiesto mezzi più efficienti di produzione di petrolio. Il mondo ha utilizzato 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 trivellatori di raggiungere riserve di petrolio un tempo considerate irraggiungibili.
Funzione
I pozzi petroliferi vengono utilizzati 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 semisolido, il petrolio greggio diventa catrame. I geologi cercano sacche di petrolio greggio in giacimenti sotterranei. Questi serbatoi possono essere centinaia e persino migliaia di piedi sottoterra e possono essere raggiunti solo perforando sotto la superficie. Una volta che le trivelle raggiungono il giacimento, il cambiamento di pressione invia il petrolio greggio alla superficie terrestre. Questa è chiamata "produzione primaria". Questo processo può continuare per anni, ma la maggior parte del petrolio rimane ancora nel serbatoio. Una volta che la pressione si è abbassata, le compagnie petrolifere devono usare le pompe per tirare il petrolio greggio fino alla torre.
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Perforazione offshore
La trivellazione petrolifera offshore è molto simile ad altri metodi utilizzati a terra, tranne per il fatto che i membri dell'equipaggio spesso vivono a bordo di queste enormi navi di perforazione. A profondità inferiori a 200 piedi (61 metri) vengono utilizzate speciali trivelle petrolifere chiamate "jack up rig". Una volta che le profondità raggiungono i 4.000 piedi (1.220 metri), le piattaforme sono semisommergibili e sono ancorate al fondo dell'oceano con gambe piene d'aria. Ci sono persino navi da perforazione che scavano a profondità di 8.000 piedi (2.440 metri) e utilizzano sofisticate apparecchiature di navigazione. Tuttavia, la trivellazione petrolifera offshore è stata una piaga per l'ambiente nel corso degli anni. Le principali compagnie petrolifere sono costantemente accusate di versare petrolio e sostanze chimiche tossiche nell'acqua, rilasciare gas nocivi nell'atmosfera e mettere in pericolo la fauna selvatica vicino a questi siti di trivellazione. Ad esempio, la Chevron ha pagato quasi 10 milioni di dollari di multe tra il 1992 e il 1997 per numerose violazioni del Clean Water Act.
Perforazione a rotazione
La tecnica più diffusa di perforazione petrolifera oggi è la perforazione a rotazione. Questo processo può essere riconosciuto da una torre di tall oil e un giradischi rotante alla base. Un pezzo pesante è attaccato a un pezzo di tubo. Questa tubazione è segmentata e la profondità di perforazione può essere aumentata estendendo la lunghezza del tubo. La perforazione a rotazione richiede anche l'uso di un fango speciale che lubrifica la punta del trapano, rinforza i lati del foro e aiuta a estrarre i frammenti di roccia. Il fango è una miscela di argilla, acqua e sostanze chimiche.
Foratura orizzontale
Alcuni tipi di serbatoi si raggiungono meglio attraverso la perforazione orizzontale. La perforazione direzionale, come veniva chiamata una volta, veniva inizialmente utilizzata per raggiungere giacimenti di petrolio o di gas naturale una volta che la produzione primaria aveva fatto il suo corso in un giacimento petrolifero verticale. Perforando in diagonale, deviando dai pozzi petroliferi verticali, le perforatrici potrebbero raggiungere una maggiore quantità di riserva. Una volta ci volevano quasi 2.000 piedi per fare un pozzo orizzontale completo. Ora la tecnologia moderna ha migliorato il processo, consentendo virate di 90 gradi in meno di cento piedi. Una perforatrice orizzontale di successo può pompare una quantità di petrolio quattro volte superiore a quella di un pozzo verticale. Inoltre, il costo della perforazione orizzontale è marginalmente inferiore su tutta la linea, in termini di rapporto tra produzione e costo. Un pozzo orizzontale può svolgere il lavoro di quattro pozzi verticali.
Perforazione a percussione
La perforazione a percussione, chiamata anche perforazione a cavo, è un metodo semplice che risale ai primi trapani utilizzati negli anni '50 dell'Ottocento. Il terreno è rotto da una punta da trapano attaccata a una puleggia e a 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 spazzati via per rivelare un profondo pozzo trivellato. La perforazione a percussione può raggiungere profondità di oltre 328 piedi (100 metri) e con punte intercambiabili può essere utilizzata per perforare quasi ogni tipo di superficie. Alla fine del 1800, i siti di perforazione a percussione furono aiutati da motori a vapore, ma in seguito furono sostituiti dal trapano rotante.