Proceso de tratamiento de aguas residuales by Coinspetrol Ltda

PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

ALEXANDER GOMEZ CASALLAS ANDRES OCAMPO MORALES JAIME ENRRIQUE OCHOA IBAÑEZ

CORPORACION INSTITUCIONAL DEL PETROLEO ESCUELA DE PERFORACION Y PRODUCCION PROYECTO DE GRADO PUERTO LOPEZ 2010

PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

ALEXANDER GOMEZ CASALLAS ANDRES OCAMPO MORALES JAIME ENRRIQUE OCHOA IBAÑEZ

Doctor LUIS FERNANDO HERNANDEZ Director

CORPORACION INSITUCIONAL DEL PETROLEO ESCUELA DE PERFORACION Y PRODUCCION PROYECTO DE GRADO PUERTO LOPEZ 2010

NOTA DE ACEPTACIÓN

____________________

________________________ PRESIDENTE DEL JURADO

_______________________

_______________________ JURADO

DEDICATORIA

Primeramente a Dios. A nuestros padres por ser nuestro apoyo incondicional; A nuestros Ingenieros y maestros quienes nos transmitieron sus conocimientos. A todas aquellas personas que nos colaboraron en este proceso de formaci贸n.

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresamos los más sinceros agradecimientos a: PETROMINERALES, Campo CORCEL Cabuyaro-Meta, Por brindarnos la información para la realización de este proyecto y por la amabilidad de su gente. Luis Fernando Hernández, Docente Coinspetrol por su colaboración y orientación en este proyecto. Andrés Peralta, Docente Coinspetrol por su interés en nuestro desempeño y por todo su apoyo en nuestro proceso de formación. Erick Montes, Ingeniero de Petróleos por toda la colaboración prestada, por la información y por ser uno de los gestores de este proyecto. Corporación Institucional del Petróleo, Escuela de Perforación y Producción, Porque en ellas aprendí las bases para realizar este proyecto. A todas aquellas personas que de una u otra manera se vieron involucradas en el desarrollo de este proyecto.

TABLA DE CONTENIDO PAG. GLOSARIO

INTRODUCCION

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

JUSTIFICACION

OBJETIVOS

ALCANCES Y LIMITACIONES

METODOLOGIA

PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PRINCIPIO DE SEPARACION AGUA-ACEITE

DESNATADOR CON PLATOS COALESCENTES

DESNATADORES O SEPARADORES API

PISCINAS DE OXIDACION Y AIREACION

SISTEMAS DE ASPERCION

TANQUES DESNATADORES

INTERCEPTORES DE PLATOS PARALELOS, PPI

INTERCEPTORES DE PLATOS CORRUGADOS, CPI

SEPARADOR DE FLUJO TRANSVERSAL

FILTROS CONVENCIONALES

CELDAS DE FLOTACION

FILTROS DE MEMBRANA

HIDROCICLONES

COALESCEDORES LIBRES DE FLUJO TURBULENTO (SP PACKS)

LIGHT WATER TREATMENT UNIT (LWTU)

TECNICA DE FLOTACION

ETAPAS DEL PROCESO DE FLOTACION

SISTEMA DE FLOTACION POR AIRE DISUELTO (FAD)

AVANCES EN EL DISEÑO DE LA FAD

NUEVAS TECNOLOGIA Y EQUIPOS DE FLOTACION

FLOTACION Y PARTICULAS ABSORVENTES, (FPA)

ESTUDIOS REPORTADOS DE FLOTACION DE PARTICULAS ABSORVENTES, FPA

FLOTACION DE AGREGADOS COLOIDALES, FAC

CILINDRO AIREADO O CAMARA DE BURBUJAS (BUBBLE CHAMBER), BC

SEPARADOR CENTRIFUGO

PROCESO CAF – CAVITATION AIR FLOTATION

FLOTATION JET-JAMESON MODIFICADA

FLOTACION COLUMNAR

CELDA FF: FLOTACION – FLOCULACION

CELDA MULTIBURBUJAS

METODOS Y EQUIPOS DE TRATAMIENTOS DE AGUAS

SEPARADORES DE FONDO DE POZO

VENTAJAS DE DOWS Y DGWS

INYECCION DE AGUAS RESIDUALES

NORMAS DE VERTIMIENTO

TABLA DE METODOS Y EQUIPOS

CAMPO CORCEL – PETROMINERALES

VARIABLES EN CABEZA DE POZO Y DE PRODUCCION

TRATAMIENTO DE AGUAS CAMPO CORCEL

CICLO DE TRATAMIENTO

FACTORES A CORREGIR

REQUISITOS DE CALIDAD

TIPOS DE TRATAMIENTO

AREA DE TRATAMIENTO DE AGUAS CORCEL

PRESUPUESTO

CONCLUSION

BIBLIOGRAFIA

GLOSARIO

Absorción: En química, la absorción es la captación de una sustancia por otra. Por ejemplo, un gas como el oxígeno puede absorberse, o disolverse, en agua. Adsorción: Adsorción, unión de los átomos, iones o moléculas de un gas o de un líquido (adsorbato) a la superficie de un sólido o líquido (adsorbente). En los sólidos porosos o finamente divididos la adsorción es mayor debido al aumento de la superficie expuesta. De forma similar, la superficie adsorbente de una cantidad de líquido se incrementa si el líquido está dividido en gotas finas. En algunos casos, los átomos del adsorbato comparten electrones con los átomos de la superficie adsorbente, formando una capa fina de compuesto químico. La adsorción es también una parte importante de la catálisis y otros procesos químicos. Coalescencia: Unión de pequeñas partículas de una sustancia para formar otras de mayor tamaño. Difusión: flujo de energía o materia desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración, tendente a producir una distribución homogénea. Dispersión: Cuando se aplica movimiento (energía) a una gota de aceite dividiéndola en partículas más pequeñas. Sustancia aparentemente homogénea, en cuyo seno hay otra finamente dividida. Efusión: proceso por el cual un gas bajo presión escapa de un recipiente al exterior. Fenol: antiguamente llamado ácido fénico o ácido carbólico, es un compuesto orgánico aromático de fórmula C6H5OH, Es débilmente ácido y se asemeja a los alcoholes en su estructura. Los cristales incoloros, y en forma de aguja, del fenol purificado tienen un punto de fusión de 43 °C y un punto de ebullición de 182 °C. Cuando están almacenados, los cristales se vuelven rosados y finalmente rojizos. El fenol es soluble en disolventes orgánicos y ligeramente solubles en agua a temperatura ambiente, pero por encima de los 66 °C es soluble en todas proporciones. Flotación: Inyectar gas natural al agua, para que se junte con las partículas de aceite y sacarlas a superficie en forma de burbujas.

Hidrociclones: estos dispositivos usan la fuerza centrifuga para remover las gota de aceite de agua aceitosa.

INTRODUCCION

En el presente proyecto se va a encontrar todo lo relacionado con el gran trabajo de ingeniería en el proceso de tratamiento de aguas residuales que se realiza tanto en la perforación y en un campo de producción de hidrocarburos, en estos campos se lleva una labor diaria de extracción de petróleo, el cual viene acompañado de una gran cantidad de impurezas, tanto como sólidos, óxidos, ácidos, sedimentos y un gran porcentaje de agua. El agua ha sido un tema de gran polémica a nivel mundial, ha adquirido un gran valor y mucha importancia ya que el calentamiento global hace que este sea uno de los recursos más escasos, en este documento se hallará uno de los métodos empleados por las empresas petroleras para alcanzar los niveles mínimos de contaminación y de riesgos de daños en cualquier parte del ecosistema sea suelo o subsuelo. Las organizaciones ambientales han impuesto normas a las cuales las empresas petroleras deben acogerse para que puedan operar en cualquier territorio. El tratamiento que dichas empresas debe realizarle al agua debe ser exhaustivo y de gran calidad, tal que pueda ser re inyectada al yacimiento o dado el caso en producción ser llevada a los cauces de corriente de agua dulce. Las empresas cada vez generan tecnología de punta con el fin de tener mayor eficacia y más economía en los diferentes procesos de purificación de agua, a continuación se observá en detalle los diferentes sistemas y procesos de separación.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Nuestro principal objetivo es brindar la informaci贸n acerca del proceso de tratamiento de aguas residuales. Ya que durante el desarrollo de la t茅cnica no se obtuvo el conocimiento que nosotros creemos que es el necesario para un tema de tanta importancia como el anterior. Otra dificultad que se ha notado es la falta de fuentes investigativas para el personal estudiantil y con esto nosotros queremos dar una peque帽a soluci贸n para las promociones venideras.

JUSTIFICACION

Este proyecto se hace con el propósito de dar a conocer la gran importancia del tratamiento de aguas residuales de la industria petrolera y que su contenido sea de gran ayuda para la enseñanza y el buen aprendizaje del lector.

En los últimos tiempos se le ha dado una mayor importancia por parte de las entidades reguladoras de medio ambiente quienes concientizan a las empresas a que cuiden el medio ambiente.

Con este proyecto se dará a conocer todos y cada uno de los pasos que se llevan a cabo para tratar y purificar el agua que sale de los procedimientos realizados en la industria petrolera ya que esta agua está contaminada en gran cantidad por partículas que deterioran el subsuelo y que no permiten su uso en ninguna actividad.

Las empresas de la industria petrolera requieren de un tratamiento de aguas ya que la mayoría de ellas han aumentado sus labores tanto en producción como en perforación y por ende estas requieren que el sistema de tratamiento sea analizado y mejorado para la conservación del ecosistema.

METODOLOGIA

A.) B.) C.) D.) E.) F.) G.) H.) I.) J.) K.) L.) M.) N.) O.)

Escogencia del tema central para la realización del proyecto Identificación del problema Presentación de propuesta Aprobación de la propuesta Elaboración del cronograma de actividades Investigación y recopilación sobre el tema Identificación de la posible fuente de información Ubicación geográfica del área a consultar Acercamiento con la empresa consultada Presentación de permiso de acceso Visita de campo Elaboración del anteproyecto Aprobación del anteproyecto Elaboración del proyecto Sustentación

ALCANCES

Este estudio se realiza con el propósito que toda persona relacionada con la industria de hidrocarburos, tenga pleno conocimiento dentro del marco que debe laborar y tenga una idea precisa del papel que desempeña para brindar calidad de determinada sustancia, a todo aquel que desea incorporar en sus conocimientos habituales técnicosprácticos y brindar la mayor información dentro de los métodos más habituales y más utilizados tanto como en empresas nacionales como internacionales que llevan a cabo la responsabilidad de cumplir los objetivos de regla y documentados en las leyes que impone el ministerio del país correspondiente.

LIMITACIONES Las limitaciones que se tuvieron para realizar el presente proyecto fueron causadas por: A.) B.)

C.) D.)

Falta de recursos económicos La vista de campo fue con tiempo límite, acceso restringido de cámaras fotográficas e información confidencial del campo. Difícil reunión de los integrantes del grupo de autores de este proyecto por esto la tardanza para su sustentación. La complicada comunicación directa con los docentes y directivos para la orientación del desarrollo del proyecto.

OBJETIVOS

Objetivo general Brindar al lector la mayor información posible acerca del tratamiento de aguas residuales en los campos petroleros; así suministrar para el Instituto una herramienta de aprendizaje para todos los estudiantes.

Objetivos Específicos •

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Dar a conocer cada uno de los procesos a los que es sometida el agua que sale de los diversos procedimientos de la industria del petróleo; para que consigo se dé una mayor interpretación a lo que se pretende enseñar para que no se siga cometiendo la contaminación al medio ambiente. Comprender la importancia del tratamiento del agua en sus diferentes procesos, recogiendo la mayor información sobre planteamientos de nuevas tecnologías avanzadas y renovables en cuanto a la industria petrolera. Hacer énfasis preciso en la planta de tratamiento de campo corcel y su responsabilidad sobre el manejo de este tema central y su operación realizada en el área de trabajo.

PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Las compañías petroleras hoy en día producen alrededor de 33 millones de m3 de agua por día, (210 mmbl / día) El costo asociado del manejo de esta cantidad de agua es de alrededor de $40 billones de dólares anuales.

PRINCIPIOS DE SEPARACION AGUA - ACEITE DISPERSION: Cuando se aplica movimiento (energía) a una gota de aceite se divide en partículas más pequeñas, que a su vez chocan entre sí coalesciendo y formando partículas más grandes favoreciendo su ascenso y separación. COALESCENCIA: unión de pequeñas gotas de aceite para formar gotas de mayor tamaño. FLOTACION: Inyectar gas natural al agua, para que se junte con las partículas de aceite y sacarlas a superficie en forma de burbujas.

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Tipos de tratamiento Equipos para tratamiento de aguas Caracterización de las aguas Muestreo y análisis Piscinas de sedimentación y oxidación Sistema de tratamiento integrado Skim tanks, separadores API Separadores de placas Celdas de flotación Filtros y lagunas de aireación

DESNATADOR CON PLATOS COALESCENTES

DESNATADORAS O SEPARADORES API Son recipientes abiertos provistos de bafles, en algunos casos cerrados, que recogen el agua procedente de los tratadores y drenajes de tanques; facilitan el reposo para la separaci贸n o eliminaci贸n completa por gravedad del petr贸leo e hidrocarburos atrapados en el agua.

CAJA API

Un separador API está provisto de bombas y motores para recuperar el aceite y enviarlo nuevamente al tratamiento. Igualmente, se direcciona el agua al sistema de tratamiento residual. Igualmente, se direcciona el agua al sistema de tratamiento residual.

PISCINAS DE OXIDACIÓN Y AIREACIÓN Recipientes grandes naturales o construidos donde se les da un tiempo de residencia al agua para que se ponga en contacto con el aire. Debe tener una mayor área posible para enfriamiento del agua. En ella se produce la biodegradación de compuestos orgánicos disueltos y la sedimentación de sólidos. No es muy eficiente debido a que se necesita grandes extensiones para la piscina y además el estado del clima influye en su desempeño.

PISCINAS DE OXIDACION Y AIREACION. SISTEMA DE ASPERSIÓN Se utilizan básicamente para poner la mayor cantidad de agua posible en contacto directo con el aire para lograr así una oxidación de fenoles y un intercambio de temperatura con este, para enfriar el agua que sale a altas temperaturas.

Fig. 3. SISTEMA DE ASPERSION

Estas piscinas funcionan usando unas bombas que succionan el agua que llega a la piscina de aireación, expulsándolas atreves de unas boquillas de aspersión, donde se le disminuye la temperatura al agua por la expansión que sufre al intercambio con el aire.

TANQUE DESNATADORES Requieren un alto tiempo de residencia para que ocurra la separación gravitacional. Puede ser verticales o horizontales, en los verticales, el fluido entra y pasa a un tubo que lo dirige hacia abajo a través de la capa de aceite permitiendo que se libere pequeñas cantidades de gas, de ahí va a un sistema propagador y el agua sigue fluyendo hacia abajo, en contra corriente de las gotitas de aceite que coalescen ascienden hasta los colectores de superficie que se encargan de recogerlos: El espesor de la capa de aceite depende de la altura relativa del vertedero de aceite y de la pierna de agua y sobre todo de la diferencia de los líquidos. En los horizontales, el flujo entra a través de un tubo de descenso (downcomer) para separar el gas, las gotitas de aceite suben perpendicularmente el flujo de agua que es horizontal a lo largo de del recipiente, se instala bafles para que las gotitas de aceite coalescan y asciendan a la superficie donde son desnatadas sobre el vertedero de aceite.

INTERCEPTOR DE PLATOS PARALELOS, PPI Consiste en un grupo de platos lisos espaciados paralelamente entre si y a la longitud axial de un separador API y que se ubican inclinados en la piscina con el fin de que las gotas de aceite suban por la superficie del plato y coalescan. Si el flujo es perpendicular al eje, los platos forman una “v” de manera que la película de aceite migra a la parte superior del plato coalescente y por los lados los sedimentos van al centro y se depositan en el fondo del separador y de allí son removidos mas tarde.

INTERCEPTOR DE PLATOS CORRUGADOS. CPI Es similar a los PPI. Pero la superficie de los platos es corrugada como un tejado, con el eje de las ondulaciones paralelo a la dirección de flujo. Se encuentran inclinados 45°. El agua es forzada a la sección del fondo y el aceite se acumula en el tope de cada corrugación. Cuando el aceite alcanza el último paquete de platos se recoge en un canal y se lleva a la interfase agua-aceite. Maneja un poco mejor los sedimentos. Se taponan cuando hay gran cantidad de sólidos.

SEPARADOR DE FLUJO TRANSVERSAL Consiste en un mecanismo de platos corrugados donde el flujo de agua es horizontal y perpendicular al eje de las ondulaciones del plato, lo que permite su instalación en ángulos mayores a 45°, facilitando la remoción de sedimento y el empaquetamiento de platos a la presión del recipiente. Se puede instalar en recipientes horizontales o verticales. Se recomienda su uso cuando se requiere recipientes a presión y mucho sedimento. Requieren propagadores y colectores para distribuir uniformemente el flujo de agua en los platos. Se aplican para la separación de gotas de diámetro mayor a 30 um. FILTROS CONVENCIONALES Consisten de un recipiente o tanque en el que se coloca un medio coalescente que captura los sólidos y/o las gotas de aceite y las hace coalescer. Pueden ser de: a) Lecho suelto como arena antracita, gránate o cáscara de nuez o de lecho fijo, tales como esponjas, fibras y están disponibles en flujo ascendente, descendente o ambos, remueven partículas de 2 a 10 .im, son retrolavables y costosos. b) Cartucho ya sea plegado o enrrollado, son desechables y tienen baja capacidad de acumulación de sólidos y recubiertos donde la torta filtrante gastada se seca y se descarga

CELDAS DE FLOTACIÓN Su principio de funcionamiento es una disminución aparente de la gravedad específica del aceite debido a la adherencia de burbujas de gas a las gotas de aceite, que permiten una velocidad de ascenso mayor y más rápida separación. Requieren de la inyección de químicos como los polielectrolitos que aumentan su eficiencia, también la temperatura y la salinidad son factores importantes, por encima de los 200 °F y 3 a 4 % de NaCI, pierde eficiencia. Según la procedencia del gas o el aire se dividen en celdas de flotación por gas/aire disuelto y celdas de flotación por gas/aire inducido o disperso. Los diseños de gas/aire disuelto toman una porción del agua tratada y la saturan con gas natural o aire en una contadora. A mayor presión más cantidad de gas puede ser disuelto en el agua. La mayoría de las unidades están diseñadas para una presión de contacto de 20 a 40 psig. Normalmente del 20% al 50% del agua tratada es recirculada para que se contacte con el gas o el aire. El agua saturada, es luego inyectada en el tanque de flotación, allí el gas disuelto o el aire rompe la solución y se libera en forma de burbujas de pequeño diámetro que contactan las gotas de aceite en el agua y las llevan a la superficie en una espuma. En los diseños de gas/aire inducido, las burbujas son dispersadas en la corriente total por un aparato inductor o por un vórtice creado por un rotor mecánico. En las celdas de flotación con eductor hidráulico el agua limpia es bombeada a un cabezal de re-circulación que alimenta una serie de eductores venturi, el agua que fluye por estos eductores, succiona gas del espacio de vapor o aire que es inyectado al sistema, el cual es liberado en las boquillas como un jet de pequeñas burbujas; estas burbujas suben y arrastran consigo a las pequeñas gotas de aceite formando una espuma en superficie que posteriormente es desnatada. Estas unidades pueden tener de una a cuatro cámaras y usan menos potencia y menos gas/aire que las unidades de rotor mecánico. En las celdas de flotación con rotor mecánico, este crea un vórtice y un vacío dentro del tubo de vórtice. Los anillos de refuerzo (shrouds) aseguran que el gas en el vórtice se mezcle y se introduzca en el agua. El rotor y el eje inductor causan que el agua fluya mientras crea un movimiento de remolino (swirling). Un bafle en la cima dirige la espuma a una bandeja desnatadora como resultado del movimiento de remolino (swirling). Estas unidades pueden tener tres o cuatro cámaras.

Otros sistemas que son más recientes y menos utilizados actualmente en el tratamiento de aguas de producción, pero que brindan un buen desempeño son: FILTROS DE MEMBRANA Hay varios métodos para permitir que las sustancias atraviesen una membrana. Ejemplos de estos métodos son la aplicación de alta presión, el mantenimiento de un gradiente de concentración en ambos lados de la membrana y la introducción de un potencial eléctrico. Hay dos factores que determinan la efectividad de un proceso de filtración de membrana: selectividad y productividad. • La filtración de membrana se puede dividir en micro-filtración y ultra-filtración por una parte y en nano-filtración y osmosis inversa por la otra. • Cuando la filtración de membrana se utiliza para retirar partículas más grandes, se aplican la micro-filtración y la ultrafiltración. Debido al carácter abierto de las membranas su productividad es alta mientras que las diferencias de presión son bajas. Cuando se necesita desalinizar el agua, se aplican la nano-filtración y la osmosis inversa. La nano-filtración y las membranas de osmosis inversa no actúan según el principio de porosidad, la separación ocurre por difusión a través de la

membrana. La presión requerida para realizar la nano-filtración y la osmosis inversa es mucho más alta que la requerida para la micro y ultra filtración, mientras que la productividad es mucho más baja. Es un proceso de bajo costo energético. La mayor parte de la energía requerida es la necesaria para bombear los líquidos a través de la membrana. La cantidad total de energía utilizada es mínima comparada con las técnicas alternativas, tales como evaporación. El proceso puede ser fácilmente ampliado. HIDROCICLONES Estos dispositivos usan la fuerza centrifuga para remover las gotas de aceite del agua aceitosa. Su principio de separación se basa en la alta diferencia de densidades entre el aceite y el agua. Estos dispositivos pueden ser estáticos o dinámicos. Básicamente son usados en operaciones costa afuera ya que pueden remover gotas de aceite hasta de 2 nm pero tienen un alto costo. Ahorran espacio y pesan menos que los separadores convencionales.

El desempeño de estos dispositivos depende de la relación que exista entre la tasa de fluido en la salida corriente arriba a la tasa total de fluido de entrada, normalmente es óptima entre 1 a 3%. Esta relación es proporcional a la razón de caída de presión, PDR. El desempeño también se ve afectado por el tamaño de la gota de aceite a la entrada, la concentración de aceite a la entrada, el diferencial de gravedades específicas y la temperatura de entrada (a temperaturas mayores de 80 °F mejor operación). Para objeto de diseño, la suposición de una eficiencia de 90% es válida.

COALESCEDORES LIBRE DE FLUJO TURBULENTO (SP PACKS) Esta tecnología fue creada por Paragon Engineering Services y registrada por Modular Production Equipment, Houston. Se ubica normalmente dentro de cualquier recipiente o tanque que actúa por asentamiento por gravedad para mejorar su eficiencia en la remoción de petróleo. Consiste en crear un flujo turbulento de magnitud apropiada para provocar la coalescencia, forzando al agua a fluir a través de un tubo serpentín de diámetro similar a la tubería de entrada para evitar el taponamiento. LIGHT WATER TREATMENT UNIT, LWTU Es una unidad de tratamiento de agua móvil, que usa técnicas de coalescencia y separación para reducir el contenido de aceite del agua proveniente de los separadores desde un porcentaje pequeño hasta décimas de ppm, normalmente del 2% (20000 ppm) a 10 ppm. La unidad consta de un recipiente grande horizontal, que contiene 8 paquetes coalescentes que están bien distribuidos a lo largo de la longitud del mismo. El compartimiento de salida de la unidad opera a una presión cercana a la atmosférica, y la presión de entrada está limitada a la contrapresión del mismo proceso, es decir típicamente 20 a 35 psi. A medida que el agua fluye a baja velocidad a través de los paquetes, el medio coalescente mojado en aceite, temporalmente retiene las gotas de petróleo dispersas. Ellas coalescen en gotas mucho más grandes, que son finalmente liberadas por el paquete coalescedor cuando este está completamente saturado con petróleo. El petróleo liberado es interceptado entre dos paquetes, mientras las gotas más pequeñas proceden al próximo paquete y así continúa el proceso repetitivamente según el número de paquetes coalescedores.

TECNICA DE FLOTACION El proceso de flotación tuvo sus inicios en el procesamiento de minerales y se uso por largo tiempo en separaciones solido-solido aplicando espumas estables para la recuperación de las partículas de mineral.

Este proceso se basa principalmente, en el mecanismo de adhesión de las partículas o sustancias contaminantes hidrofobias a burbujas de aire de tamaños del orden de 15 a 2000 micras de diámetro, dependiendo del tipo y tamaño del contaminante. Muchos factores afectan el proceso de flotación, los más importantes son: el Hold-up de aire, el exceso y la distribución de tamaño de las burbujas, el grado agitación, el tiempo de residencia de las burbujas, el contenido de sólidos, el tamaño de la partícula, la gravedad, la forma de la partícula, el procesamiento del producto flotado, la hidratación de la superficie del sólido y los re-agentes de flotación. ETAPAS DEL PROCESO FLOTACION Generación y distribución de microburbujas Colisión entre las microburbujas y las agua.

en el agua por tratar.

partículas suspendidas en el

Contacto interfacial del sistema partícula/burbuja. Arrastre de otras partículas que se encuentran en la trayectoria de los aglomerados que ya se han formado. Ascenso del aglomerado a la superficie donde debe removerse.

SISTEMA DE FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO, (FAD) Las unidades FAD mas usadas son las formas rectangular y usan presurización del reciclo para obtener el aire para la flotación. Los componentes de un sistema FAD son: •

Celda de contacto o cámara de coagulación. Recibe la mezcla de la corriente a tratar y el aire disuelto; en ella, las burbujas de aire se adhieran al contaminante, además provee la distribución del flujo a lo ancho de la unidad.

•

Celda de la flotación. Suministra el área para la separación del aire y las sustancias floculadas. Algunas usan platos inclinados (separación sólidos- líquidos).

•

Desnatador de superficie.se coloca para remover la parte flotante de superficie. El sistema más usado consiste de una serie de placas arrastradas por un sistema conducido por cadenas con velocidad variable.

•

Desnatador de fondo. Se usa para remover los sólidos asentados en el fondo de la unidad.

•

Cámara y bafle de descarga. En ellos, se da la separación física del agua clarificada de las partículas floculadas; presentan en el fondo un vertedero.

•

Sistema de saturación de aire. Suministra la cantidad de aire en la forma apropiada, usando idealmente un mínimo flujo de reciclo. Usa bombas de presurización para forzar al aire a entrar el aire a la corriente a tratar en un reciclo de la corriente tratada. Luego esta solución es inyectada en la entrada de la corriente a tratar.

AVANCES EN EL DISEÑO DE LA FAD Algunos de los avances que se han presentado en los últimos 20 años son: Presurización del reciclo. La mayoría de fabricantes han pasado de la presurización del flujo completo a la presurización de un flujo de reciclo para inducir la flotación, esto debido a que en la primera clase de presurización la presión estaba limitada a valores menores de 50 psig puesto que el volumen a tratar era bastante grande, además el proceso perdía eficiencia debido a la destrucción del floculo a causa de la turbulencia y a las altas fuerzas de corte que se generaban en la corriente completa. Sistemas de saturación de aire. Las bombas usadas en este proceso son capaces de manejar agua con aire dentro y operan a presiones más altas que las bombas centrífugas estándar, aumentando la saturación de aire y la eficiencia volumétrica. Estas bombas incluyen turbinas regenerativas y bombas centrífugas especiales multifase. El desarrollo de estas bombas que manejan un fluido con aire en su interior ( del 10% al 20% en volumen de aire) permitió introducir la misma cantidad de aire disuelto con menor flujo (del 50% al 70% comparado con las celdas presurización de flujo completo). Químicos. Se aplican para mejorar la desestabilización de emulsiones y sólidos suspendidos, la precipitación de proteínas, etc. Los avances en este campo se han hecho en una gran variedad de polímeros (para la floculación) de diferentes pesos y cargas eléctricas para tratar contaminantes específicos, tanto que disminuyen o eliminan el uso de coagulantes. Algunas de las ventajas del uso de estos son: formación de floculos más fuertes, flotante de menor volumen y menos mezcla. Esta adición secuencial de químicos ha llevado a su vez, al uso de tubos de floculación (en vez de tanques floculantes), ya que en ellos los tiempos de retención son más cortos.

NUEVAS TECNOLOGIAS Y EQUIPOS DE FLOTACION

FLOTACION DE PARTICULAS ABSORBENTES, (FPA) La base de este proceso es la selección un materias adsorbente adecuado, o sea, con elevada área superficial y alta reactividad con el elemento contaminante (alta capacidad de adsorción). El mecanismo

responsable por el proceso de flotación. FPA, Está compuesto de 4 etapas en nivel macroscópico y 11 en nivel microscópico. Las etapas macroscópicas son: - Adsorción/absorción de los contaminantes en la superficie del solido adsorbente. - Floculación/agregación de las partículas solidas conteniendo los contaminantes. - Colisión y adhesión de las burbujas a los agregados de partículas. - Flotación. Las etapas microscópicas, incluyendo los fenómenos de transporte de masa por difusión y los fenómenos interfaciales, pueden ser divididas en:

- Difusión del contaminante por la solución. - Difusión a través de la película de líquido que envuelve la partícula adsorbente. - Difusión a través de los poros. - Adsorción en un sitio activo, intercambio iónico y absorción. - Agregación y floculación de las partículas. - Hidrofobizacion de los agregados. - Interacción con burbujas. - Flotación propiamente dicha.

ESTUDIOS REPORTADOS DE FLOTACION DE PARTICULAS ADSORBENTES (FPA) Material sorbete

Contaminantes

Relaves de carbón Ni,Cu,Zn,Pb,Cd,Cr,aceites Zeolitas

Ni,Cu, Zn

Zeolitas Pirita

Hg,As,Se Cu,As

Lama roja, residuo del proceso Bayer Dolomita Ceniza volante Resina de intercambio ionico Hidroxiapatita Carbón activado Barita

Arcilla (hidrotalcite)

Pb Ni Cu Cd Dye (Rodamine B) Aceite emulsionado Iones Cromatos, Cr+6

Autores Feris et, and Rubio, 1997, 2000 Rubio and Tessele, 1997 Tessele et al, 1997 Zouboulis et, al, 1992, 1993 Zouboulis et, al, 1993 Zouboulis et, al, 1993 Zouboulis et, al, 1993 Duyvesteyn and Doyle, 1995 Zouboulis et, al, 1997 Feris et, al 1999 Santander and Rubio, 1998 Lazaridis et, al, 2001

FLOTACIÓN DE AGREGADOS COLOIDALES, FAC La base de este proceso es la formación de agregados a partir de la adsorción/coprecipitación de los iones contaminantes en coloides con alta área superficial, baja toxicidad y buenas características de flotación, especialmente con el empleo de microburbujas generadas in situ, como en el caso de la FAD. La cinética de levitación de las unidades burbujas - partículas puede ser incrementada con la adición de polímeros o hidrofobizantes (colectores). Las etapas del proceso FAC son las siguientes: • •

Formación de precipitados coloidales precipitante - contaminante (coprecipitación), con el objetivo de insolubilizar el contaminante. Coagulación de los coloides con agente coagulante (heterocoagulación), para aumento de tamaño.

•

• • • • •

Floculación de los coloides, para disminuir el número de agregados, reducir la cantidad de agua y en algunos casos, hidrofobizar la superficie de las unidades flotables. Hidrofobización de los agregados (opcional a la etapa 3), normalmente empleando tensoactivos (colectores). Colisión de flóculos o agregados con burbujas de aire. Adhesión a las burbujas. Ascensión de las unidades burbujas - flóculos o agregados coloidales hacia la superficie. Separación del producto flotado conteniendo los contaminantes.

CILINDRO AIREADO O CÁMARA DE BURBUJAS ("BUBBLE CHAMBER"), BC Este sistema es una variante del Hidrociclón de Miller-ASH ("Air sparger hydrocyclone") sin el "overflow" (desbordamiento) y sirviendo de "contactor" de burbujas y partículas. El ASH y el BC hacen parte de un conjunto de sistemas de flotación centrífuga de alta capacidad que aplica el concepto de separación con burbujas pequeñas en un campo centrífugo. Estos sistemas han sido recientemente utilizados en el área ambiental, en la remoción de tintas de papel (reciclo) y aceites. El sistema BC consta de un contactor y un separador de las fases flotada y agua tratada.

SEPARADOR CENTRÍFUGO Un sistema diferente, fue desarrollado en el laboratorio de la Universidad do Río Grande do Sul y emplea el mismo principio de la "nozzle flotation", con la diferencia de que después de la etapa de pasaje forzada por la válvula (en este caso el flujo es horizontal), la solución aireada pasa por un "static mixer" y todo el conjunto alimenta a un separador de forma cilindrica que posee entrada tangencial, un pedestal para formar el "air core", "underflow", "vortex finder" y "overflow". Las principales variables de diseño son las dimensiones del cilindro y de sus distintas partes, el tipo de contactor ("static mixer") y el sistema de auto aspiración. Entre los parámetros operacionales, se destacan, la presión del fluido dentro del separador centrífugo, la localización del pedestal y el caudal a ser tratado.

PROCESO CAF - CAVITATION AIR FLOTATION En este caso la generación de burbujas ocurre por cavitación del aire directo en la corriente a tratar (succionado) vía a un tubo aireador especial, agitado en alta rotación (este tubo es la base del proceso y está patentado). Actualmente, su mayor uso ha sido en la industria de alimentos.

FLOTACIÓN JET-JAMESON MODIFICADA Las celdas de flotación jet convencionales, CFJC, consisten de un tubo de contacto, un tanque de flotación y un controlador de nivel. El tubo de contacto está a su vez formado por un inyector (generador de burbujas) localizado en la parte superior que permite introducir la corriente a tratar en forma de jet, un tubo de descenso ("downcomer"), y en la parte inferior, posee un distribuidor de burbujas o difusor.Ç En estas celdas el proceso de "colección" (colisión - adhesión) y la formación de los agregados gotas de aceite - burbujas de aire, se produce en el tubo de descenso ("downcomer") y la separación de estos agregados del agua, en el tanque de flotación (separación de las fases). La mezcla cae en co-corriente, siendo descargada en el tanque de separación de las fases, donde los agregados ascienden a la superficie (carnada de espuma), mientras que el agua tratada es descargada por la parte inferior. La corriente a tratar previamente condicionada, en un mezclador estático, con espumante y/o floculante es alimentada a presión por el inyector. Al pasar el agua por la reducción de área en el inyector, aumenta la velocidad, al mismo tiempo que decrece la presión. La reducción de presión induce la entrada de aire por la abertura dispuesta para este fin. El movimiento subsiguiente de la corriente de dos fases a través de la región de baja velocidad (alta presión) resulta en la dispersión del aire en burbujas pequeñas. Estas son forzadas a descender en sentido opuesto a su flotabilidad natural, en dirección al tanque de flotación, donde ocurre la separación de las partículas de aceite del agua. En la celda de flotación jet modificada, CFJM, fue incluido en el centro del tanque de flotación un colector o cilindro concéntrico cerrado en el fondo y empaquetado en la parte superior. Este colector concéntrico evita el arrastre de las partículas no adheridas a las burbujas de aire a la salida del agua tratada. El hecho de descargar los agregados contaminante - burbujas de aire en este colector, fuerza a las partículas no adheridas a las burbujas de aire a ascender a la interfase espuma/agua, aumentado la probabilidad de que estas queden retenidas en la carnada de espuma. Este colector, también, permite operar el tubo de descenso en condiciones hidrodinámicas turbulentas lo que favorece el proceso de floculación en el propio tubo de descenso y no altera el régimen de flujo en el tanque de flotación.

Las modificaciones estructurales en el diseño de la CFJC, versión CFJM, aumentaron la eficiencia de remoción de aceite en 5 puntos porcentuales (de 80% en la CFJC a 85 % en la CFJM).

FLOTACIÓN COLUMNAR La celda - columna se caracteriza por su forma rectangular, cuadrada o redonda con poco diámetro y una gran altura. Prevalece la forma redonda. Es usada comúnmente en la industria metalúrgica. La corriente a tratar entra a unas 2/3 partes de la zona inferior de la celda y se encuentra con una corriente de aire ascendente, el concentrado rebosa por la parte superior, y simultáneamente un spray de agua colocado en la parte superior lava las espumas removiendo la ganga o estéril, que se descarga por la parte inferior. El sistema de inyección de aire es la parte fundamental de la celda y se realiza mediante inyectores internos o externos que buscan mejorar la producción del enjambre de burbujas y el tamaño de las mismas; así, por ejemplo, se han usado inyectores cerámicos, tubos perforados, cubiertos con lonas de filtro y últimamente el generador de burbujas desarrollado por el Bureau de Minas de Estados Unidos. El sistema consiste en la disolución de aire en el agua, alimentados convenientemente a una cámara pequeña que contiene gravas, de preferencia de canto rodado, a presiones que fluctúan entre 60 a 70 psi. También es importante el burbujeador microcel de Process Engineering Resources, Inc., que es un mezclador estático para colocarse fuera de la columna formando microburbujas. Finalmente, podemos mencionar los slam jet sparger de Canadian Process Technologies de regulación automática de gas, que trabajan fuera de la columna y son diseñadas para fácil instalación y mantenimiento en línea. Las ventajas de este diseño con respecto a las celdas convencionales son menor costo de instalación y operación, menor ocupación de espacio, disminución sustancial del consumo de energía, principalmente porque no tiene sistema de agitación mecánica, fácil

automatización y control por computadora y menor consumo de reactivos que las celdas de agitación mecánica. La celda columnar tipo Microcel fue modificada de tal manera que la alimentación entra junto con la fase espuma para optimizar la separación sólido - líquido. En el reciclo, realizado por bombeo, a través de un venturi o válvula de aguja, el aire es succionado en el tubo interior donde se forman las burbujas, moduladas en su tamaño con la adición de tensoactivos.

CELDA FF: FLOCULACIÓN – FLOTACIÓN Un nuevo sistema de floculación, ha sido desarrollado en nuestro laboratorio, acoplado a un sistema de flotación centrífugo.La floculación o coalescencia de emulsiones aceite en agua, ocurre en la presencia de aire y en un floculador especialmente diseñado para aumentar la turbulencia. Los flóculos formados se caracterizan por su gran tamaño y baja densidad lo que hace la separación extremamente rápida. El tiempo de residencia es del orden de segundos lo que hace de FF un equipo de alta capacidad. Este flotador compacto ha sido utilizado en la remoción de aceites y grasas, para el tratamiento y reciclo de aguas de lavado de vehículos y en la remoción de sólidos suspendidos (Rubio 2001).

CELDA MULTIBURBUJAS Recientemente, Féris et al, (2001) reportaron valores de remoción de precipitados coloidales de hierro en una columna que opera con mezclas de burbujas de tamaño mediano (menores que 600 |.im) y microburbujas generadas con el sistema FAD (menores que 100 nm). Esta celda, llamada de "multiburbujas" presenta una serie de ventajas con relación a la FAD y a la Microcel. Estas ventajas son derivadas de los mayores valores de flujo del área superficial de burbujas disponibles, Sb, (mejor tasa aire/sólidos) lo que resulta en mejores velocidades (cinética) de separación. La generación de las burbujas de tamaño medio se logra utilizando un venturi y la de las microburbujas con la técnica de la FAD. Para ello se necesita alto volumen de aire y en especial, para la generación de microburbujas se requiere alta área superficial. Esta técnica no genera destrucción del floculado.

METODOS Y EQUIPOS TRATAMIENTO DE AGUAS

Celdas de Flotación: La celda de flotación es un equipo diseñado para remover hasta el 90% de los sólidos en suspensión del fluido tratado. Filtro de cáscara de nuez. Al obtener la separación de los sólidos y del aceite en la celda de flotación el agua restante pasa al siguiente tratamiento que son los filtros donde en su interior tiene cáscara de nuez y el fluido al pasar por estos equipos sale con una cantidad mínima de ppm en aceite en agua, aproximadamente con valores de 2a5p

Filtraci贸n: En el proceso el agua entra por la parte superior del filtro y los s贸lidos separados salen por la parte inferior del mismo, cualquier aceite o gas confinado ser谩 evacuado durante el ciclo de venteo. Cuando la eficiencia del proceso de filtrado disminuye, se debe realizar el proceso de retrolavado de los filtros.

Tanque de almacenamiento: Obteniendo el agua filtrada con el filtro de c谩scara de nuez, se almacena en tanques con una capacidad determinada de barriles donde finalmente va a ser tomada por las bombas triplex de desplazamiento positivo para ser inyectada en los pozos inyectores.

SEPARADORES DE FONDO DEL POZO Los separadores aceite-agua producido (DOWS) y gas-aceite (DGWS) son una tecnología relativamente nueva que puede ayudar en la reducción de los costos de tratamiento de agua y producir más hidrocarburos en superficie por día puesto que parte del agua producida no llega a superficie. Las características críticas para el éxito, incluyen una alta relación agua a aceite, la presencia de una zona de inyección adecuada, que este aislada de la zona de producción, compatibilidad del agua entre las zonas de inyección y producción y un pozo apropiadamente perforado y con buena integridad mecánica. Los DOWS son dispositivos situados en el fondo del pozo que separan el agua de las corrientes de gas y aceite. Algo del agua es inyectada dentro de otra formación y horizonte de la misma formación, mientras que el aceite, el gas y el agua. Permanentemente se producen en superficie. EL DOWS tiene gran potencial en el ahorro de dinero y en la reducción del IMPACTO AMBIENTAL, por el manejo en superficie del agua producida. Además en los pozos donde ha sido instalado se ha presentado un aumento de producción de aceite. Esta tecnología es muy reciente y todavía tiene inconvenientes sin resolver. El costo de instalación del DOWS, que incluye el trabajo de workover, es alto. Si el crudo sube sus precios, probablemente será una alternativa atractiva para las empresas del sector.

VENTAJAS DEL DOWS Y DGWS Ayudan a la reducción de sal en el agua producida, eliminación de pozos solo para convertirlos a inyectores, aumento de la producción diaria y uso de componentes off-the-shelf. Las configuraciones típicas DOWS incluyen un pozo que produce aceite y agua de un yacimiento y lo inyecta a otro aislado hidráulicamente, como proceso de recobro secundario. Se puede usar un segundo pozo para producir de la zona de agua inyectada a una zona de disposición. Además requiere dos componentes básicos, un sistema de separación agua-aceite y por la menos una bomba en el fondo de hueco que ocupe espacio de 7”in o menos de diámetro de casing. Dos tipos básicos de DOWS se han desarrollado, un tipo usa hidrociclones que maneja normalmente hasta 10000 BFPD y el otro usa separadores por gravedad que maneja cerca de 1000 BFPD. Los DOWS tipo hidrociclòn se utilizan para pozos con los siguientes métodos de levantamiento: • Bombeo electrosumergible • Bombeo mecánico • Bombeo por cavidades progresivas Los DOWS tipos separadores por gravedad, solo se han utilizado para Bombeo Mecánico. Ambos para poder ser introducidos en el casing, se diseñan como herramientas largas y delgadas (cerca de 100 ft). Para obtener buenos resultados de la técnica, debe haber suficiente espacio vertical ente las zonas de producción y de inyección para permitir la separación por gravedad, el tiempo de residencia en la zona de inyección y el tamaño de la pota de aceite deben ser suficientemente grandes para permitir la separación especialmente en el DOWS tipo por gravedad, se debe estar seguro de la buena inyectividad de la zona receptora del agua, debe existir buen aislamiento entra las zonas productoras y de inyección, se debe tener cuidado para evitar el taponamiento por fino y arenas, aunque ya se han desarrollado equipos desarenado res para colocar en fondo, no se debe aplicar en pozos con grandes problemas de corrosión y escamas. Esta tecnología es relativamente nueva, pero ya se han instalado 37 unidades DOWS en Norte América, 32 de ellas son DOWS tipo hidrociclon y las 27 restantes son DOWS tipo separador por gravedad no todas fueron exitosas pero la mayoría, presentaron un aumento promedio de la producción de aceite de 47% en formaciones carbonatadas y del 17% en formaciones de areniscas, además el

rango de disminución de agua fue del 88% en carbonatadas y del 78% en formaciones de areniscas.

formaciones

INYECCION DE AGUAS RESIDUALES Inyectar el agua después de tener un tratamiento físico y químico, un filtrado a través de medios porosos, posible uso de unidades de flotación y la inyección de químicos para capturar el oxígeno y clarificar el agua.

Tratamiento Químico: Para el tratamiento químico del agua residual producto de la producción de petróleo se debe tener en cuenta los siguientes problemas como los más importantes a tratar: a. Corrosión b. Incrustaciones c. Aceite en agua - Sólidos en Suspensión. • • • •

Ósmosis inversa Evaporación Intercambio iónico Tratamientos químicos

NORMAS PARA VERTIMIENTO DECRETO 1594 DE 1984

TABLA DE METODOS Y EQUIPOS

El Costo mensual por tratamiento químico es de US 5.000 si se utilizan los siguientes productos químicos: Producto Químico: Cantidad Aplicada (ppm) Inhibidor de Corrosión 7 Inhibidor de Incrustaciones 10 Secuestrante de Oxígeno 3 Biocida 1 50/bache Biocida 2 50/bache Rompedor de Emul. Inversa 10 Limpiador de Filtros 7 gal/lavado

CAMPO CORCEL – PETROMINERALES

Desde que el descubrimiento Corcel en el tercer trimestre de 2007 se han construido instalaciones rápidamente y continuó con el seguimiento de la perforación, lo que permite Corcel se convierta rápidamente en el séptimo más grande campo de producción en la Cuenca de Llanos. Este éxito se ha extendido también a la perforación de petróleo conocidas, teniendo calles de la cuenca, agregando significativo potencial de exploración. En 2008, Se ha completado el primer año como operador de producción en Corcel. El descubrimiento así, Corcel A1, se ha presentado en la producción en septiembre de 2007, apenas tres meses después de ser perforado. Para finales de diciembre de 2009, se habían perforado 15 pozos en el bloque Corcel y dos pozos en el bloque Guatiquia y la producción total promedio de 15.252 bpd en diciembre de 2009, las instalaciones se han construido para manejar 70,000 barriles de líquidos por día y se está expandiendo a 140.000 de barriles de líquido por día. Para finales de 2009 el bloque ya ha producido más de 9 millones de barriles de petróleo. Los pozos Corcel son típicos de la mayoría de los campos encontrados en todo el mundo con la producción de un activo depósito de agua de unidad. Esto da como resultado la unidad en la recuperación de agua de alta de petróleo original en el lugar normalmente de entre 40 y 60 por ciento, a altas tasas iniciales de la producción, con cortes de agua aumenta con el tiempo. Aunque el campo se ha convertido en una

plataforma de producción significativa, todavía existe la exploración mucho por hacer en el bloque.

El campo “corcel” se ubica geográficamente en el departamento del Meta, entre los municipios de Barranca de Upia y Cabuyaro. Se compone de: Cinco (5) bloques, bloque corcel A, bloque corcel B, bloque corcel C, bloque corcel D y corcel F, cada bloque tiene dos (2) pozos productores y uno (1) inyector de agua, con un total de once (11) pozos en producción. El yacimiento posee un empuje hidráulico (acuífero) y utiliza el sistema de Levantamiento Artificial, Bombeo Electro-sumergible y Central Lift. La batería de producción se ubica en el bloque A, en ella se encuentran: Tres (3) separadores (trifásicos), uno de prueba de 30.000bls y dos generales de 60.000bls,

Tres (3) tanques de almacenamiento de 6.000bls C/U, bombas triples reciprocantés, generadores y cuatro (4) brazos de cargue entre otras facilidades. (Las facilidades se están ampliando debido a que el

campo esta en desarrollo y con expectativas de producción mayor). Se han encontrado dos formaciones con crudos de º API de 17-27, obteniendo una mezcla para venta de 24 grados ºAPI. Sus profundidades son del orden de 11000ft y 12000ft respectivamente.

Variables del proceso en cabeza de pozo y producción son: • • • • • • • •

Presión__________ 150 psi Temperatura ______200 ºF Caudal de aceite __18.000 BOPD (normal) Caudal max.______30.000 BOPD Corte de Agua ____ 87%-90% Caudal da gas_____10.100 mt3 (diarios) Medición _________estática Vol. Agua_________150.000 BWPD

Para el tratamiento de agua se están utilizando: Rompedores (directos e inversos) de emulsión en cabeza de pozo, aplicación de antiespumante y dispersante de parafina; manifold, separadores (3), tanques desnatadores, en las piscinas (aireación) se le aplican clarificadores, coagulantes para sedimentos y retiración de fenoles con químicos y por oxigenación, el tratamiento con químicos resulta costoso pero es muy eficiente en la remoción de fenoles siendo este un problema, por el cual se tuvo que para la producción en algún momento. Para vertimiento normalmente se utiliza los separadores, tanques desnatadores, filtros con antracita, Gun Barrel, caja API y piscinas, bombas de reinyección triplex,(1 millon de ft3) el problema principal de esta agua es la temperatura solo hay que bajar de 200 ºF a 104ºF pues es un agua “noble” su pH= 6-7. Volumen inyectando es de 73.000bls a una presión de 2.400psi. Para las pruebas de laboratorio se utiliza el sistema Carl Fisher

TRATAMIENTO DE AGUAS CAMPO CORCEL

Volumen inyectando es de 98.000 bls por dia a una presión de 2.400psi para recuperación secundaria y 40.000 bls para vertimiento a un cauce a 19 kms (rio upia), también se puede decir que 12.000 bls están siendo regados en las carreteras del corregimiento de influencia.

Solo hay dos (2) pozos inyectores los cuales manejan un volumen de agua de cuarenta y nueve mil (49.000) barriles por dia respectivamente.

CICLO DE TRATAMIENTO • Aplicación de deselmusificantes directos en cabezal de pozo 220°F en cabeza de pozo y 180 psi • Separadores trifásicos – 1 de prueba y 2 normales, 180°f • Skinner tank (3), 2 de 500 bls y 600 bls. Duración de 2 a 3 hrs dependiendo de la producción. • Filtros de lavado con cascara de nuez, cada cuatro horas se hace un retrolavado al filtro que es manual. • Wash tank • 9 Piscinas; donde se cumple el proceso de coalescencia y decantamiento (piscina 3); • se cumple con un tratamiento químico para clarificación, se aplican coagulantes y rompedores inversos (piscinas 1, 2, 4, y 5) • Piscinas de aireación y oxidación, se les aplica peróxido para la oxigenación y retirar fenoles “HS10 Y HS11 30 gls por 5.000 bls” (piscina 7 y 8)

Fiscalización Carl Fisher Parámetros Ph 6-7 Fluidez 10 Npu >75 Ptco 150 Total sólidos Disueltos 150ppm Conductividad nm2500 Total solido Solventes 80% Bario 5ppm Fenoles >0.2 Oxigeno <4ppm Cloruro 250ppm Aceite de agua >80% Alcalinidad 150ppm

FACTORES A CORREGIR. - Minimizar la corrosión del equipo y líneas de inyección. - Prevenir la formación de depósitos sobre la superficie de los equipos y líneas de inyección. - Mantener el control microbiológico, evitando la corrosión y taponamiento de las líneas se conducción y de la formación. - Mantener un bajo contenido taponamiento de la formación.

sólidos

para

evitar

Agua

- Evitar paradas del sistema para realizar limpieza.

REQUISITOS DE CALIDAD. - Sólidos en suspensión. < 3.0 mg/lt. - Grasas y aceite. < 3.0mg/lt. - Tamaño de partículas. < 15 Micrones. - Compatibilidad formación).

fisicoquímica.

(Agua

inyección

TIPOS DE TRATAMIENTO Mecánico: - Decantación (disminuir aceite). Uso de piscinas. - Filtración (sólidos suspendidos). Uso de arenas, carbón, cascara de nuez, cascara de arroz, etc. - Gas Blank (oxigeno). Remover el oxigeno disuelto.

FILTROS DE REMOCIÓN DE SOLIDOS

Químico: - Clarificación. Uso de rompedores de emulsión. - Inhibidor de corrosión. Algunos microorganismos actúan como depositadores catódicos. - Inhibidor de incrustación (scale). Formación de masas o conchas en superficies. - Bactericidas. Eliminan las bacterias las cuales producen biomasas que taponan los pozos. - Floculantes. Aglomeración de partículas pequeñas para formar aglomerados más grandes, facilitando su sedimentación.

El volumen total de agua en el campo “CORCEL” es de ochenta y dos mil (82.000) barriles por dia. 32.000 bls, para inyección y 50.000 bls es vertida a un rio que pasa a tres kilómetros del campo. Solo hay dos (2) pozos inyectores los cuales manejan un volumen de agua de diez y seis mil (16.000) barriles por dia respectivamente.

AREA DE TRATAMIENTO DE AGUAS CORCEL Tiene una extensión de 5800 metros cuadrados. Tres (3) skim tanks. En este tanque se le aplica clarificador, 30 galones c/u. Tres (3) piscinas de 1000 metros cuadrados cada una. En las piscinas se le aplica rompedor inverso, 24 galones. Dos (2) filtros de 15.000 bls c/u. con un lecho filtrante de 10 sacos de cascarilla de nuez; se le hace un retro lavado con jabón “rico” cada cuatro horas. Una vez el agua sale de los filtros se le agrega Inhibidor de corrosión y secuestrarte de oxigeno. Tres (3) tanques de abastecedores de las bombas Buster de 500 bls c/u. Con nivel normal de 290 cm, min.200 cm y max.290 cm. Tres (3) bombas Buster de baja presión. Manejan una presión de 70psi. Cuatro (4) bombas de alta presión. - Misión - Jeyco-1 - Jeyco-2 - Azam

PRESUPUESTO

NOMBRE IMPRESIONES SERVICIO INTERNET VIATICOS VISITA AL CAMPO FOTOCOPIAS OTROS TOTAL

VALOR $70.000= $30.000= $150.000= $15.000= $45.000= $310.000=

CONCLUSION

Después de terminar el anterior proyecto podemos concluir que se ha obtenido el conocimiento necesario siendo nuestro principal objetivo y que después de una investigación ardua se ha aprendido sobre el extenso trabajo de ingeniería que se realiza en el campo petrolero, también podemos decir que hemos resuelto uno de los inconvenientes que dieron motivo a este proyecto dejando nosotros un material para todos los interesados en profundizar sus conocimientos. La normatividad ambiental cada día es más exigente y el compromiso que tiene la industria petrolera por preservar la naturaleza es cada vez mayor por consiguiente tanto científicos como fabricantes de esta industria se han dado a la tarea de desarrollar tecnologías que cada vez sean más amables con el medio ambiente, Colombia no es la excepción en los últimos años se ha aumentado el interés de las empresas por lograr el certificado ISO 14001; la compañía Petrominerales ha obtenido esta certificación, es por ello que realiza esfuerzos por mantenerse en continuo mejoramiento de sus procesos, minimizando así su impacto al medio ambiente.

BIBLIOGRAFIA

MONTES PAEZ, Erik Giovanni; Universidad Industrial De Santander; Ingeniero de petr贸leos CASTRO CASTELL, Marta Roci贸; Universidad Industrial De Santander; Ingeniera De Petr贸leos BECERRA SALAMANCA, Fernando; Universidad Industrial De Santander; Ingeniero De Petr贸leos