INTRODUCCION Cuan Cuando do se prod produc uce e una una cons consid ider erab able le dism dismin inuc ució ión n de esta esta ener energí gía a (Rec (Recup uper erac ació ión n PRIMARIA!lu"o PRIMARIA!lu"o Natural#$ Natural#$ la producción declina % se ingresa en la etapa secundaria donde energía adicional es administrada al reser&orio por in%ección de agua' Cuando la in%ección de agua de"a de ser eecti&a por la e&aluación entre una pe)ue*a e+tracción de crudo % un ele&ado costo de la operación$ se considera de ma%or pro&ec,o el tratamiento del po-o' .e inicia en este punto el tratamiento terciario o recuperación asistida del po-o de petróleo' /l po-o se encuentra en la etapa inal de su ,istoria utili-able % por lo tanto se comien-a a entregarle a la misma energía )uímica % t0rmica con el in de apro&ec,arlo % recuperar al m1+imo la producción' Actualmente el desarrollo de la t0cnica de recuperación permite aplicar este m0todo en cual)uier momento de la ,istoria 2til del po-o$ siempre % cuando sea ob&ia la necesidad de /stimular la producción' /l total de la producción de petróleo$ combinando el proceso o etapa Primaria % secundaria es del orden del 34 5 respecto de la cantidad original de materia prima en el lugar' Por eso$ la recuperación asistida es de trascendental importancia en el traba"o con el po-o para apro&ec,ar al m1+imo el rendimiento económico % 2til del mismo' 6os procedimiento de recuperación in&olucran la in%ección de compuestos )uímicos disueltos en agua$ in%ección de gases miscibles en alternación con las aplicaciones de agua$ la in%ección in%ección de las denominadas denominadas micellar micellar solutions solutions ()ue son micro emulsiones emulsiones compuestas por suractantes$ alco,oles % aceites crudos'#$ la in%ección de &apor$ % la combustión in7situ'
/l m0todo de bombeo de agua es m0todos % por lo de agua se reali-a llamados in%ectores encontrar en medio productores o al el in de acilitar el crudo por el medio % posteriormente ,asta la supericie' Sección esquemática de Inyección de Agua
recuperación por uno de estos general la in%ección por medio de po-os )ue se pu pueden de &arios po-os rededor de ellos con despla-amiento de poroso ,asta el po-o
ANT/C/D/NT/. 6a primera in%ección ocurrió accidentalmente cuando el agua$ pro&eniente de algunas arenas acuíeras poco proundas o de acumulaciones de aguas supericiales$ se mo&ía a tra&0s de las ormaciones petrolíeras$ entraba al inter&alo productor en los po-os perorados e incrementaba la producción de petróleo en los po-os &ecinos' /n esa 0poca se pensó )ue la unción principal de la in%ección de agua era la de mantener la presión del %acimiento % no ue sino ,asta los primeros a*o de 89:4$ cuando los operadores notaron )ue el agua )ue ,abía entrado a la -ona productora ,abía me"orado la producción' /n 89;8$ la in&asión circular se cambio por un arreglo en línea$ en el cual dos ilas de po-os productores se alternaron en ambos lados con una línea igual de po-os in%ectores' Para 89;:$ el patrón de línea se reempla-o por un arreglo de < po-os' Despu0s de 8934$ la pr1ctica de la in%ección de agua se e+pandió r1pidamente % se permitieron ma%ores tasas de in%ección' /n la actualidad$ es el principal % m1s conocido de los m0todos de recuperación secundaria$ constitu%0ndose en el proceso )ue m1s ,a contribuido al recobro del petróleo e+tra' =o% en día$ m1s de la mitad de la producción mundial de petróleo se debe a la in%ección de agua'
Migración del agua en el petróleo
/l agua pro&eniente de un po-o in%ector penetra entre los poros de la roca saturada con petróleo % lo empu"a ,acia las -onas de menor presión$ es decir ,acia el po-o productor' De esta orma se logra la producción a tra&0s de la in%ección de agua' IN>/CCION D/ A?UA Como %a se estableció con anterioridad$ las t0cnicas de recuperación me"orada o secundaria de ,idrocarburos se utili-an para propiciar la e+tracción de &ol2menes de ,idrocarburos )ue )uedaron atrapados en el seno terrestre luego de )ue una parte de las reser&as originales uesen producidas mediante lu"o natural' Para la aplicación de los pro%ectos de in%ección de agua o gas correspondientes a la etapa de recuperación secundaria del %acimiento se deben tener en cuenta muc,os actores )ue inlu%en en el dise*o % selección de la t0cnica de aplicación a un campo indi&idual$ % es m1s$ a un Reser&orio o ormación especíica dentro del campo' Adem1s se debe mencionar )ue en los reser&orios con gran producción de agua se deber1 implementar un nue&o m0todo de producción de agua implementando nue&as tecnología % metodologías 2tiles a la ,ora de reali-ar los c1lculos de &ol2menes % presiones de in%ección' .e debe e&aluar primero las reser&as )ue la ormación en cuestión contiene$ para &eriicar la actibilidad del pro%ecto de in%ección de agua o gas' .e tendr1 siempre en cuenta )ue la recuperación secundaria posibilita la e+plotación de los &ol2menes de ,idrocarburos remanentes en el subsuelo$ pero no sin el costo )ue signiica proporcionar una energía adicional al reser&orio' Cuando el reser&orio en an1lisis prueba contener importantes @ol2menes comerciales de luidos ,idrocarburíeros se dice )ue el pro%ecto de Recuperación Me"orada es actible' Cuando$ despu0s de ,aber dado los pasos pertinentes$ se decide reali-ar una in%ección de agua al reser&orio$ se entra en una de las ases m1s importantes del pro%ecto$ la cual consiste en el dise*o de la planta donde se tratar1 el agua a ser in%ectada al %acimiento$ para adecuar sus propiedades a a)uellas de la Roca$ este proceso contempla un an1lisis del agua de ormación originalmente entrampada "unto al petróleo en el subsuelo % )ue ue producida "unto con el mismo$ luego se tendr1n par1metros de densidad$ salinidad$ etc' % se tratar1 )ue el agua nue&a )ue pro&iene de otras uentes % ser&ir1 para la in%ección$ se pare-ca lo m1s posible en sus propiedades al agua original o connata' /ste traba"o se lo reali-a con moti&o de e&itar posibles da*os )ue se pueda ocasionar a la ormación al ser incompatible el agua in%ectada con los minerales )ue conorman dic,a ormación % para tratar de ma+imi-ar la eecti&idad de despla-amiento de ,idrocarburos con la in%ección del agua' /n algunos depósitos con un alto grado de uniormidad % un ba"o contenido en arcilla o barro$ la inundación con agua puede aumentar la eiciencia de Recuperación ,asta alcan-ar el B45 o m1s del petróleo e+istente'
P6ANTA TRATAMI/NTO D/ A?UA
D/
/l ob"eto de una planta de in%ección de agua (PIA# es suministrar el agua necesaria para reali-ar la recuperación secundaria de los po-os en donde se obser&a una declinación en la producción' .e deber1 tener una uente de agua de suiciente &olumen para pro&eer las cantidades adecuadas % calculadas para la in%ección' /stas uentes pueden ser po-os de agua especialmente perorados para el propósito o cuerpos de agua supericiales (ríos$ lagos#$ sin embargo la utili-ación estos 2ltimos implica un estudio cuidadosos de Impacto Ambiental' Ocurre a &eces )ue el agua )ue se encuentra en los po-os de agua no tiene la suiciente uer-a para salir por si sola del seno terrestre$ entonces se puede optar por in%ectar gas al reser&orio acuíero con el propósito de ,acerlo luir' .e tendr1 en cuenta )ue si se opta por esto$ se deber1 luego transportar el agua ,asta un sistema de separación gas agua antes de reali-ar el tratamiento de la misma en la planta propiamente dic,a'
Vista de planta del tratamiento para la inyección de agua
6os actores )ue se deben considerar % e&aluar cuidadosamente en el dise*o de una planta son Características del agua a ser tratada Calidad del agua tratada necesaria para lograr el ob"eti&o deseado 6ocali-ación optima Capacidad de la planta Tipo de planta • • • • •
CARACT/RI.TICA. D/6 A?UA Una e&aluación cuidadosa se reali-a$ esta debería ser eectuada antes de )ue cual)uier plan sea desarrollado para la construcción de la planta$ o aun antes de )ue el tipo de planta sea determinado' 6as muestras agua de la uente principal de apro&isionamiento se deben anali-ar para detectar las cantidades apro+imadas % el tipo de microorganismos presentes' 6a posibilidad de usar agua de un suministro au+iliara o de reser&a debería ser tambi0n considerada$ % las características de esta agua deben así mismo ser determinadas' Deben considerarse los eectos de me-clar aguas % la consecuente % posible ormación de compuestos insolubles )ue puedan obstruir la arena en el po-o o dentro de la ormación petrolera' Así mismo$ la posibilidad de corrosión causada por los &arios constitu%entes de las aguas' /l m0todo m1s simple % coniable para determinar la compatibilidad de dos o m1s aguas$ es me-clarlas % obser&ar los componentes ormados % los precipitados resultantes$ para luego Proceder al an1lisis de tales precipitados' CA6IDAD D/6 A?UA Despu0s de )ue las características del agua ,an sido determinadas$ se debe considerar el tratamiento al )ue el agua debe ser sometida para obtener la calidad deseada$ el tipo % la cantidad de gases disueltos son actores importantes' /l agua puede contener bió+ido de carbono$ acido sul,ídrico % o+igeno' /l problema ma%or es el de la corrección' 6os gases disueltos pueden ser eliminados por aeración % tratamiento )uímico$ siendo muc,as &eces necesario el empleo de in,ibidores de corrosión' .i el acido sul,ídrico % el bió+ido de carbono libre est1n presentes en apreciables cantidades$ es necesario eliminar estos gases por aireamiento % tratamiento )uímico' /l agua )ue contiene una alta cantidad de bió+ido de carbono libre$ pero no o+igeno ni acido sul,ídrico$ puede ser in%ectada a tra&0s de sistemas cerrados con resultados satisactorios$ sin embargo$ cuando el aire llega a introducirse en el sistema$ la potencia corrosi&a del bió+ido de carbono ser1 intensiicada por la presencia de o+igeno' Muc,as aguas supericiales )ue pueden ser usadas para la in%ección est1n casi saturadas con aire' /sta agua deberían ser tratadas en sistemas abiertos para &ol&erlas menos corrosi&as % m1s estables' 6OCA6IEACION D/ 6A P6ANTA
6os actores dignos de consideración en la selección del sitio para una planta de tratamiento son adecuado espacio$ pro+imidad a una uente principal$ % disposición de puntos de in%ección' /l actor determinante en la selección de la ubicación de una planta es probable )ue sea la pro+imidad del suministro principal del agua$ % no los puntos de in%ección$ )ue estar1n$ en lo posible$ esparcidos ra-onable % uniormemente a tra&0s del 1rea de in%ección' .in embargo$ una planta situada cerca del centro del 1rea puede ser m1s económica$ a causa del costo original m1s ba"o % del mantenimiento m1s barato del sistema de ca*erías' /l siguiente actor de importancia en la selección de la ubicación es la topograía del terreno' Un a,orro substancial en el costo original % en la operación % mantenimiento de la planta puede ser eectuado$ minimi-ando el n2mero de bombas$ a causa de los eectos de la gra&edad sobre el agua de la instalación' CAPACIDAD D/ 6A P6ANTA Muc,os pro%ectos de in%ección de agua son iniciados como operaciones piloto % recuentemente de 84 a :4 acres son desarrollados para la in%ección' .i llega a ser e&idente la in%ección piloto es un 0+ito económico$ el pro%ecto puede ser e+tendido al termino del periodo e+perimental$ inclu%endo la supericie total disponible % adecuada para la in%ección' /s económicamente impracticable emplear un e)uipo de tratamiento a toda su capacidad para una pe)ue*a cantidad de agua re)uerida en una in%ección piloto' /n lo posible$ el e)uipo debe tener la precisa capacidad para tratar % mane"ar el agua necesaria para la In%ección piloto' Cuando el pro%ecto es e+tendido al t0rmino de la operación piloto$ el e)uipo original puede ser empleado agregando unidades .tandard conorme se necesiten' /s una pr1ctica enteramente económica utili-ar los mismos iltros$ bombas$ tratadores$ % otras unidades$ durante todo el Tiempo )ue dura el pro%ecto' TIPO. D/ P6ANTA Despu0s de )ue las características del agua a ser tratada ,an sido determinadas$ la decisión ser1 eectuada en cuanto a si se emplear1 un sistema de tratamiento abierto o cerrado' .I.T/MA. C/RRADO. 6os sistemas cerrados pueden ser deinidos como a)uellos en los cuales la planta es dise*ada para e&itar el contacto del agua con el aire$ impidiendo de este modo reacciones de o+idación reducción$ con la consecuente precipitación de sólidos % la subsiguiente solución de e+cesos atmos0ricos de o+igeno en el agua' /n el sistema cerrado$ el agua del suministro es descargada en un tan)ue de almacenamiento )ue tiene un sello de petróleo en el tope del agua o gas natural encima$ la presión de agua es reducida a la atmos0rica$ permitiendo )ue parte de los gases escapen' Del tan)ue de almacenamiento el agua es bombeada a los po-os in%ectores mediante bombas de alta presión' .I.T/MA. AFI/RTO.
/n estos sistemas$ no se ,ace ning2n esuer-o para e+cluir el aire de la planta' Por el contrario$ en la ma%oría de tales plantas el agua es aireada intencionalmente para o+idar los compuestos errosos % manganosos a los estados de 0rrico % mang1nico insolubles' 6os gases acidiicados disueltos son liberados$ el &alor del p= se ele&a % la s2per saturación de carbonatos del agua es reducida' /l agua procedente del suministro es introducida en un estan)ue de sedimentación$ pasando pre&iamente a tra&0s de un aireador$ para acelerar el proceso de sedimentación coagulantes son agregados el alumbre combinado con bicarbonatos en el agua orma el ,idró+ido de aluminio$ el cloruro 0rrico es usado como coagulantes cuando el bario est1 presenteG un alcalino generalmente cal$ puede ser a*adido en cantidades controladas para )ue reaccione con el bió+ido de carbono libre % los bicarbonatos$ orm1ndose precipitados de carbono$ % por tanto estabili-1ndose el agua' NUM/RO D/ POEO. IN>/CTOR/. D/ A?UA /N CADA CAMPO Empresa Andina
CAMPO CAM CCF 6PN R?D .IR TD> @FR >PC
Camiri Cascabel 6a Pe*a Rio ?rande .irari Tund% @ibora >apacani
Nue&o Nue&o Nue&o /+istente /+istente Nue&o /+istente /+istente
Pozos inyectados 8H$<:$H;$:;$8B 8; 3T$3
!U/NT/ D/ AFA.T/CIMI/NTO 6a planta de in%ección de agua recibe el agua de producción de los separadores de in%ección % los drena"es de las plantas de in%ección$ compresión % absorción para totali-ar un &olumen de lí)uido de ;844FblJdía' 6o )ue ,ace la PIA es tratar esta agua (con algo de condensado % suciedades# % acondicionarla para su posterior en&ío a 6a Pe*a# donde se la re in%ecta al po-o' /.KU/MA ACTUA6 D/ TRATAMI/NTO D/ A?UA /l agua producida en el campo R?D es bombeada$ pre&io tratamiento Fiocida$ iltrado e in,ibidor de corrosión$ al campo 6PL$ a tra&0s de un ducto de P@C de B a una presión m1+ima de 8;4 psi Actualmente el agua es recibida en 6PL en un tan)ue de ;<4 bbls "unto al agua drenada de la pileta API de dic,o campo % bombeada a la PIA de .at0lite$ ingresando allí al separador !ree 1terG donde empie-a el tratamiento "unto al agua producida en .at0lite' Con la dosiicación de rompedor de emulsión$ biocidas % clariicador se inicia el tratamiento ,asta el T 8$ de este pasa por los iltros de arena % posteriormente se dosiica in,ibidor de corrosión$ in,ibidor
De incrustación % secuestrante de o+ígeno' /l agua iltrada % tratada )uímicamente es almacenada en el T ; para su posterior bombeo a los po-os in%ectores$ mediante bombas de despla-amiento positi&o % 8344 psi'
Descarga de bombas para la inyección de agua
/l proceso inicia cuando el agua llega a una primera piscina de Pileta API donde se iltran todas las impure-as sólidas )ue el agua pueda contener$ dic,as impure-as principalmente pro&ienen de los drena"es % se puede encontrar desde tierra ,asta insectos' Posteriormente los lí)uidos$ mediante una bomba centríuga$ pasan a un segundo tan)ue dentro de la pileta el cual tiene como unción principal separar el agua del condensado gracias a la dierencia de densidad entre ambos' /n este mismo lugar se trata el agua con biocidas % se puede en&iar el condensado separado al tan)ue de alimento mediante una bomba de pistón triple+' Desde la pileta$ el agua se en&ía al tan)ue Desnatador (.78;4# cu%a unción principal es terminar de separar todo el condensado )ue ,a% podido pasar$ apro&ec,ando una &e- m1s el ,ec,o de )ue el aceite lota sobre el ni&el del agua como lo ,ace la nata en la lec,e' Antes de pasar al segundo tan)ue$ el agua primero &a a un iltro )ue separa las impure-as del agua mediante un empa)ue de arena de dierentes di1metros'
Dic,o iltro se limpia todos los días mediante un retro la&ado o lu"o en contracorriente % las impure-as pasan a la !osa de Membrana' A partir del iltro$ toda el agua tratada pasa al segundo tan)ue (.7;4<# desde donde se bombea ,asta 6a Pe*a mediante una bomba centriuga de < =P % una de pistón triples de 4 =P' Toda el agua )ue se acumula en la !osa de membrana se bombea de nue&o a la Pileta API para así completar un ciclo % el condensado % algo de sólidos )ue &ienen del retrola&ado se en&ían a 6and !arming donde se ,ace el tratamiento a toda la tierra contaminada' 6as bombas )ue conectan la piscina con el .78;4$ el .78;4 con el .7;4< % inalmente el .7;4< con la Pe*a$ son de encendido % apagado autom1tico % traba"an de acuerdo a ni&eles mínimos % m1+imos dentro de los tan)ues de agua' /stos datos mas los &alores asignados para alarmas del sistema de control son mostrados a continuación para cada tan)ue
Tanque S-120 Alarma por bajo nivel: 2m Alarma por alto nivel:5.8 m Paro por alto nivel: 6 m Arranque de la bomba de descarga por alto nivel: 3.5 m Paro de la bomba de entrada por bajo nivel: 3.1m
PLANTA DE INECCION DE A!"A # PLANTA DE INECCION $IO !$ANDE CAMPO LA PE%A
De manera general podemos decir )ue los &ol2menes promedio )ue actualmente se producen en el campo 6a Pe*a ;444 FPD'
Adicionalmente a estos &ol2menes de producción$ la Planta de 6a Pe*a tambi0n separa$ procesa % trata &ol2menes de agua )ue llegan de los campos Rió ?rande % 6os .auces' /l &olumen de agua )ue llega es de ;444 FPD de agua pro&eniente de Rió ?rande % 344 FPD )ue llegan de 6os .auces'
!rea de Separadores de la planta "a #e$a
/l &olumen total de 3344 FPD de agua es rein%ectado a los po-os 33$ 3:$ <$ <3$ B;$ H4 % :H de 6a Pe*a con el in de lograr recuperación secundaria' .I.T/MA D/ TRATAMI/NTO > /N@IO D/ A?UA /n 6a Pe*a se recibe % trata agua de producción de los campos Rió ?rande % 6os .auces adem1s del agua separada de los po-os de 6a Pe*a )ue llegan a 6a Planta (:$ 84$ 8;$ 8B$ ;3$ 4 % :8 #' /l agua recibida primero pasa por una pileta API donde se le separa del petróleo )ue pueda contener$ por dierencia de densidad' /l petróleo separado se bombea al Tan)ue 8 % al agua &a a la !osa de membrana 8 en total e+isten osas de membrana interconectadas entre si % en ellas se acumula toda el agua de la Planta' /l agua )ue se bombea ,asta .at0lite generalmente &iene del Tan)ue ;<4 barriles )ue se encuentra entre las osas ; % $ aun)ue tambi0n e+iste la alternati&a de bombear agua desde la !osa ;' Para el bombeo se utili-an ; bombas centriugas de succión % una bomba triples grande con la )ue se descarga el agua a mas de 8;44 psi' Antes )ue el agua entre a la bomba triple+$ se le in%ectan agentes )uímicos como in,ibidor de corrosión$ biocidas % un )uímico anti7incrustaciones' /+isten H po-os in%ectores de agua 33$ 3:$ <$ <3$ B;$ H4 % :H .
PLA!A "# $%#&&$' "# A()A LA P#*A
P6ANTA .AT/6IT/ 6a Planta .at0lite del campo 6a Pe*a es una pe)ue*a planta )ue cumple ; unciones principales 8' .ir&e como batería de recolección % separación de la producción de ciertos po-os de 6a Pe*a$ en&iando los ,idrocarburos separados a la Planta de la 6a Pe*a' ;' In%ecta a po-o toda el agua separada en la misma planta$ m1s el agua pro&eniente de la planta de 6a Pe*a para lograr una recuperación secundaria' /l agua )ue se logra separar en el separador tetraasico ( ree ater# se iltra % se trata para acondicionarla % re in%ectarla a po-o' 6os )uímicos )ue se in%ectan al agua son un biocida$ un clariicante % un secuestrante de acido sul,ídrico' /l tratamiento de aguas est1 a cargo de la empresa MI .ACO' /l agua se trata con el ob"eto de e&itar )ue esta corroa todo el e)uipo % ,erramientas en su recorrido %$ principalmente$ para e&itar la ormación de bacterias )ue si llegan a entrar a po-o orman una capa impermeable )ue no permite )ue se siga in%ectando agua' /l agua se in%ecta gracias a la acción simult1nea de bombas triples )ue descargan el agua a una presión apro+imada de 8H34 psi' 6as bombas triples se alimentan con ; bombas booster de 4 =P cada una'
