Tratamiento de Agua Generalidades de la Industria Petrolera.- Polímeros y Productos Químicos
OMEGA CHEMICALS, S.A. DE C.V.
Generalidades de la Industria Petrolera Exploración y Producción: Ø Exploración Ø Determinación de Reservas Ø Explotación de yacimientos
Recuperación Mejorada:
Ø Perforación *, cementado, terminación y trabajo de instalación de accesorios para la producción . Ø Inundación de las Reservas Ø Control de Movilidad Agua, gas, caustico, polímeros y surfactantes
Productos para la Producción : REFINACION:
Ø Tratamiento de Accesorios y Reservas Tratamientos de las aguas inyectadas, Control de Corrosión e Incrustación, Separación Agua-Aceite, y Tratamiento de Efluentes y de crecimientos biológicos.
Plantas de Refinación y Petroquímicas
Tratamiento de Aguas de proceso, Control de Corrosión e Incrustación, Tratamiento de efluentes de aguas aceitosas.
Oil Industry - Overview Drilling Industry Drilling Fluid Derrick
or “Mud�
Mud Pump
Drill String Blow-out Preventer
1000m to 5000m
Shale Shakers (sieves) & Cyclones
Drill cuttings & sand
Mud Pits
Drilling Fluid Chemicals
The drill string is a hollow steel tube which screws together in sections. This is rotated to create the cutting action at the drill bit. Drilling fluid is circulated down the drill string and returns through the annulus with the drill cuttings. Drill Bit
Seccion Abierta del Pozo
Seccion cerrada del Pozo
Oil Industry - Overview Steel Casing
Programa de Perforación Ø El pozo es perforado en secciones Ø La profundidad de ellas depende de la geología
Cemento Lodos de Perforación (circulando)
Ø Cada sección es entubada y cementada Ø Propiedades diferentes de los fluidos para secciones diferentes de la perforación. Ø Fluidos especiales que eviten el daño del yacimiento para perforar en formación de rocas sedimentarias donde esta el crudo.
Fluidos de Perforación Ø Eliminan los residuos de la perforación. Ø Balancean las presiones de formación a través Varilla de de la densidad. Perforación (rotando) Ø Enfrían y lubrican las brocas y varillas de perforación. Broca de Perforación (rotando)
Ø Estabilizar lutitas y arcillas sensibles al agua Ø Resistir la filtración dentro de formaciones porosas. Ø Resisten los efectos de la temperatura
Industria Petrolera Generalidades
Fluidos de Perforación
Agua o Aceite como fluidos base Ø Aceite – mayor costo, con problemas ambientales, pero de rendimiento superior Ø Agua - mas reactiva y químicamente mas complejo el control de su propiedades Ø La mayoría los productos de 3F Chimica están orientados a fluidos de perforación base agua.
OMEGA, 3F Chimica Productos Principales Flomex, Dispersan- dispersantes, inhibición de incrustaciones Sedifloc- PHPA (viscosificantes & control de lutitas) Polypush- Productos para estimulación. Emulsiones catiónicas.
Oil Industry - Overview Fluidos de Perforación Base Agua Viscosidad/Reologia Ø Aditivo Primario - bentonita Ø Polímeros Naturales & sintéticos - ambos viscosificantes (CMC, gomas naturales, PHPA) & dispersantes (poliacrilatos, lignosulfonatos)
Densidad Ø Aditivo Primario – barita
Ø Perdida de Fluidos (propiedades de filtración ) Ø Aditivo Primario- polímeros naturales y sintéticos (CMC, polyACM’s ligninos)
Inhibición de lutitas (control de la absorción del agua y el hinchamiento) Ø Aditivos Primarios - sales inorgánicas (ej KCl, CaSO4.2H2O) Ø Polímeros Sintéticos (ej PHPA), poliglicoles
Oil Industry - Overview Operación & Estimulación Fluidos & tratamientos usados para procedimientos de mantenimiento en pozos en operación Ø Estabilizar la perforación y facilitar la extracción y rehabilitación del equipo de perforación. Ø Limpieza y eliminación de depósitos e incrustaciones en el pozo Ø Acidificación – acidulación de las formaciones cerca de la boca del pozo para mejorar la porosidad. Ø Fracturación de las formaciones cerca de la perforación del pozo para mejorar la permeabilidad.
Los productos de 3F Chimica se usan principalmente como viscosificantes (ej. Para acidificar) y limpiar fluidos utilizados en operación (floculantes & coagulantes) Ø Viscosificantes Acidos – Catiónicos Lineales SEDIFLOC Ø SEDIFLOC 100C, 900C and VP series – tratamiento/efluentes
Oil Industry - Overview Ingeniería Civil Los trabajos en las bases, usan fluidos base agua similares a los fluidos de Perforación, (a menudo basados en suspensiones de bentonita acuosa) para servir de soporte a los suelos. Ø Piloteo de concreto (perforaciones de mayor diámetro) Ø Paredes de zanjas de lodos – paredes de concreto reforzado Ø Perforación Direccional- “perforación horizontal, diagonal o vertical” Se requieren propiedades similares de los fluidos a la industria de perforación – ligeramente menos complejos debido a las bajas temperaturas y presiones.. Mayores requerimientos para polímeros PHPA de alto peso molecular como sustitutos de la bentonita (viscosificante) También existen aplicaciones para coagulantes & floculantes – en el desecho de fluidos y aguas residuales despues de terminar su función.
Oil Industry - Overview Producción de Petróleo Ø Reservas – el petróleo esta atrapado dentro de rocas porosas.
Oil Production
Water Injection
Ø La mayor parte de las reservas requieren de inyección de agua/vapor o gas para llevar el petróleo a los pozos de producción. Ø Las reservas desarrolladas consisten de una red separada de pozos de producción e inyección. Ø Los pozos en producción extraen una combinación de crudo y agua del yacimiento. Ø La compatibilidad de las fases de agua es importante para evitar caer en incrustaciones, precipitaciones y crecimientos biologicos en el yacimiento.
Oil Industry - Overview E.O.R (Recuperación Mejorada de Crudo) Mejorando la eficiencia del desplazamiento del crudo y la recuperación de los yacimientos. Ø La permeabilidad de las rocas varia dentro del yacimiento – el agua tomara el camino mas fácil de menor resistencia. Ø Canales de alta permeabilidad entre los pozos de inyección y producción conducen a una producción excesiva de agua y una recuperación pobre de crudo del yacimiento adyacente. Ø Inundación Polimérica - Igualando la viscosidad del agua la del crudo produce un flujo mas uniforme a través del yacimiento. Usualmente se requiere polímeros de alto PM para ser viable económicamente (grandes volúmenes). Ø La solubilidad de los polímeros es critica para evitar bloquear formaciones porosas. Ø Otros reactivos se pueden agregar para mejorar el lavado del crudo de las superficies de las rocas (ej. Surfactantes, cáusticos, etc.)
Oil Industry - Overview Productos Químicos para la Producción Tratamiento de Agua de Inyección Ø Clarificación/ Filtración Ø Secuestrantes de Oxigeno Ø Biocidas
Productos para dentro del Pozo Ø Inhibidores de Corrosión Ø Anti-incrustantes
Deshidratación y tratamiento de efluentes Ø Desmulsificantes Ø Coagulantes & Floculantes
Oil Industry - Overview Productos Quimicos para Produccion Tratamiento del Agua de Inyección Similar al tratamiento de agua de procesos de todas las industrias – enfocadas a propósitos específicos en esta industria. Ø Mínimo de partículas suspendidas (incluye aceites emulsificados) – evitando el taponamiento de la formación del pozo de inyección. Ø Solidos Disueltos – aseguran la compatibilidad con la formación de aguas salobres para evitar la precipitación e incrustación dentro del yacimiento. Ø Secuestrantes de Oxigeno – Todos los yacimientos son anaeróbicos Ø Biocidas – Los yacimientos contienen sulfuros y sulfatos que promoveran la accion de las bacterias sulfato reductoras y otras siilares. Ø Compatibilidad productos del PRM (si se requiere)
OMEGA y 3F Chimica tienen productos para uso en las etapas antes mencionadas.
Industria Petrolera Productos Químicos para Producción Productos para el interior del Pozo Protección del equipo de perforación (bombas, tuberías, válvulas etc). El crudo producido contiene aguas salobres corrosivas y gases (ej. H2S, CO2 etc). Las aguas congénitas extraídas con el crudo pueden sobresaturarse debido al efecto combinado de la temperatura y presión reducidas, tendiendo a formación de incrustaciones.
Control de Incrustaciones
Las soluciones de anti incrustantes se dosifican y adsorben dentro de la formación durante los periodos de paro de la producción. Con ello el anti incrustante es “producido” junto con el crudo controlando la incrustación durante el periodo de producción. Este tipo de productos incluyen polímeros acrílicos, (dispersantes y anti incrustantes y aminofosfonatos. (Dispersan SA, HA series) (OMEGA, Dispersan CMS series)
Control de Corrosión Los inhibidores de aplicados en el equipo de perforacion durante las operaciones de mantenimiento incluyen : OMEGA, DISPERSAN CMS15, también pueden ser de interés los inhibidores fase vapor de Cortec.
Oil Industry - Overview Productos para Producción Aprovechamiento del Crudo/ Deshidratacion El crudo producido - una mezcla de crudo, gas y agua. Esta ultima es típicamente del: !80 - 90 % del volumen total producido ! El tratamiento inicial en los campos de explotación se orienta a eliminar el agua y los componentes volátiles para: Ø Reducir los volúmenes bombeados a las refinerías Ø Mejorar las propiedades de flujo (corrosión, punto de congelamiento etc.) Ø Gases – transportarlos o quemarlos dependiendo de la cantidad La operación produce grandes volúmenes de crudo que contiene efluentes acuosos, los cuales deben de ser tratados antes de reinyectarlos o descargarlos a mantos acuíferos. Nota – Los productos para la PRM pueden afectar en gran forma los requerimientos de tratamientos – especialmente polímeros e inundación caustica.
Oil Industry - Overview Diagrama de Proceso Tipico de separacion crudo/ agua GAS EXPORT/FLARE
CRUDE OIL PRODUCTION WELLS
3 PHASE HIGH PRESSURE SEPARATOR
OIL EXPORT
OILY WATER
OIL RECYCLE
OIL SLUDGE TREATMENT
3 PHASE LOW PRESSURE SEPARATOR
PRIMARY CLARIFICATIO N
OIL SLUDGE
FLOTATION
CLARIFIED WATER - TO DISCHARGE/FILTRATION
OILY WATER
Hennan Oil Field Production - Primary Beneficiation Desmulsificantes
2.4 x 104 m3/día > 90% H2O Agua < 1000 ppm aceite 2 - 4 ppm Polímero Catiónico
SEPARADOR 3 FASES
Crudo a la Refinería
Filtro Arena
Filtro Carbón
STS 3-5 ppm aceite < 5 ppm
Activado
Separador de Placas Agua 50-100 ppm aceite
Retorno de Fase Aceitosa Surfactante
Sedimentos
Crudo
Gas a la to Refinería
Tan que
Retorno de Aguas Aceitosas
Hidro-ciclones
Centrifuga Confinamiento de Solidos vía vitrificación (cal/ cemento), incineración
Oil Industry - Overview Well Head Benefication/Separation Crudo - Separación del Agua (Deshidratación) Ø Separadores de tres fases Ø Desmulsificantes – surfactantes y resinas etoxiladas Ø Depresores del Punto de Congelación (OMEGA – 3F tienen productos aplicables)
Tratamiento de Aguas Aceitosas Ø Separadores de Placas/Gravedad Ø Flotación por Aire Ø Hidrociclones Ø Coagulantes & Floculantes – típicamente productos catiónicos
Lodos Aceitosos & Tratamiento del Aceite Recuperado Ø Centrifugas o Filtros Prensa o de Bandas Ø Desmulsificantes Ø Floculantes - típicamente catiónicos de la serie SEDIFLOC
Oil Industry - Overview Oil Refineries - Basic Operations (typical)
Residues
C4
Gasoline Kerosine
Vacuum Distillation Vacuum Distillation
Light Heating/Diesel Oils Light Lubricating
De-waxing
Catalytic Cracking
Naphtha
Distillation Column
Heavy Lubricating
Asphalts Heavy Fuel Oil
Asphaltic Lubricating
Vacuum Distillation
Solvent Refining
Desalting
Crude Oil Bulk Storage
Catalytic Reforming
Gasoline
Gas Recovery & Gasoline Stabilisation
Gas
Reforming
LPG
Wax
Industria Petrolera Generalidades Purga
Torres de Enfriamiento Pretratamiento de Agua
Sanitarios
Pretratamiento de Agua
Boilers
3.5 kl/min PTAR 0.2 kl/min Purga 0.2 kl/min
Vapor Tratamiento de Agua
Agua Cruda 30 kl/min
Agua &
Desaladoras
Crudo
Enfriamiento de un solo Paso
1.2 kl/min Unidades de Proceso
Pretratamiento De Efluentes
Descarga Directa 15 kl/min
Similar to other large industrial applications - typical refinery water usage:
Tratamiento de Efluentes
Refinerías – Requerimientos típicos de Agua
Industria Petrolera - Generalidades Refinerías & Plantas Petroquímicas Aplicaciones Especificas Ø Tratamiento de Agua - proceso, calderas, enfriamiento, etc. Ø Tratamiento de Aguas Residuales - separadores gravimétricos , flotación por aire, etc. Ø Residuos de lodos aceitosos - desemulsificación y deshidratación Ø Tratamiento general de Aguas Industriales. OMEGA y 3F Chimica pueden ser sus proveedores de muchos de estos productos directamente o mediante servicio integral.
Industria Petrolera Generalidades Tratamiento de Aceites Gastados y Residuales. SURFACTANTES (1000-2000ppm)
ACEITE RECUPERADO A PROCESO
FLOCULANTES SEDIFLOC O FLOMEX (100-250ppm)
65 - 75째C 3 - 6 HORAS TIEMPO DE RESIDENCIA
CENTRIFUGA
CALOR
SOLIDOS - A CONFINAMIENTO
ACEITE RECUPERADO A PROCESO
AGUA - A TRATAMIENTO DE AGUAS ACEITOSAS SEPARACION POR GRAVEDAD