Universidad Autónoma del Carmen Facultad de Química

Ingeniería Petrolera

Geología de Explotación del Petróleo, Agua y Vapor.

Cd. Del Carmen a 24 de Marzo del 2014

¿Qué es el agua?

El término agua generalmente se refiere a la sustancia en su estado líquido, aunque la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en su forma gaseosa denominada vapor

¿Cuánta agua hay?

El 70% de la superficie de la Tierra es agua y tan sólo 30% es tierra firme. Tenemos un planeta cubierto de una delgadísima película de agua.

Además, la mayor parte del agua en la Tierra es agua salada: 97.5% es agua de mares y océanos. El restante 2.5% es agua dulce, pero casi toda esta congelada en los polos y en los glaciares. Del agua dulce, 69.7% es agua congelada, 30% es subterránea y en los ríos y lagos hay sólo 0.3%.

El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se encuentra en el interior de las células (agua intracelular). El resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los tejidos

En su constante ir y venir de un estado al otro, el agua describe siempre un camino más o menos parecido, por eso se lo llama ciclo del agua.

Según la cantidad de sales disueltas:

Agua dulce: se caracteriza por contener una proporción de sal muy baja, que es la adecuada para producir agua potable.

Agua salobre: la concentración de sal disuelta en este tipo de agua suele ser de entre 1000 a 10.000 mg/l.

Agua salada: su proporción de sal es mucho mayor que la anterior. Siempre supera los 10.000mg/l.

Según la presencia de minerales:

Blandas: en estas aguas, la presencia de minerales es muy baja. Su máximo extremo es la destilada, que carece de minerales en absoluto, por lo que no debe ser consumida por los humanos.

Duras: a diferencia de las anteriores, en estas hay una importante presencia de minerales, entre ellos, magnesio y calcio. La presencia de los minerales en la disolución y arrastre es lo que le da su carácter de dura.

Según su procedencia:

Subterráneas: este tipo de aguas procede de pozos o manantiales ubicados en el interior de la tierra. Si bien deben sufrir ciertos tratamientos antes de ser aptas para el consumo humano, su nivel de contaminación es bajo.

Superficiales: son provenientes del mar, pantanos, ríos o lagos. Debido a la presencia de microorganismos patógenos, partículas en suspensión y los desechos provenientes de las comunidades, se recurre a procedimientos físicos y químicos para eliminar sus impurezas. Estos permiten volver a las aguas superficiales en potables.

Minerales: contienen de forma natural una riqueza mineral superior a 250 partes por millón. Estas aguas se encuentran en manantiales subterráneos protegidos y es allí mismo donde deben ser embotelladas.

Manantiales: son aquellas aguas que, para ser aptas para el consumo, han sido potabilizadas y filtradas. Estas, provienen de alguna fuente.

Agua en México

Nuestro país posee aproximadamente el 0.1% del total de agua dulce disponible a nivel mundial, lo que determina que un porcentaje importante del territorio esté catalogado como zona semidesértica. Esto implica, también, la necesidad de considerar al agua no sólo como un elemento vital, sino como un factor estratégico para el desarrollo global del país.

Propiedades del agua

Acción disolvente.

El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua.

El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, es decir aumenta de volumen, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello el hielo flota en el agua líquida.

El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC,que es de 1g/cc.

Su capacidad calorífica es superior a la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima

La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantas vasculares, como los árboles.

Usos del agua en la industria

Consiste en la producción de plantas o animales acuáticos en sistemas controlados como jaulas o encierros donde su crecimiento es manejado o mejorado por el hombre. Los principales organismos cultivados son peces, moluscos y crustáceos

Esto ha ocasionado considerables daños en los ecosistemas costeros, particularmente en los manglares y otras comunidades de vegetación nativa, así como cambios en el flujo natural de los ríos.

Cambios de la salinidad del suelo y de los depósitos de agua dulce

La alteración de la carga de sedimentos en sistemas acuáticos adyacentes,

Cambios en la productividad costera

Afectación a ecosistemas marinos como los arrecifes de coral, debido al incremento erosivo y cambios en los patrones de sedimentación litoral.

SIRIA

El proyecto proporcionó sistemas de riego por aspersión y riego por goteo para una superficie agrícola de 100 hectáreas, e impartió capacitación intensiva para su instalación y utilización a 2 750 agricultores y 250 técnicos y personal de extensión.

CABO VERDE

Más del 20 por ciento de la superficie de regadío de ese país se ha pasado al riego por goteo, y muchos agricultores han abandonado las plantaciones de caña de azúcar que consumen tanta agua para producir pimientos y tomates.

En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río u arroyo.

Tiene la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío o para la producción de energía mecánica al transformar la energía potencial del almacenamiento en energía cinética.

Es un proceso revolucionario que hoy en día es de máxima utilidad y comienza a ser un recurso habitual a la hora de mecanizar piezas, es bastante simple pero a la vez muy complejo. Resulta una herramienta muy versátil y cuya aplicación es extensible a prácticamente todos los trabajos industriales.

La presión del chorro de agua es aportada por un sistema de una bomba dotada con un intensificador de ultrapresión que hacen que ésta pueda llegar hasta 4000 bares de presión, dependiendo del objeto de trabajo, existe la opción de trabajar a menos presión, sobre unos 2000 bares.

El agua en la industria petrolera

Inyección de agua

Tipos de inyeccioninyección periférica o externa.

Consiste en inyectar el agua fuera de la zona de petróleo, en los flancos del yacimiento. Se conoce también como inyección tradicional y en este caso, el agua se inyecta en el acuífero cerca del contacto agua petróleo.

Inyección en arreglos o dispersa.

Consiste en inyectar el agua dentro de la zona de petróleo. El agua invade esta zona y desplaza los fluidos del volumen invadido hacia los pozos productores. Este tipo de inyección también se conoce como inyección de agua interna, ya que el fluido se inyecta en la zona de petróleo a través de un número apreciable de pozos inyectores que forman un arreglo geométrico con los pozos productores.

Fracturamientohidráulico

Consiste en la inyección deun fluido a presión hastala profundidad de laroca, para lograr la fallade la misma.

Esta técnica se utiliza para

lograr la conductividad

del petróleo o gas y para

eliminar el efecto de daño

en los pozos. También se

utiliza para controlar la

producción de arena en

formaciones poco

consolidadas y para

atenuar la velocidad de

deposición de los

materiales que dañan la

formación.

• Lodo Espuma: agua y emulsionantes espumosos con corriente de aire.

• Lodo Bentónico: agua y bentonita, utilizados normalmente en pozos someros, en áreas no problemáticas o en la parte superior de los pozos profundos.

• Lodos CLS: lodo base agua tratado con cromolignitos y lignosulfatos.

• Aumentar el avance de la perforación.

• Prolongar la vida de la barrena.

• Reducir la torsión y embolamiento de la barrena.

• Prevenir pegaduras por presión diferencial.

• Mejorar el enjarre.

• Incrementar la lubricidad de la barrena.

Agua Producida

TRATAMIENTO FÍSICO:

• Adsorción: carbón activado, la zeolita, las resinas y las arcillas, retención de compuestos orgánicos disueltos y algunos metales pesados

• Filtros de arena: Remover las partículas no detectadas.

• Ciclon: Centrifugador separador de materia

Alternativas de tratamiento

Tratamiento Químico:

• Precipitación Química: Remover coloides o partículas suspendidas(configuración electrónica), floculación y coagulación

• Oxidación Química: Estructura química de contaminantes por agentes oxidantes, catalizadores e irradiación ultravioleta,

Alternativas de tratamiento

TRATAMIENTO BIOLÓGICO:

• Degradación de materia orgánica: microrganismos, procesos mas conocidos reactores biológicos y lodos activados.

Alternativas de tratamiento