Scarica in formato PDF Linee guida per l’utilizzo della risorsa GEOTERMICA
Vedi anche INQUADRAMENTO NORMATIVO ENERGIA GEOTERMICA
GEOTERMIA – LINEE GUIDA
- Introduzione
- Ricognizione preliminare;
- Esplorazione di superficie;
- Perforazione;
- Studio di fattibilità;
- Tutela del suolo e della risorsa idrica;
- Qualità dell’aria;
- Monitoraggio e controllo del campo geotermico, della microsismicità, della subsidenza e delle pressioni di poro;
- Requisiti per il riconoscimento di impianto pilota sperimentale per produzione di energia elettrica.
Perforazione
Nella prima fase susseguente lo studio di pre-fattibilità, vengono perforati i cosiddetti pozzi esplorativi.
Il disegno, la posizione e la profondità dei pozzi da perforare sono stabiliti sulla base dei risultati delle indagini preliminari e della fase di ricerca, riassunti nello studio di pre-fattibilità.
Questi pozzi costituiscono la prima occasione di ottenere informazioni dirette sul serbatoio e sulle formazioni geologiche interessate, nel caso non esistano precedenti campagne di indagine.
Essi sono spesso eseguiti con diametri idonei ad essere successivamente utilizzati per l’estrazione del fluido geotermico, quindi del tutto paragonabili ai pozzi di produzione.
Con la perforazione e relative prove e misure, si può ottenere tutta una serie di informazioni rilevanti, come la temperatura e le dimensioni caratteristiche del serbatoio, (ossia la profondità, la permeabilità, la produttività, ecc.).
Con queste informazioni si rende possibile una prima valutazione quantitativa, ancorché provvisoria, sulla quantità di energia potenzialmente recuperabile dal sistema geotermico nella zona esplorata dai pozzi e nelle sue immediate vicinanze.
La perforazione dovrà essere sempre condotta con tutte le misure necessarie per la sicurezza del personale operante e per la tutela delle falde, e della presenza di insediamenti civili nel raggio di influenza delle attività in oggetto, durante tutte le fasi di esplorazione e sviluppo della geotermia in una determinata zona.
4.1 Perforazione di “slim holes” per l’esplorazione di sistemi geotermici
In alcuni casi il grado di conoscenza del sottosuolo non consente la individuazione della posizione ottimale dei pozzi geotermici di tipo tradizionale.
Conseguentemente dal punto di vista economico la presenza di taluni fattori di incertezza determina le condizioni per un rischio molto elevato, che rende auspicabile un approccio intermedio alla perforazione di pozzi di grande diametro, ottenuto mediante la realizzazione dei cosiddetti “slim holes”, che può risultare economicamente conveniente per raccogliere le informazioni sul serbatoio e sui fluidi in esso contenuti senza passare subito alla realizzazione di pozzi a grande diametro.
Recentemente i progressi tecnologici hanno reso possibile la realizzazione di questa tipologia di indagine che, a fronte di un costo ragionevolmente contenuto, offre la possibilità di ottenere un numero e una tipologia di informazioni e dati interessanti, finalizzati al miglioramento sostanziale del grado di conoscenza del sistema geotermico.
“Slim holes” profondi ed anche direzionati sono sempre più utilizzati nell’esplorazione geotermica.
Tra le varie tecnologie disponibili per l’esecuzione degli “slim holes”, è possibile, ad esempio, ricorrere a quella a carotaggio continuo con scalpello diamantato, dotato di un sistema per il recupero del campione.
Questo sistema, distinto dai “temperature gradient holes”, destinati alla misura della trasmissione del gradiente di temperatura e al calcolo del flusso di calore conduttivo nel sottosuolo, è finalizzato anche a raggiungere il serbatoio, se ubicato entro i limiti di profondità raggiungibile con questo tipo di impianti.
I vantaggi degli “slim holes” sono in genere legati a diversi fattori: un costo minore rispetto a quello dei pozzi di grande diametro (< 30%), la rapidità di posizionamento di cantiere, la possibilità di ricostruzione della geologia del sottosuolo attraverso il recupero e l’analisi delle carote, le analisi chimiche, le misure di permeabilità, la temperatura e la pressione del serbatoio geotermico, un minore impatto ambientale, minori quantitativi di acqua per la perforazione, posizionamento della sonda più facile anche con viabilità e spazi di manovra contenuti, migliore controllo del pozzo, tempi di esecuzione del sondaggio ridotti, possibilità di effettuare prove ed analisi direttamente sui campioni di roccia, possibilità di utilizzo del foro per scopi successivi (monitoraggio delle variazioni di pressione, prove di interferenza con altri pozzi limitrofi).
Essi danno quindi la possibilità di raccogliere, in certe situazioni, informazioni geologiche e sul serbatoio a minor costo rispetto ai pozzi standard di grande diametro.
Tuttavia la realizzabilità di “slim holes” deve essere correlata, tra l’altro, alla possibilità di mantenere adeguate condizioni di sicurezza durante la loro perforazione, in particolare ove esista la probabilità di intercettare sacche di gas o altri fluidi in sovrappressione.
La perforazione di “slim holes” presenta tuttavia alcuni svantaggi, come:
– l’impossibilità di utilizzare i fori per la produzione (tipicamente questi fori possono fornire 10-20 kg/s di fluido al massimo) o la reiniezione;
– maggior propensione allo sviluppo di depositi solidi o incrostazioni rispetto ai pozzi di grande diametro;
– bassa velocità di avanzamento (nel caso di carotaggio continuo);
– maggior possibilità di presa della batteria blocco delle aste di perforazione);
– limitata profondità raggiungibile, che è anche funzione della tipologia di rocce attraversate.
4.2 Perforazione dei pozzi geotermici
La realizzazione di pozzi geotermici è effettuata attraverso una sequenza di fasi di perforazione articolate e coordinate.
Ognuna di queste fasi di perforazione è caratterizzata da un diametro di scalpello, che è l’utensile con cui viene effettuata l’azione di disgregazione della roccia a fondo pozzo.
Lo scalpello è collegato ad una batteria di aste di acciaio cave, di diametro minore di quello dello scalpello (aste di perforazione), che sono messe in rotazione dalla superficie per mezzo dell’impianto di perforazione.
L’unione del moto di rotazione e del peso scaricato sullo scalpello produce l’avanzamento della batteria di perforazione nel sottosuolo.
Normalmente la perforazione dei pozzi viene effettuata pompando verso il basso un fluido di caratteristiche specifiche all’interno delle aste cave per tutta la lunghezza della batteria di perforazione.
Il fluido (detto “di perforazione”) fuoriesce dallo scalpello e risale lungo la superficie esterna delle aste (intercapedine tra il foro e le aste o tra il rivestimento del foro e le aste).
Di solito si usa come fluido di perforazione una miscela additivata di acqua/bentonite, oppure semplicemente acqua.
Nel caso in cui vi sia ritorno del fluido di perforazione fino alla superficie, si sviluppa un flusso che trasporta con sé il detrito solido prodotto dalla disgregazione della roccia esercitata dall’azione dello scalpello a fondo pozzo.
Il fango o l’acqua in uscita dal pozzo sono quindi recuperati e ricondotti nell’apposita sezione dell’impianto di circolazione, detta “trattamento dei solidi”, nella quale subiscono un processo di separazione per stadi successivi in relazione alla granulometria del detrito.
La parte liquida, una volta ristabilite le sue necessarie caratteristiche chimico-fisiche, viene riutilizzata, mentre la parte solida è depositata in un’apposita vasca di accumulo.
Qualora il fango di perforazione non sia più utilizzabile, in quanto non sono più ottenibili i valori di viscosità, densità e pH richiesti per la perforazione, esso viene inviato alla vasca reflui del cantiere di perforazione.
All’interno di tale vasca si ha una prima separazione per sedimentazione della parte solida fine dal liquido.
E’ auspicabile effettuare un ulteriore processo di separazione per mezzo di filtrazione o centrifugazione al fine di minimizzare il quantitativo in peso del refluo prodotto riutilizzando al massimo la parte liquida nel processo.
Il D. Lgs. 152/06 impone che nessuno dei fluidi e dei prodotti della perforazione siano rilasciati nell’ambiente.
Al fine di ottemperare a quanto prescritto, lo smaltimento del detrito stoccato nella vasca di accumulo, che presenta caratteristiche di solido palabile, può essere caricato su autocarri cassonati, mentre lo smaltimento della parte fangosa aspirabile contenuta nella vasca del fango può avvenire attraverso appositi camion-cisterna, che la prelevano per mezzo di pompe.
I quantitativi di fluido e detrito che abbandonano la postazione sono caratterizzati e smaltiti ai termini di legge attraverso appositi formulari.
Ad intervalli di profondità prestabiliti, nell’ottica di preservare la stabilità del pozzo e di evitare il contatto tra la formazione rocciosa attraversata ed il serbatoio geotermico contenente il fluido endogeno, si procede al rivestimento del pozzo mediante la discesa di tubi di acciaio (casing) e alla successiva cementazione dell’intercapedine tra questi e la formazione, attraverso il pompaggio di malta cementizia composta da cemento ed acqua.
Il tipo di cemento utilizzato deve possedere idonei requisiti per l’utilizzo nel settore geotermico, dovendo sopportare alte temperature e garantire il mantenimento nel tempo delle caratteristiche meccaniche.
La malta cementizia e l’intervento di cementazione sono opportunamente progettati in base alle temperature attese ed alle specifiche condizioni di pozzo.
L’ultima fase di perforazione, corrispondente al tratto di pozzo che attraversa le rocce obiettivo del serbatoio geotermico, al fine di permettere l’attingimento e la risalita del fluido endogeno, è invece di norma lasciata senza rivestimento.
Soltanto nel caso in cui si verifichino problemi di instabilità della formazione rocciosa che costituisce il serbatoio geotermico è opportuno l’utilizzo di una tubazione finestrata, tale da permettere l’ingresso del fluido impedendo l’ostruzione delle fratture produttive e preservando contemporaneamente l’agibilità del foro.
4.3 Fluido di perforazione
Per quanto in geotermia siano state sperimentate con successo tecniche di perforazione ad aria (ad es. in Nuova Zelanda e Islanda), in Italia le tecniche di perforazione hanno sempre visto l’utilizzo di fluidi di perforazione a base d’acqua e fango.
Nella predisposizione del fluido di perforazione (mud, fango) ci sono alcuni fattori di notevole importanza da tenere in considerazione.
Acqua: poiché l’acqua è il componente di base del fluido di perforazione, la sua qualità, quantità e i costi di un eventuale trattamento devono essere verificati in anticipo, con la necessaria attenzione.
Tipologia e potenza (spessore) delle formazioni geologiche attraversate: queste informazioni non sempre sono adeguatamente conosciute prima della perforazione.
Le proprietà del fluido di perforazione devono essere predisposte per quanto possibile in ragione delle condizioni ipotizzate del foro, in considerazione delle interazioni con le formazioni geologiche che il fluido di perforazione viene ad incontrare.
Particolare attenzione dovrà essere posta nella scelta del fluido di perforazione nelle fasi di attraversamento di formazioni geologiche che ospitano acquiferi idropotabili.
In tal caso gli additivi utilizzati dovranno essere idonei e dovranno essere messe in atto opportune azioni al fine di preservare la falda idropotabile.
Il personale deve essere informato/formato sulle proprietà delle sostanze utilizzate, le procedure di sicurezza, le eventuali azioni in caso di emergenza e i rischi connessi a comportamenti difformi da quelli prestabiliti.
Accessibilità del sito: E’ indispensabile assicurarsi che i mezzi di trasporto di personale, materiali, attrezzature, ecc. abbiano accesso al sito di perforazione in ogni momento e in ogni ragionevolmente prevedibile condizione climatica. La sistemazione del cantiere ed il posizionamento delle attrezzature e dei materiali deve essere tale da ridurre al minimo le movimentazioni.
Condizioni climatiche: gli agenti atmosferici possono influenzare sia le prestazioni dell’impianto di circolazione del fango, che le caratteristiche chimico-fisiche del fango stesso.
Impianto di perforazione: le caratteristiche dell’impianto di perforazione prescelto devono essere appropriate al profilo tecnico di progetto del pozzo (diametro e profondità per ciascuna fase di perforazione), alle attrezzature da movimentare, al peso da sostenere, allo sforzo di torsione da applicare, ecc., anche in considerazione di possibili eventi negativi durante la perforazione (es. presa della batteria di aste).
Interazione con l’ambiente: per quanto possibile, sono da impiegare sostanze non tossiche, biodegradabili, facilmente maneggiabili. Il personale deve essere informato/formato sulle proprietà delle sostanze utilizzate, le procedure di sicurezza, le eventuali azioni in caso di emergenza e le regole comportamentali attinenti il proprio lavoro.
Addestramento del personale: L’esperienza, preparazione, professionalità, del personale dell’impianto di perforazione sono di fondamentale importanza per la realizzazione corretta e in sicurezza del programma di perforazione. Ciò vale, in particolare, per le fasi più critiche ai fini della sicurezza stessa, come la perforazione in perdita di circolazione delle formazioni potenzialmente contenenti sacche di gas, non rare, oltre che nella perforazione di formazioni contenenti fluido a pressione idrostatica superiore a quella normale (formazioni in sovrappressione, ovvero a pressione idrostatica maggiore di quella atmosferica in corrispondenza del piano di campagna).
4.4 Cementazione
Il programma di cementazione dovrà tener conto delle condizioni idrostatiche dei fluidi presenti in pozzo, prima, durante e dopo la cementazione, nonché del tipo di fluido (geotermico o no) presente nelle formazioni geologiche.
Di norma il casing è cementato direttamente in posto, a mezzo di una miscela acqua/cemento di caratteristiche appropriate e rigorosamente controllate. La quantità di miscela da impiegare è dosata con la massima precisione raggiungibile, onde evitare una incompleta cementazione, oppure una fuoriuscita a giorno della miscela, oppure ancora un residuo di miscela all’interno del casing. Ciò comporta la necessità di una accurata conoscenza del volume esistente tra le pareti del foro e la superficie esterna del casing.
La colonna di casing è equipaggiata al fondo con una scarpa ed un collare in cui sono alloggiate due valvole di non ritorno. Il casing, immediatamente dopo essere disceso in pozzo e collocato nella posizione appropriata, viene cementato in genere dal fondo fino al piano campagna.
Vi sono diverse tecniche di cementazione, la più usata è quella a singolo stadio e doppio tappo (plug), detta “cementazione Perkins”. La malta cementizia, confezionata in superficie, viene pompata direttamente all’interno del casing dopo aver inserito tra il fango e la malta un 1° tappo separatore (munito di diaframma tarato).
Una volta completato il pompaggio di tutta la malta, si inserisce nel casing un 2° tappo (detto di spiazzamento) che può scorrere verso il basso lungo il casing. Al di sopra del 2° tappo viene pompato nel casing un fluido di spiazzamento (acqua o fango) in pressione, che determina la spinta sul 2° tappo e la conseguente apertura del diaframma tarato del 1° tappo, permettendo così alla malta la fuoriuscita dal casing e la risalita verso l’alto lungo l’intercapedine foro-casing.
Le due valvole di non ritorno, presenti nella scarpa e nel collare, consentono di trattenere la malta nell’intercapedine foro-casing. La malta risale quindi verso l’alto e va ad occupare tutto lo spazio compreso tra le pareti del foro e la superficie esterna del casing (intercapedine) di norma fino a raggiungere il piano campagna.
La cementazione sarà terminata sia quando la malta raggiunge la superficie del piano campagna e quando vi sarà il contatto tra il 1° ed il 2° tappo (trattenuti sul collare di fondo), rilevato con un picco di pressione sulla pompa del fluido di spiazzamento.
La cementazione del casing è effettuata per tutta la sua lunghezza, fino alla superficie, per tre esigenze primarie:
– necessità di raggiungere una adeguata resistenza meccanica dell’insieme, che può essere sottoposto a sollecitazioni termiche notevoli a seguito di arresti (e riprese) del flusso di produzione;
– necessità di isolare le formazioni di copertura dalla presenza di fluido di perforazione e del fluido endogeno;
– protezione del mantello esterno del casing dalla corrosione.
La malta cementizia deve avvolgere l’intero perimetro esterno del casing, dalla base alla superficie del piano di campagna. Per ottenere queste condizioni, è necessario adottare specifiche precauzioni, come una buona preparazione del foro, il controllo delle caratteristiche del fango di perforazione, la centratura del casing nel foro, ecc.. Inoltre, per garantire la necessaria resistenza meccanica e la protezione dalla corrosione, il cemento deve possedere buone qualità di aderenza al corpo del casing e di impermeabilità.
Altra caratteristica importante è il peso specifico del cemento, che può risultare determinante in caso di perdita del fluido di circolazione. In tali condizioni può essere utile impiegare una malta cementizia di tipo “leggero”. Con una malta normale potrebbe infatti risultare difficile ottenere la risalita a giorno (a piano campagna) del cemento lungo l’intercapedine foro-casing.
Il programma di cementazione dovrà tener conto delle condizioni idrostatiche presenti in pozzo prima, durante e dopo la cementazione, nonché del tipo di fluido (geotermico o no) presente nelle formazioni geologiche.
Particolare attenzione dovrà essere posta per prevenire la formazione di irregolarità/discontinuità nella colonna cementizia: l’eventuale presenza, anche residuale, di discontinuità nella malta cementata condiziona fino a pregiudicare la messa in produzione del pozzo.
Qualora il progetto preveda la cementazione parziale di un casing, dovranno essere accuratamente valutati gli effetti di allungamento durante il riscaldamento ed i transitori termici, inclusi gli effetti sulla testa-pozzo e sulle estremità delle tubazioni.
La verifica delle sollecitazioni nell’acciaio dei casing, in particolare per effetto delle deformazioni impedite durante le fasi di riscaldamento, dovranno essere attentamente valutate anche come conseguenza della scelta della malta, della sua densità e delle sue caratteristiche meccaniche finali.
Il collaudo della tubazione cementata ha importanza ai fini di ridurre il rischio di perdita di fluido dai pozzi per difetto di cementazione, in particolare nel casi di attraversamento di acquiferi idropotabili. Le tecnologie di controllo della continuità dell’intercapedine cementata sono rese disponibili attraverso i servizi offerti dalle compagnie specializzate presenti sul mercato, servizi che tuttavia presentano alcuni limiti tecnici. E’ quindi necessario integrare tali controlli con un’analisi accurata delle modalità con cui è avvenuta la cementazione analizzando con cura particolare le condizioni idrostatiche di posa della malta per accertare le condizioni necessarie per il completo riempimento delle intercapedini cementate.
La scelta degli acciai con cui fabbricare i casing, come pure i liner e le reti di trasporto, deve essere opportunamente valutata in sede di progetto per assicurarne la compatibilità con i fluidi geotermici che si prevede di reperire.
Le soluzioni possono essere varie e vanno dalla scelta di materiali metallurgicamente idonei all’introduzione di un adeguato sovra spessore delle tubazioni che permettano di operare in sicurezza durante la vita impiantistica programmata.
Di conseguenza devono essere previsti controlli periodici e monitoraggi in esercizio in tutti i punti ritenuti strutturalmente esposti al fenomeno corrosivo. Per le reti di trasporto in particolare si dovrà porre attenzione al controllo dei componenti strutturali che, cedendo, potrebbero dar luogo a forti cessioni di energia.
Anche l’affidabilità strutturale dei componenti deve essere adeguatamente verificata prima del loro impiego lungo tutto il percorso degli stessi dallo stabilimento di fabbricazione al trasporto fino all’immagazzinamento pre-impiego in cantiere.
4.5 Verifiche dell’isolamento e dell’integrità del casing
L’isolamento delle formazioni geologiche attraversate, in particolare di quelle che ospitano acquiferi, deve avvenire con un casing o un sistema di casing ben cementato che garantiscano il totale isolamento delle falde.
Il controllo dell’efficacia dell’isolamento potrà avvenire, a seconda delle situazioni, con controlli della completezza della cementazione dell’intercapedine interessata oltre che verificando il completo attraversamento della formazione geologica, la sua significativa copertura grazie al posizionamento delle scarpe dei casing utilizzati ed eventualmente anche con il controllo dello stato di riempimento delle intercapedini cementate mediante tecniche tipo Cement Bond Log.
Al fine di verificare la qualità dell’isolamento tra il casing e la formazione attraversata, e quindi al fine di acquisire certezza dell’impossibilità che il fluido geotermico possa entrare in contatto con le eventuali falde acquifere (artesiane, freatiche e superficiali) attraverso lo spazio anulare alle spalle del casing di produzione, al termine della cementazione e successiva presa del cemento devono essere effettuate specifiche misure in pozzo atte a verificare la riuscita della cementazione.
Qualora l’esito di questi log non fornisca sufficienti garanzie circa il completo isolamento del fluido endogeno con le falde acquifere, si dovrà procedere con la discesa in pozzo di una nuova tubazione di diametro inferiore, con la cementazione della stessa e la ripetizione delle misure sopra descritte.
Inoltre, al termine della perforazione del pozzo, per verificare lo stato di conservazione del casing di produzione del pozzo, di norma viene effettuato un log specifico tipo “Multifinger Caliper ”, che consente di determinare lo spessore minimo della tubazione lungo il pozzo e permette di individuare eventuali possibili danneggiamenti, eventualmente provocati dalla rotazione delle aste di perforazione all’interno del casing, talvolta accentuati in determinate direttrici.
A parte la necessità di controlli adeguati durante le fasi di completamento della perforazione, qualora si verifichi il caso dovranno essere adottati i necessari rimedi per il ripristino di condizioni strutturalmente adeguate.
4.6 Misure per eliminare il rischio di potenziale contaminazione delle falde acquifere superficiali causata dal fluido utilizzato durante la perforazione
La prima fase della perforazione, che interessa le zone più superficiali del sottosuolo, è caratterizzata dalla realizzazione di un pozzo di grande diametro (di norma tra 20” e 30”, 50 – 80 cm) spinto fino al disotto della profondità entro la quale è possibile l’intercettazione di falde acquifere superficiali.
In questo tratto la perforazione è eseguita con molta cautela, utilizzando un fango pienamente compatibile con l’ambiente, composto esclusivamente da bentonite, acqua di caratteristiche controllate (es. meteorica, di fiume, ecc.) ed eventuali additivi, quali ad esempio la CMC (carbossimetil-cellulosa), comunque non inquinanti. Al termine di questa fase e prima di procedere con lo scavo, il pozzo deve essere isolato dal terreno circostante introducendo nel foro una tubazione in acciaio (casing), che viene cementata come descritto nel precedente paragrafo 4.4. Una volta cementata la tubazione, si realizza un isolamento idraulico tra il pozzo ed il terreno circostante, impedendo qualsiasi contaminazione del terreno e delle eventuali falde acquifere superficiali, per effetto dei fluidi che circoleranno nel tubo. Solo dopo aver eseguito questa prima cementazione si potrà proseguire con lo scavo del pozzo ed avvicinarsi al serbatoio geotermico.
Nella perforazione all’interno del serbatoio geotermico può essere valutata la possibilità di utilizzo di acqua di origine geotermica proveniente dalla condensazione del fluido di processo delle centrali geotermoelettriche esistenti, allo scopo di minimizzare l’emungimento di acqua chiara da corpi idrici superficiali. Qualora sia necessario per mantenere le necessarie caratteristiche reologiche, il fluido di perforazione può essere condizionato con additivi chimici per il mantenimento della viscosità e del pH.
Nel caso in cui siano intercettate zone permeabili assorbenti, si procede senza l’impiego di fango bentonitico ed utilizzando semplicemente acqua, eventualmente additivata con oli vegetali per ridurre gli attriti della batteria di perforazione sulla parete del foro e soda per il controllo del pH, fino al termine della perforazione.
Si sottolinea inoltre che al termine della perforazione, in conseguenza delle successive discese di Casing di diametro decrescente all’interno del pozzo e della cementazione delle intercapedini, le formazioni di superficie risulteranno essere maggiormente protette in quanto opportunamente isolate dall’interno del pozzo di norma con almeno 2 o 3 tubazioni concentriche.
4.7 Protezione del terreno che ospita la postazione di sonda e monitoraggi
Secondo quanto previsto dal D. Lgs 152/06, durante l’esercizio dell’attività le postazioni di perforazione devono garantire che le acque di origine meteorica che ricadono all’interno del perimetro del piazzale siano trattenute, evitando qualsiasi rilascio verso l’esterno.
Per questo motivo l’entrata in contatto con i corpi idrici superficiali deve essere impedita per mezzo della presenza di opportune solette in cemento e zone drenanti, collegate tramite un sistema di canalizzazioni alle vasche di raccolta.
In particolare le acque provenienti dalle zone in cui può avvenire il contatto con agenti inquinanti, quali cemento, fango, additivi chimici e sversamenti di oli lubrificanti, devono essere convogliate e raccolte in una vasca di volume adeguato alle esigenze di continuità della perforazione e destinata allo scopo.
Stessa destinazione devono avere anche le acque derivanti dalla zona circostante la testa pozzo, la quale deve essere inserita all’interno di una cantina in cemento. La restante parte delle acque meteoriche, che ricade nelle altre zone inghiaiate della postazione, deve essere raccolta da un opportuno drenaggio di bordo piazzale, che la indirizza all’interno di un’apposita vasca.
La regimazione dei fluidi è resa efficiente attraverso la presenza di pozzetti di scolo, dislocati in luoghi caratterizzati dalla necessaria pendenza, collegati tra loro per mezzo di canalette.
La presenza di un fosso di guardia posizionato nella parte di monte del piazzale di perforazione consente di allontanare dall’area del cantiere l’acqua che deriverebbe per gravità dalla zona collinare. Ciò consente di limitare considerevolmente la quantità di fluido da gestire durante il periodo di svolgimento dell’attività mineraria.
Nel caso in cui, durante la fase di scavo e costruzione della postazione, siano intercettate acque di falda, potenzialmente soggette a contaminazione ad opera delle sostanze utilizzate durante la perforazione, deve essere previsto che queste siano indirizzate verso uno specifico punto di raccolta, dal quale saranno successivamente riprese per il loro utilizzo o inviate all’esterno previa autorizzazione specifica.
La superficie della postazione in corrispondenza della quale sono svolte le operazioni di rifornimento del gasolio deve essere realizzata in modo da garantire un efficiente drenaggio e raccolta dell’acqua meteorica, che potrebbe inquinare le falde superficiali attraverso il trasporto di tracce di combustibile. Il fluido così raccolto, unitamente a quello originatosi all’interno dell’area di stoccaggio degli oli minerali o altre sostanze, prima di essere immesso nella vasca dell’acqua deve subire un’operazione di separazione e ritenzione all’interno di un apposito pozzetto disoleatore, periodicamente monitorato da personale di cantiere e svuotato attraverso un servizio di autospurgo. Tutte le aree previste a protezione del terreno dovranno poter operare mantenendo la loro efficacia anche in presenza di pioggia nel rispetto delle norme di legge e dalle direttive previste dalle regioni. In presenza di acquiferi superficiali, potranno essere previste anche forme di monitoraggio dell’acquifero. Allo scopo potrà essere prevista la costruzione di pozzetti da utilizzare per i prelievi dei campioni di acqua e la loro analisi.
4.8 Misure di prevenzione e gestione di “blow-out” del pozzo
Durante la perforazione è necessario evitare l’insorgere di “blow-out” cioè la fuoriuscita incontrollata di fluidi di strato (acqua, gas, fluidi endogeni) dalla testa pozzo, entrati in foro da una delle formazioni perforate.
I “blow-out” sono eventi estremamente rari, ma molto deleteri e potenzialmente impattanti per il personale, l’ambiente, l’impianto di perforazione e hanno ripercussioni negative sull’opinione pubblica, e devono quindi essere accuratamente evitati.
Le potenziali conseguenze ambientali sono:
– dispersione di materiali solidi sul suolo e fuoriuscita di liquido;
– inquinamento sul suolo e contaminazione delle falde acquifere superficiali;
– emissioni diffuse del gas emesso in aria, anche con effetti odorigeni;
– emissioni acustiche. L’impianto di perforazione, il cantiere e il lavoro devono essere organizzati per prevenire ogni forma di fuoriuscita incontrollata di fluido dal pozzo.
Ciò si realizza:
– con utilizzo delle attrezzature di sicurezza e controllo previste (BOP, choke manifold, ecc.),
– con procedure di sicurezza previste dalla manualistica tecnica nazionale e internazionale, al fine di contenere i fluidi di strato all’interno del pozzo e permettere di riportare il pozzo sotto il controllo idraulico primario;
– seguendo il piano di emergenza di cantiere per far fronte ad avvenute eruzioni di fluidi di strato (piano redatto in fase progettuale/autorizzativa);
– indicando modalità di intervento, mezzi da coinvolgere, servizi e personale da utilizzare.
Inoltre, tutto il personale di sonda deve essere specificamente addestrato al riconoscimento dell’insorgere di possibili problemi e alle misure da adottare per ogni specifico caso.
La condizione di “blow-out” può essere provocata sia da cause naturali, quali la presenza di sovrappressioni nel sottosuolo, sia da manovre errate.
In particolare, sia i componenti della direzione di cantiere, che i capoturno di tutte le linee di perforazione devono essere in possesso di un certificato di idoneità rilasciato da un organismo competente, come l’International Well Control Forum (IWCF), con validità biennale. Inoltre tutto il suddetto personale dovrà essere opportunamente formato alla gestione delle situazioni minerarie attese che potranno anche discostarsi da quelle tradizionali illustrate nei corsi IWCF, in particolare nel caso siano previste condizioni under pressure associate a presenza di gas.
Al verificarsi sull’impianto delle condizioni indicatrici dell’insorgenza del pericolo connesso alla fuoriuscita incontrollata di fluido dal pozzo, deve essere previsto che il personale di cantiere metta in atto immediatamente le procedure previste dal manuale IWCF, al fine di evitare che la sovrappressione rilevata dagli strumenti determini la condizione di “blow-out”.
Il direttore responsabile in caso di avvenuta eruzione ne deve dare immediata comunicazione all’Autorità di protezione civile e all’Autorità di vigilanza.
Il Documento di Salute e Sicurezza Coordinato (DSSC) dovrà prevedere, tra le altre cose, anche l’analisi e la prevenzione di questo rischio specifico.
4.9 Consumo di acque dolci per la perforazione
L’attività di perforazione, come descritto precedentemente, prevede il consumo di un certo quantitativo di acque dolci, le quali vengono utilizzate durante le fasi di realizzazione del pozzo (circolazione con ritorno, confezionamento della malta per la cementazione dei casing, perdita di circolazione nella roccia-serbatoio).
Tali acque possono essere sia di origine meteorica, raccolte direttamente sulla postazione all’interno della vasca acqua oppure in altre vasche dislocate sul territorio, sia attinte da corpi idrici superficiali e acquedotti autorizzati e, se necessario, anche da acquiferi sub superficiali (pozzetti di emungimento aventi profondità massime di qualche centinaia di metri). Si rende necessario ridurre l’utilizzo di dette acque al minimo indispensabile.
4.10 Prove di produzione
Al fine di determinare le caratteristiche produttive dei pozzi profondi, vengono eseguite specifiche prove di produzione. Le prove sono condotte mediante una opportuna strumentazione di superficie che permetterà la misura del flusso di massa estraibile nelle diverse configurazioni di bocca pozzo.
Durante le prove di produzione, è inevitabile effettuare una temporanea e controllata erogazione in atmosfera del fluido geotermico in fase aeriforme, mentre l’eventuale frazione liquida verrà appositamente stoccata in vasche. La durata dell’erogazione dovrà essere sufficiente a garantire, in un primo momento, lo spurgo tecnico del pozzo nonché, durante le prove di produzione, a permettere una adeguata caratterizzazione del fluido di serbatoio.
Le operazioni dovranno svolgersi nel pieno rispetto delle norme tecniche e di sicurezza vigenti. A questo scopo, si suggerisce che, durante l’erogazione, venga implementato un adeguato piano di controllo dell’Autorità preposta alla tutela dell’ambiente, nonché dell’organismo di Vigilanza mineraria.
Durante la prova di produzione è necessario porre sotto monitoraggio l’ambiente circostante per rilevare l’entità della concentrazione di emissioni che pur limitatamente al periodo di erogazione, interesseranno le aree circostanti i pozzi.
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