Tratamiento y disposición de agua de producción

Transcripción

1 Tratamiento y disposición de agua de producción

2 La extracción del petróleo trae consigo el agua emulsificada proveniente de la formación, y cuando llegan a la superficie se despresuriza y libera los gases disueltos, para nivelar la presión y temperatura. En el agua de producción trae una parte del hidrocarburo, como el metano hasta el pentano, y debido al menor peso molecular del gas se libera a la atmósfera como VOC (Volatile Organic Compounds), otra parte del hidrocarburos se disuelve en el agua como los ácidos nafténicos, carboxílicos, fenoles y derivados, compuestos aromáticos de bajo peso molecular: benceno, tolueno, xileno. Una tercera parte, de peso molecular medio y superior permanece insoluble en suspensión en el agua, que puede ser separada por flotabilidad. El sistema de tratamiento de agua tiene como función principal remover los hidrocarburos del agua. La remoción de este petróleo depende principalmente de los siguientes principios: Separación gravitatoria Dispersión Coalescencia Filtración

3 Publicado por Oilafield Review, Otoño 2004

4 En los campos de producción, conforme se inicia el proceso de extracción del petróleo se comienza la evaluación de la producción del agua de producción, es inevitable. Es importante, el manejo de la producción del pozo, para controlar el agua producida, que impulsa la producción primaria y también interviene en la producción secundaria, sin embargo, con el tiempo el agua tiende a incrementarse en grandes volúmenes, lo cual resulta un pasivo, y un alto costo para su manejo. De acuerdo a la legislación peruana, la disposición final del agua de producción es la reinyección.

5 Publicado por Oilafield Review, Otoño 2004

6 Publicado por Oilafield Review, Otoño 2004

7 De la Explotación Artículo 86º.- Disposición final del agua de producción La disposición final del Agua de Producción se efectuará por Reinyección. El método y sus características técnicas, así como la formación (reservorio) receptora, serán aprobados con el Estudio Ambiental correspondiente. La disposición final del Agua de Producción producida por el sistema de reinyección será efectuada con sistemas diseñados y operados de acuerdo con las siguientes especificaciones: a. Se podrá inyectar directamente por la tubería de revestimiento si la presión de inyección es menor al 80% de la máxima presión interna permitida para este tipo de tuberías. En caso contrario, cada pozo inyector deberá contar con tubería de inyección sentada con empaque por encima de la parte superior de la zona de disposición final y por debajo de fuentes de aguas subterráneas potables. b. La tubería de revestimiento de superficie de cada pozo inyector deberá cubrir el hueco hasta por debajo de la fuente de agua subterránea más profunda diferente al agua de formación. Además, la tubería de revestimiento deberá estar cementada hasta la superficie.

8 c. Cada cinco (5) años se deberá someter cada pozo inyector a una Prueba de Integridad Mecánica. El informe de la prueba será remitido a la Autoridad de Fiscalización en materia Técnica y de seguridad y la Autoridad Competente en materia de Fiscalización Ambiental. d. Se podrá reemplazar la Prueba de Integridad Mecánica por un control y registro mensual de la presión en el espacio anular entre la sarta de revestimiento y la tubería de inyección durante el proceso efectivo de inyección. Los registros deberán ser evaluados anualmente por un inspector / auditor contratado por el operador y su informe alcanzado a la Autoridad de Fiscalización en Materia Técnica y de Seguridad y la Autoridad Competente en materia de Fiscalización Ambiental. Este informe deberá contener las conclusiones del inspector / auditor sobre el estado mecánico del sistema de inyección y sobre las recomendaciones para la continuación de su uso. e. El operador deberá proponer en el Estudio Ambiental las especificaciones complementarias para el adecuado funcionamiento del sistema y la efectiva protección del agua, el suelo y el ecosistema en su conjunto. Para tal efecto, el titular deberá proponer en su estudio ambiental, el establecimiento de pozos piesométricos de monitoreo para efectos de verificar que los recursos hídricos cumplan con las normas de calidad ambiental.

9 Artículo 87º.- De la recuperación secundaria o mejorada En las operaciones de Explotación de Hidrocarburos en las que se requiera agua para tareas de recuperación secundaria o mejorada, se utilizará en primer término el Agua de Producción. Podrá autorizarse el uso de agua superficial, de subsuelo o del mar, cuándo en el Estudio Ambiental se demuestre que el Agua de Producción disponible es insuficiente y previa opinión técnica de la Autoridad Nacional del Agua. El Estudio Ambiental deberá incluir el análisis y discusión sobre los usos actuales y los usos futuros previsibles de la fuente de agua, en especial su aptitud como fuente para consumo humano, así como de las autorizaciones correspondientes de la Autoridad Competente.

10 Tipos de sistemas Existen dos tipos de sistemas de tratamiento para la reinyección de agua de formación: sistemas abiertos y sistemas cerrados. En se busca cambiar y mejorar el tratamiento de agua de formación a través de sistemas modernos y eficaces, como lo son los sistemas cerrados. Sistema Abierto El principal problema de este tipo de sistema es el contacto que tiene el oxígeno con el agua que se piensa reinyectar, dicha agua se encuentra expuesta al ambiente sin ningún tipo de regulación en piscinas creadas como sitios de almacenamiento, esto ocasiona graves problemas de corrosión de líneas de flujo y facilidades de superficie, además contribuye al crecimiento de microorganismos, y por tanto a la formación de incrustaciones, con el consecuente costo económico que acarrea la mitigación de estos fenómenos. Una secuencia general de este sistema puede observarse en la siguiente figura.

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12 Sistema Cerrado Está diseñado para impedir el contacto del oxígeno con el agua de formación, facilita el realizar un tratamiento más adecuado del agua, disminuyendo los elementos contaminantes que ésta posee, alargando de esta manera la vida útil de las líneas de flujo y facilidades de superficie existentes en las estaciones de producción de los campos. El agua de formación obtenida del tanque de lavado pasa a un tanque de pulido (desnatador) en el cual nuevamente se separa del petróleo remanente, el petróleo regresa al sistema de producción, mientras que el agua libre pasa a un filtro. El agua filtrada se almacena en un tanque para luego ser enviada a bombas booster de transferencia las cuales incrementan la presión del fluido a una presión adecuada para ingresar a la admisión de las bombas de alta presión las cuales en cambio proveen de la presión necesaria para que el agua pueda ser reinyectada a una determinada formación. Esta secuencia puede observarse de mejor manera en la siguiente diagrama.

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14 Los filtros disponen de un sistema de retrolavado el cual les permite mantener los lechos de los mismos en optimas condiciones, remueven además el petróleo retenido gracias a que cuentan con una fase de adicción de surfactante. El agua utilizada en el retrolavado, al igual que el agua de sumideros también es reinyectada. El tanque de almacenamiento usado en el sistema cerrado impide el contacto del agua con el aire. Esto se logra utilizando una membrana de material impermeable y con un adecuado sistema de válvulas que evitan el ingreso de oxigeno. Para mejorar la eliminación de este elemento se requiere inyectar químicos capturadores (secuestrantes) de oxigeno. Es necesario que en el tanque de almacenamiento exista una capa de gas entre el agua y la superficie del mismo, con el fin de evitar que el agua entre en contacto con el oxigeno. Este gas puede ser dióxido de carbono o nitrógeno. Se debe destacar que el diseño del sistema de reinyección y la adicción o disminución de alguno de los equipos del mismo esta en función de las condiciones de producción de fluidos, la infraestructura existente y de la disponibilidad económica para realizar mejoras o implementaciones en las facilidades de cada campo.

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