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ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETROLEOS

Water disposition in oil fields

Camilo Andrés Rodríguez Obregón

Deissy Johanna Ballesteros Rodríguez

Gonzalo Javier Martínez Mayorga

Universidad Industrial de Santander – Escuela de Ingeniería de Petróleos

Agenda

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Métodos de disposición

A continuación se enumeran muchos de los métodos de disposición empleados sobre el medio ambiente y se clasificaran en.

-Los métodos recomendados

-Aceptables pero no recomendados

-Ambientalmente inaceptables

http://www.equilibrio.mx/2012/07/19/enturbian-en-el-df-la-calidad-del-agua/9073

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Métodos de Disposición Recomendados

Inyección en Pozo Profundozona a una profundidad mayor de 2000

pies , que no sea la zona productora.

http://industria-petrolera.lacomunidadpetrolera.com/2008_10_01_archive.html

RecicladoReinyección del agua producida al yacimiento del cual fue producida

http://preciodelpetroleo.net/?p=865

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TRATAMIENTOS REQUERIDOS ANTES DE LA DISPOSICION

Los requerimientos para el tratamiento de fluidos producidos dependen de su origen

Inhibidores de corrosión

Inhibidores de incrustaciones (carbonato de calcio, sulfato de calcio, sulfuro de hierro, sulfuro de bario)

Remoción de gas disuelto

Biocidas http://blog.amnsl.com/

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Reinyección de agua producida

La recuperación de hidrocarburos de cualquier yacimiento dado, en la mayoría de los casos, puede ser mejorada al inyectar agua al yacimiento - sea en el acuífero (mantenimiento de presión) o en toda la zona para barrer al petróleo hacia los pozos productores (inundación de agua).

http://energiasalternasvenezuela.blogspot.com/

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Estudios necesarios para que la disposición de agua reinyectada sea efectiva

Antes de comenzar a inyectar,

el yacimiento debe ser estudiado detalladamente para asegurar de que es apto para el plan y el método específico de recuperación asistida que se propone.

http://wwwelrinconpetrolero.blogspot.com/2010/02/fundamentos-de-yacimientos.html

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Los datos a estudio deben obtenerse de pozos productivos existentes

Propiedades de las rocas: - Porosidad - Permeabilidad- Capilaridad- Humectabilidad- Heterogeneidad del yacimiento - Saturaciones iniciales - Efectos de permeabilidad direccional Propiedades del fluido: - Viscosidad- Miscibilidad- Movilidad - Compatibilidad- Saturaciones irreducibles http://sai.unizar.es/rocas/aplicaciones/aplicaciones4.html

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El estudio deberá considerar

- Mecanismos de desplazamiento- Movimiento frontal

- Movimiento del contacto petróleo- agua

- Efectos de la gravedad- Potencial para la canalización del

agua a través del petróleo- Saturaciones detrás del frente de

agua- Rendimiento de barrido

- Efectos sobre las capas gasíferas, si las hubiera

http://www.ingenieriadepetroleo.com/2010/07/eficiencia-de-desplazamiento-en-el.html

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Un estudio de simulación de yacimientos.

- El mantenimiento de la presión versus la inyección de agua

- Diferentes esquemas de inyección

- Efectos de distintas velocidades de inyección

- Variaciones de inyectividad y de conductividad http://www.apexapex.com/jsfw06.asp

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factor económico

-Operaciones de producción con y sin plan de disposición

-las diferentes alternativas posibles propuestas por los estudios del yacimiento.

-Luego de esto se deberá obtener la aprobación reglamentaria y el permiso para el plan.

http://www.franciscoalcaide.com/2011/02/el-dinero-no-es-importante-es-lo-mas.html

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Casing drilling Una buena opción

-Brinda seguridad

-Un buen aislamiento -Reduce costos operacionales

http://profesormario.wordpress.com/2010/04/13/revestimiento-y-cementacion-de-pozos/

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CICLO DEL AGUA ASOCIADA A LA PRODUCCION DE PETROLEO

El transporte del agua a través del campo comienza con el flujo en el yacimiento, prosigue con la producción y luego con su procesamiento en la superficie. Por último, el agua se desecha en la superficie o se inyecta para su eliminación o para mantener la presión del yacimiento.

http://www.apexapex.com/jsfw06.asp

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SISTEMA DE DISPOSICION DEL AGUA EN LOS CAMPOS PETROLEROS

Fuente: Oil Field Review “control del agua”, Schlumberger, verano del 2000

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OPCIONES PARA RECICLAR Y REUSAR AGUA PRODUCIDA

• Uso en fluidos de perforación o fluidos para fracturamiento hidráulico.

• Inyección para recuperar más petróleo.

• Inyección para uso futuro.

• Acuíferos para almacenamiento y recuperación.

• Inyección con propósitos hidrológicos.

• Control de la subsidencia o hundimiento.

• Intrusión de agua salada

• Incremento de flujo.

• Uso agrícola.

• Irrigación.

• Agua para ganado y vida salvaje.

• Manejo de Pantanos.

• Cultivo de algas como materia prima para producción de biodiesel.

• Uso industrial.

• Enfriamiento de agua.

• Control de polvo

• Agua potable y otros usos domésticos

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FRACTURAMIENTO HIDRAULICO Evaluación de fluidos para fracturamiento hidráulico:.

Las evaluaciones de calidad de propantes mediante la norma API RP 56, 58 and 60 incluye: Distribución de tamaño de partícula, solubilidad al ácido, crushing, densidad aparente, turbidez, esfericidad y redondez.

En un reómetros de alta presión y temperatura es evaluado el perfil reológico y de rompimiento de cada uno de los fluidos de fractura. Esto permite optimizar los fluidos de tal manera que los resultados se ajusten a las necesidades del campo.Las tasas de corte van de 1 a 1000 sec-1, hasta 500˚F y 2000 psi


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DISPOSICION DE AGUA EN CAMPOS PETROLEROS

El trabajo de fracturamiento hidráulico de un pozo consiste en la inyección de un fluido a presión denominado fluido de fractura, hasta la profundidad a la que se encuentra la roca que se quiere fracturar, expuesta en la cara del pozo, para lograr la falla de la misma, es decir, hasta fracturar o hacer fallar la formación.

FRACTURAMIENTO HIDRAULICO:


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Los fluidos para fracturamiento hidráulicos son diseñados para romper la formación y llevar el agente de sostén hasta el fondo de la fractura generada. Para esto deben cumplir ciertos requerimientos y deben tener ciertas propiedades:

FLUIDOS DE FRACTURAMIENTO HIDRAULICO


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Aspectos y requerimientos según norma API RP 56, 58 y 60 :

1. Un fluido de fractura tiene que ser compatible con el fluido de formación y compatible con la roca.

Es decir, no debe generar ninguna emulsión con el petróleo o agua de formación, no debe generar un bloqueo en el caso de yacimientos de gas seco, no debe reaccionar químicamente con la roca, no debe desestabilizar las arcillas.



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PETROLEROS 2. Un gel de fractura debe

generar un ancho suficiente de fractura para que el agente de sostén penetre hasta la longitud deseada.

El ancho depende de la conductividad requerida y del ancho depende la granulometría del agente de sostén.

El ancho es dependiente de la viscosidad del fluido. Además la viscosidad es un parámetro a tomar en cuenta al momento de trabajar la tortuosidad.




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3. El gel debe ser capaz de transportar el agente de sostén durante todo el tiempo que dura la operación.

No necesitaremos el mismo gel para una longitud de fractura de 30 m que para 300 m.

La capacidad de transporte del agente de sostén es dependiente de la viscosidad, pero puede ser necesario mayor viscosidad para convivir con la tortuosidad que para el transporte del agente de sostén.




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4. Otra propiedad es el control de la pérdida de fluido, o eficiencia del fluido.

Es necesario que algo de fluido pase a la matriz para que la fractura se cierre pero debemos poder controlar esta perdida. En este caso los requerimientos dependerán de la temperatura, de la permeabilidad y del fluido de formación.



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5. Una vez que se terminó el bombeo y que la fractura se ha cerrado sobre el agente de sostén se necesita sacar rápidamente el fluido inyectado del empaque y de la formación. También debe quedar lo mínimo posible de residuo dentro del empaque.

Por lo tanto el gel tiene que romperse completamente volviendo en algo lo más parecido posible al fluido base. Esa es una de las propiedades más difíciles de conseguir. O sea, se necesita una viscosidad adecuada durante el tiempo de bombeo, pero esta viscosidad debe disminuir rápidamente una vez la fractura se ha cerrado.

6. Como los volúmenes de fluidos son muy grandes se requieren de fluidos de bajos costos.

No se puede siempre cumplir con todas estas propiedades y normalmente se debe llegar a alguno compromiso en el diseño.



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Generación de vapor

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Se planteó la utilización del agua de producción.

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Agua de producción para la generación de vapor

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Comparación

Tabla comparativa tomada del paper IPTC 13572

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Requerimientos del generador de vapor y posibles problemas

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Beneficios

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De residuo a recurso

Los incrementos de producción del campo Castilla, en el Meta, no solo han sido un reto en temas como recobro mejorado de crudo y transporte; las aguas asociadas a la explotación se han convertido también en un desafío técnico y ambiental.

Campo castillahttp://www.ecopetrol.com.co/especiales/carta_petrolera124/produccion.htm

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EcopetrolInició en 2006 una alianza estratégica con la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (Corpoica) para determinar, por medio de un monitoreo continuo y riguroso, el impacto de las aguas asociadas a la producción de petróleo en animales y especies vegetales.

http://www.origenesverdes.com.ar/2011/03/optimizacion-del-cultivo-de-sorgo-para.html

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Producción de petróleo 130 mil barriles por día Producción agua 460 mil barriles por día

http://es.123rf.com/photo_12952920_barriles-de-petroleo-imagen-generada-por-ordenador.html

http://es.123rf.com/photo_11867629_piscina-tecnicas-de-tratamiento-de-agua.html

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16 hectáreas de producción pecuaria con bovinos y búfalos como también así un criadero de cachama y mojarra

http://es.123rf.com/photo_7563764_ganado-bovino.html

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Piloto 46 hectáreas de cultivos diferentes plantas o arboles

Plan final tener mas de 2 mil hectáreas.

http://www.master-energias-renovables.com/

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Cultivos experimentales

Palma de aceite

Sorgo dulce

Caña de azúcar

Jatropha biodisel 40% aceite

Caucho

Guadua

Yopo alucinógeno

Gemelina http://circulodemedicinasancestrales.blogspot.com/2009/06/ceremonia-yopo.html

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Se realizaron estudios en bovinos y en los cultivostres generaciones de ganado, haciendo un monitoreo continuo de tejidos y leche con el fin de determinar el posible impacto generado en estos animales por el consumo constante de las aguas asociadas.

Tres años después de iniciar el monitoreo, en enero de este año, Corpoica afirmó en comunicado de prensa que "no se encontró evidencia de residuos de hidrocarburos en los cultivos evaluados ni en el suelo utilizado; lo que permite sugerir el posible uso de estas aguas para la producción agropecuaria".

http://es.123rf.com/photo_7563764_ganado-bovino.html

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CONCLUSIONES Se debe buscar mejores alternativas para la disposición del

agua.

Evitar los vertimientos para disminuir el impacto ambiental.

Los fluidos para fracturamiento hidráulicos son diseñados para romper la formación y llevar el agente de sostén hasta el fondo de la fractura generada, siendo este de gran importancia en la producción de agua.

Se debe tener en cuenta buenos completamientos en los pozos que van a ser destinados para la inyección.

Hacer todos lo9s estudios de yacimientos necesario que garanticen el éxito del proyecto de inyección.

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BIBLIOGRAFIA REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO DIRECCIÓN DE AGUA

POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO, reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico ras - 2000, sección II título c sistemas de potabilización, Bogotá d.c., noviembre de 2000.


Disposición de aguas de producción halliburton.

www.ecopetrol.com


http://www.ecopetrol.com/

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BIBLIOGRAFIA papers MASILA BLOCK, YEMEN, PRODUCED WATER DISPOSAL:

CHALLENGES AND SOLUTIONS

Developments in Environmental Protection Related to ProducedWater Treatments and Disposal (Produced Water Re-Injection)

Case History of Hydraulic Fracture Optimization in Tight Gas Wells with WaterProduction in the Wind River Basin, Wyoming

Fracturing horizontal wells to offset water production

Technology and application of recycling produced water from heavy oil to steam generators

Considerations for Water Disposal andManagement in the Development of CoalbedMethane Resources in Rural Alaska

Feasibility of using produced water for crosslinked gel-based hydraulic fracturing

Development and use of high THD recycled produced water for crosslinked gel based hydraulic fracturing

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