Plan de Manejo de Recortes de Perforación en el Estado de Tabasco PEM-RP Tabasco Octubre 2012
Contenido Lista de Tablas.............................. Tablas........................................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ........................ ................. .......3 Lista de Figuras Figura s ..................... ................................... ........................... ........................... ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ........................ ...........3 Introdu cción y Antecedentes Anteced entes ......................... ....................................... ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ........................ ...........4 Justificac Justific ación ión........................ ..................................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ..............8 Marco Marc o Internacional Internac ional ....................... ..................................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............10 Estados Estado s Unidos de Norteamérica Norteam érica ...................... .................................... ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............10 Noruega Noru ega ..................... ................................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....11 Canadá ....................... ..................................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....11 Brasil Bras il........................... ......................................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....12 Diagnóstico Diagnó stico ........................ ..................................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............17 Descripción Desc ripción de recortes recor tes ........................... ..................................... ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............ 18 Clasificac Clasi ficación ión de fluidos................................ .............................................. ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ...................... .........20 Tratamiento Trata miento de recortes reco rtes de perfo ración .................... ............................... ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....21 Tecnologías Tecno logías disponibles dispon ibles ........................... ..................................... ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............22 Tratamiento Trata mientoss usados por PEMEX ................................ ........................................... ........................ ........................... ............................ ........................ ............... ..... 23 Plan de manejo mane jo ..................... ................................... ........................... ........................... ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ...................... .........30 Objetivo............ Obje tivo.......................... ........................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............30 Mecanismos Mecan ismos de operac ión....................... ión................................. ........................ ............................ ........................ ....................... ........................... .......................... ............31 Mecanismos Mecan ismos de difusión difus ión y adhesión adhe sión ........................... ...................................... ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....33 Glosario Glosa rio de términos térmi nos ...................... .................................... ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ........................... .......................... ............35 Referenc Refe rencias ias ........................ ..................................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............36
Contenido Lista de Tablas.............................. Tablas........................................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ........................ ................. .......3 Lista de Figuras Figura s ..................... ................................... ........................... ........................... ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ........................ ...........3 Introdu cción y Antecedentes Anteced entes ......................... ....................................... ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ........................ ...........4 Justificac Justific ación ión........................ ..................................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ..............8 Marco Marc o Internacional Internac ional ....................... ..................................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............10 Estados Estado s Unidos de Norteamérica Norteam érica ...................... .................................... ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............10 Noruega Noru ega ..................... ................................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....11 Canadá ....................... ..................................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....11 Brasil Bras il........................... ......................................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....12 Diagnóstico Diagnó stico ........................ ..................................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............17 Descripción Desc ripción de recortes recor tes ........................... ..................................... ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............ 18 Clasificac Clasi ficación ión de fluidos................................ .............................................. ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ...................... .........20 Tratamiento Trata miento de recortes reco rtes de perfo ración .................... ............................... ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....21 Tecnologías Tecno logías disponibles dispon ibles ........................... ..................................... ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............22 Tratamiento Trata mientoss usados por PEMEX ................................ ........................................... ........................ ........................... ............................ ........................ ............... ..... 23 Plan de manejo mane jo ..................... ................................... ........................... ........................... ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ...................... .........30 Objetivo............ Obje tivo.......................... ........................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............30 Mecanismos Mecan ismos de operac ión....................... ión................................. ........................ ............................ ........................ ....................... ........................... .......................... ............31 Mecanismos Mecan ismos de difusión difus ión y adhesión adhe sión ........................... ...................................... ........................ ........................... ............................ ........................ ............... .....33 Glosario Glosa rio de términos térmi nos ...................... .................................... ........................ ........................ ............................ ........................ ....................... ........................... .......................... ............35 Referenc Refe rencias ias ........................ ..................................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................ ........................ ........................... .......................... ............36
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Lis ta de Tablas
Tabla 1. Regulaciones internacionales para el manejo de recortes de perforación Tabla 2. Tratamientos de los recortes de perforación.
Lista de Figur as
Figura 1. Mapa regional de campos petroleros en el estado de Tabasco. Figura 2. Generación de recortes impregnados con fluido de emulsión inversa de 2001 a 2011.
Figura 3. Diagrama esquemático de la circulación de fluidos durante la perforación de un pozo y su respectiva generación de recortes. Figura 4. Diagrama esquemático de la inyección de fluidos de control que ilustra el pretratamiento de los recortes y el destino hacia el manejo de los recortes Figura 5. Opciones para reinyección de recortes. Figura 6. Manejo de recortes de perforación Figura 7. Modelo del plan de manejo de recortes de perforación en el que se muestran las interacciones interaccion es de los participantes participantes y sus responsabilidades.
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Introducción y Antecedentes
El gobierno del estado de Tabasco en su plan estatal de desarrollo 2007-2012 1, en sus apartados referentes a ejes transformadores específicamente el 1.5 y el 7.1 sobre Acuerdo Marco Para Una Relación Institucional Y Productiva: TabascoPetróleos Mexicanos, y Recursos Naturales Y Medio Ambiente, respectivamente, establece el fortalecimiento de acciones, por un lado, en su relación con la paraestatal para impulsar programas de prevención, control y saneamiento del medio ambiente en las regiones de actividad petrolera , y por otro en la
implementación de los programas estatales para la prevención y gestión integral de residuos, de remediación de sitios contaminados y plan de manejo de residuos en situación de desastre .
Aunado a lo anterior y con fundamento en el artículo 9, de la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos (LGPGIR, 2010 2), en el que se enuncia que es facultad de las entidades federativas el formular, conducir y evaluar la política estatal, así como elaborar los programas en materia de residuos de manejo especial
, el gobierno del estado de Tabasco impulsa el
establecimiento de un plan de manejo para aquellos residuos conocidos como recortes de, perforación . En términos de su temporalidad, este plan de manejo establecerá las bases técnicas, las directrices y acciones permanentes que ayuden a minimizar y/o valorizar el residuo en cuestión. Aunque resulta obvio el pensar los beneficios ambientales que el manejo adecuado de estos residuos conlleva, y soslayando otros beneficios sean económicos y/o sociales (de acuerdo a su definición de manejo especial), el impacto ambiental que provocaría la ausencia de un plan de manejo racional oportuno podría ser escalado a limites ciertamente inmanejables y quizás irreversibles. [Escribir texto]
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La conceptualización, la elaboración, la puesta en marcha, la ejecución y la vigilancia de su cumplimiento son indudablemente responsabilidad de los principales involucrados de estas acciones, es decir: por una parte, los generadores del residuo, y por otro, el gobierno del estado junto con la federación a través de sus organismos correspondientes encargados tanto de la regulación (SEMARNAT-SERNAPAM) como de la vigilancia de su cumplimiento (PROFEPAPROTAPAM). Es así, como el gobierno del estado promueve esta incitativa que dé lugar al establecimiento de estrategias y tácticas que estén contenidos en un plan de manejo para recortes de perforación que incluya desde de su generación, tratamiento y disposición. Es importante destacar sin embargo, que de acuerdo al Artículo 9, Fracción VII y Artículo 26, LGPGIR, es responsabilidad del estado el contar con la infraestructura que sustente dicho plan, así como la elaboración del diagnóstico del residuo en cuestión, ya que este diagnóstico es el principal insumo para la elaboración del plan. Esto no significa por otra parte, que el generador permanezca ajeno a esta tarea, es del interés y conveniencia de este el participar activamente en la elaboración del diagnóstico, ya que finlamente es el generador quien conoce mejor sus inventarios. Los volúmenes generados de estos residuos otorgan una condición especial adicional. En este sentido y de acuerdo a la ley (ART. 16 de la LGPGIR) al generar más de 10 toneladas/año, se convierte en gran generación , es por esto que un plan de manejo integral deberá considerar alternativas tecnológicas de aprovechamiento para su valorización, co-procesamiento, tratamientos de destrucción y disposición final. Por lo que toca a la razón de su generación, no sólo no es posible evitarlo, sino que en esencia, es un mal necesario. En otras palabras, nos enfrentamos a una de esas relaciones en las cuales la perforación irremediablemente produce residuos. Si miramos hacia la cadena de valor de la Exploración, es precisamente [Escribir texto]
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la evaluación del potencial a través de la perforación de nuevas oportunidades exploratorias y su consecuente incorporación de reservas la base del negocio. Aunado a la perforación de pozos de desarrollo de campos en etapa de producción. Todo en su conjunto, naturalmente impulsa la economía del país y del estado, desafortunadamente, al llevar acabo la actividad de perforación se generan residuos, que en su mayoría, y debido al mismo proceso, se encuentran impregnados con otras substancias químicas conocidas como fluidos o lodos de perforación , que puden ser nocivas y que definitivamente potencian la peligrosidad del recorte. A fin de dar claridad a este punto, los fluidos de perforación o de control (también conocidos como lodos de perforación) se describen de manera
somera en
secciones posteriores en este documento. Por lo que toca al volumen de recortes producido durante la perforación de un pozo, y de manera estrictamente ilustrativa, imaginemos un pozo vertical de 610 m (2000ft) de profundidad por debajo de la tierra. Bajo un diseño de perforación hipotético , el tamaño del agujero empieza de 36 in y se termina en 7 1/4 in, conociendo la longitud del tramo perforado se estima el volumen de recorte generado. Para el pozo en cuestión, el arreglo de tuberías de 36in x 100ft; 22in x 300ft;18in x 500ft; 16in x 500ft; 95/8in x 500ft; 7 1//4 x 100ft, generaría un volumen igual a 118,962 L (119 Tinacos de 1000 L). Aunque este valor es estimado y en la realidad está en función de la naturaleza de la roca (lutita o caliza) y otros cálculos, nos da una idea de la cantidad de recortes que un pozo de 610m genera. De acuerdo con la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de Residuos del 2003 (en LGPGIR, 2010), el objetivo general de los Planes de Manejo de Residuos es minimizar la generación y maximizar la valorización de residuos sólidos urbanos, residuos de manejo especial y residuos peligrosos específicos, bajo criterios de eficiencia ambiental, tecnológica, económica y social, con fundamento en el Diagnóstico Básico para la Gestión Integral de Residuos, [Escribir texto]
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diseñado bajo los principios de responsabilidad compartida y manejo integral, que considera el conjunto de acciones, procedimientos y medios viables e involucra a productores,
importadores,
exportadores,
distribuidores,
comercializadores,
consumidores, usuarios de subproductos y grandes generadores de residuos, según corresponda, así como a los tres niveles desarrollar una de gobierno .
Este trabajo tiene la finalidad de desarrollar un plan de manejo de recortes de perforación para el estado de Tabasco, el cual establezca los elementos para su implementación, así como la infraestructura tecnológica requerida en la región. Este documento está organizado de la siguiente manera, en la primera parte se dan los antecedentes y el contexto técnico ambiental para el establecimiento de un plan de manejo de residuo; en la segunda sección se presenta un diagnóstico en el que se revisa la generación y el marco internacional de estos residuos, así como las tecnologías existentes que se utilizan actualmente en la paraestatal, así hacia el final del documento se establece el plan de manejo con sus objetivos y su mecanismos de adhesión.
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Justificación
El estado de Tabasco es una región con intensa actividad petrolera, por ello es necesario evaluar la generación de estos residuos en función de dos principales aspectos: nuevos proyectos exploratorios, y ii) proyectos de producción. En términos de instalaciones petroleras en el estado aunque estas podrían parecer muchas, la mayoría de las actividades que se realizan son de producción y no nuevos proyectos que pudieran provocar perforaciones adicionales. Lo cual no significa que este suspendida la perforación, simplemente se señala que esta es de baja intensidad comparada con otras áreas en el país, dígase aguas profundas en el Golfo de México. Por lo que se refiere a nuevos proyectos de exploración en la región, la documentación de esos proyectos es de carácter restringido y la información existente es escasa.
Sin embargo, lo que sí es del dominio público, es la
existencia de aquellos proyectos llamados campos maduros que recientemente se han dado en concesión a otras operadoras bajo el esquema de contratos integrales (La Jornada, 19 de agosto 2011 3) y que seguramente llevaran a cabo nuevos pozos de perforación, sean estos exploratorios o desarrollo. A este respecto se pueden mencionar que las
empresas que resultaron ganadoras son Petrofac
Facilities Management Limited para los campos maduros de Santuario y Magallanes, y Administradora de Proyectos de Campo para el campo de Carrizo, todos localizados en Tabasco 4
(Universal | El Universal, viernes 19 de agosto, 2011 ).
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La Figura 1 muestra la distribución de campos petroleros en el estado. Aquí se observa el grado de la presencia de la actividad petrolera en la región, toda esta corresponde en su mayoría a lo que PEMEX considera como Region Sur. En menor escala se observa también una importante presencia de campos petroleros en la costa del litoral de Tabasco.
Figura 1. Mapa regional de campos petroleros en el estado de Tabasco.
Los campos petroleros de la Región Sur (RS) en Tabasco están compuestos por los activos integrales de producción de Activo Integral Muspac-Macuspana, Activo Integral Bellota-Jujo, Activo Integral Samaria, Activo Integral Cinco Presidentes. Un aspecto importante que destacar de esta distribución es el hecho de que geográficamente los campos se comparten con otros estados (Veracruz, Chiapas y Campeche), este arreglo sugiere que un plan de manejo de recortes debería convertirse en planes interestatales que fortalecieran este instrumento regulatorio ambiental.
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Marco Internacional
La generación de recortes de perforación en el mundo ha sido motivo de controversias ambientales que han dado lugar a regulaciones más estrictas. Esto ha provocado que operadores, gobiernos y asociaciones profesionales hagan un esfuerzo por entender la problemática ambiental de esta generación y así documentar con bases científicas las implicaciones ambientales de su utilización, incorporando en su caso las mejores tecnologías disponibles. Amén de focalizar nuestra atención en aquellos países que utilizan mejores prácticas o bien, ya sea por compartir un espacio común en el Golfo de México, describimos aquí solamente a EU, Noruega, Canadá y Brasil. La Tabla 1 resume los detalles de las regulaciones ambientales en diferentes países para las descargas de estos residuos. Como se puede observar, las regulaciones ambientales no siempre son condiciones para las descargas, sin embargo también los valores cambian de país a país.
Estados Unidos de Norteamérica
Este país es quizás uno de los que más ha contribuido al desarrollo de este tema, esto quizás en parte por la intensa actividad petrolera que en el Golfo de México se realiza. El órgano federal encargado esencialmente de regular la disposición de residuos de perforación en este país es la Agencia de Protección del Medio Ambiente (USEPA por sus siglas en inglés). En general, la disposición de recortes de perforación impregnados con fluidos sea base aceite o mineral, están prácticamente prohibidos en todas las jurisdicciones, salvo algunas excepciones en las que una autoridad específica debe autorizar descargas controladas en el mar, y siempre y cuando cumplan con especificaciones dadas y la tecnología de [Escribir texto]
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reinyección no sea posible. Aunque estas especificaciones son más detalladas y se salen del alcance de este documento, vale la pena mencionar la lógica detrás de las limitaciones de descarga que se resumen a continuación. Excepto por los recortes impregnados con fluidos sintéticos descritos en secciones posteriores, todos están prohibidos descargarlos. Para los recortes en cuestión las limitaciones se basan en composición y cantidad de la descarga; la primera incluye toxicidad, biodegradación, contenido de compuestos aromáticos y contenido de metales; la segunda, cero impregnación de aceite, cero contenido de aceite de formación, toxicidad en el sedimento y toxicidad en agua. Noruega
Dado que la actividad petrolera en Noruega se da principalmente costa afuera, la regulación sobre la disposición de recortes está focalizada en las descargas a mar. Su agente regulador, en este caso la Autoridad de Control de la Contaminación (SFT por sus siglas en noruego) es quien otorga los permisos. Las siguientes limitaciones aplican a este país: es legal disponer al mar recortes impregnados con fluidos base agua con contenidos de aceite menores a 1% en peso, probando que son biodegradables y que no son bioacumulables. Por lo que toca a los recortes impregnados con fluido base aceite, se prohíbe su disposición y pueden ser reinyectados o bien llevados a tierra para su tratamiento. Canadá
La disposición de residuos de perforación en el este de Canadá, son regulados a través de la Guía sobre tratamiento de residuos de perforación. El principal lineamiento es minimizar las descargas al ambiente y promover a la vez el uso de fluidos de perforación base agua y fluidos sintéticos. Los recortes impregnados con fluidos base aceite no son permitidos descargar al mar bajo ninguna circunstancia. Los fluidos base agua y sintéticos sólo pueden ser descargados [Escribir texto]
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bajo ciertos lineamientos y deben ser recuperados, reciclados y/o reinyectados, o llevados a tierra para ser tratados por métodos autorizados por la autoridad. Brasil
El agente regulador de la disposición de recortes en Brasil es el Instituto de Medio Ambiente y Recursos Naturales Renovables (IBAMA por sus siglas en portugués). Como en otros casos, la disposición de recortes impregnados con fluido base aceite está prohibido. Los recortes con fluidos base agua están permitidos y los sintéticos deben sujetarse a una serie de restricciones técnicas para su disposición. Entre las estrategias para desarrollar el manejo de los recortes fue la creación de un grupo conformado por la industria y el gobierno.
Tabla 1. Regulaciones internacionales para el manejo de recortes de perforación
(modificada de Jacques Whitford Stantec Limited, 2009). REQUERIMIENTOS INTERNACIONALES PARA DESCARGAS DE RECORTES DE PERFORACION PAIS
RECORTE DE
RECORTE DE
RECORTE DE
REQUERIMIEN
PERFORACION
PERFORACION
PERFORACION
TOS
IMPREGNADOS
IMPREGNADOS CON
IMPREGNADOS
AMBIENTALES
CON FLUIDOS
FLUIDOS ACEITE
CON FLUIDOS
A
SINTETICO
MONITOREAR
AGUA Angola
Descarga permitida
·
·
[Escribir texto]
Descargas
Descargas
·
permitidas de
de
recortes: los
recortes
lodos son
permitidas
reutilizados.
: los lodos
Medición de
son reutilizado Página 12
Plan de Manejo de Recortes de Perforación en el PEM-Recortes de Perforación Tabasco Estado de Tabasco s.
recortes de aceite: ningún límite proporcionado. ·
Ningún otro
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Medición
·
de recortes de aceite.
parámetro medido. ·
Del grupo II NADF los recortes son descargados.
Aust ral ia
Descargas
·
·
El 1% limite de
·
El
permitidas
aceite se elimina
regulador
sujetas al
eficazmente
establece
1%de aceite
durante la
un 10%
como límite,
descarga. En
de limite
incluyendo
WA, a los
de peso
aceite libre y
operadores se les
seco en
diesel, y 17%
permitió
las
KCL
aproximadament
descargas
contenido de
e un 15% de
de
lodos para
límite aceite baja
recortes
perforación
tox MAB de los
bajo la
exploratoria.
recortes hace 2-3
regulación
años atrás. Esta
ambiental.
excepción es
Muestreo
·
muy probable
requerido
que no se
pre-
permita ahora.
descarga. ·
[Escribir texto]
Restricción de los Página 13
Plan de Manejo de Recortes de Perforación en el PEM-Recortes de Perforación Tabasco Estado de Tabasco -Otros
fluidos
desechos de
aromáticos > %.
·
perforación pueden ser descargados siempre y cuando cumplan con el límite que es el 1% de aceite.
·
En la actualidad, en Australia occidental más del 80% de la totalidad se perforan pozos utilizando WBF en todas las secciones de los
-Evaluación
orificios. En el
de riesgo
resto se perforan
requerida por
pozos utilizando
el regulador.
WBF por el
·
·
-Los
operadores describen los tipos de lodos que son utilizados y hacen compromisos para hacer pruebas adicionales o bien, llevar un control para los proyectos [Escribir texto]
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orificio superior y no WBF- a 311 mm (12 ¼ pulgadas) y / o 216 mm (8 1/2 pulgadas) de fondo. El uso del OBF de baja toxicidad en el fondo del pozo ha reducido del 10% de todos los pozos perforados en 1994 al 0% /a partir de mediados de 1998).el uso del Página 14
Plan de Manejo de Recortes de Perforación en el PEM-Recortes de Perforación Tabasco Estado de Tabasco ambientales
SBF ha
los cuales
permanecido
son
durante el mismo
presentados
periodo con
al gobierno y
aumento de la
se convierten
proporción de
en requisitos
EBFs. Desde
una vez sido
finales de 1980,
aceptados.
se ha producido
·
-El flujo es
monitoreado pero no reportado. ·
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una tendencia hacia un mayor uso de tecnología más avanzada WBFs.
-Algunos
monitores de descargas Hg/Cd. Brasil
Actualmente se
Todas las descargas
Lodos sintético
permiten las
deben ser autorizadas
son descargados
descargas
por IBAMA
por Petrobras
Base aceite no está
Un consorcio
permitido
industrial formuló
Petrobras actualmente descarga un lodo de parafinas refinado
las guías de descarga Cero descargas en aguas menores a 60 m y requiere monitoreo para
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aguas mayores a 1000m Canadá
Descargas
No se permite la
Son permitidas
Monitoreo de efectos
permitidas pero la
descarga
las descargas
ambientales es
autoridad estimula la
para valores
requerido
reducción de estas.
menores a 10 mg/Kg de HAP s y 6.9 % máximo de impregnación.
Noruega
Descargas
Descarga permitida para
Descargas
Estudio de línea
permitidas bajo
valores de 1% de aceite.
permitidas para
base son exigidos
monitoreo
valores de 8 a 18 % de impregnación. Pero monitores constantes son
Monitoreos ambientales antes y después y cada 3 años.
exigidos Estados
Descargas
Unidos
Descargas no permitidas
Descargas
Monitoreos
permitidas con
permitidas con
ambientales
GOM
monitoreos
las mismas guías
requeridos
(EUSA)
constantes.
de los base agua.
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Diagnóstico
Información sobre el valor del volumen real de recortes generado a nivel nacional y estatal es escasa y dispersa. Esto obedece primordialmente a que durante muchos años esta información fue considerada por la paraestatal como propia, en segundo término, quizás no menos importante, a que existía un vacío en la legislación ambiental que normara el manejo y la disposición final. No es si no apenas hace 10 años que se cuenta con el marco regulatorio para esta actividad (LGPGIR, 2003). Sin embargo, es en años recientes que la paraestatal viene haciendo público algunas cifras sobre residuos generados. La figura 2 muestra la variación en toneladas de recortes generados en los últimos diez años. Estos valores corresponden a la generación de recortes impregnados con fluidos de emulsión inversa, los cuales son los únicos reportados. Se desconoce el destino de estos residuos y tampoco se cuenta con información sobre la utilización de otros tipos de fluidos de control. A pesar de ello, la gráfica nos muestra un decremento importante en la generación de recortes hacia el año 2011, los datos disponibles no permiten asociar esta disminución con menor actividad exploratoria en tierra. Sin embargo, sólo se cuenta con valores de generación de otros fluidos para este año, estos se distribuyen de la siguiente manera: 109,100 ton de recortes con fluidos de emulsión inversa; 1,590 ton recortes impregnados con fluidos base aceite: y 32,389 ton recortes impregnados con fluidos base agua. Como se puede apreciar, aunque en menor proporción los recortes impregnados con fluidos base aceite siguen siendo utilizados. Análogamente, los años de mayor generación en 2005-2006 coincide con los descubrimientos del norte del país en la región gasera de la Cuenda de Burgos, aquí nuevamente es meramente especulativa la observación. Si consideramos la declinación de uno de los campos más importantes en el [Escribir texto]
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país, el campo Cantarell, y bajo la lógica de que la actividad exploratoria se incrementa en la medida que se da la declinación de la producción , esperaríamos en los años venideros un incremento substancial en la generación de recortes. Lo que también se puede asegurar es que la paraestatal incursiona fuertemente en aguas profundas del Golfo de México, se sabe que estándares internacionales dictan el uso de fluidos sintéticos para la perforación de pozos en aguas profundas. Si esto es cierto, muy pronto estaremos frente a la necesidad de manejar grandes cantidades de recortes de perforación impregnados con fluido sintético en tierra y listos para ser Generación de Recortes
600 500
3 E 0 1 x n o T
400 300 200 100 0 2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Año
Figura 2. Generación de recortes impregnados con fluido de emulsión
inversa (en toneladas) de 2001 a 2011 (fuente: Informe de desarrollo sustentable, 2011)
tratados y/o dispuestos.
Descripción de recortes
Se entiende por recortes de perforación a cualquier material que es removido durante la perforación de pozos petroleros. Estos incluyen entre otros, fragmentos de roca de composición variable (anhydrita, calcita, yeso, [Escribir texto]
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arcilla, arena, dolomita, feldespatos, granito, yeso, hematita, hierro, sílice, etcétera). La perforación requiere del uso de un fluido que ayude a la misma, entre otras funciones importantes, sirve también para acarrear a la superficie las esquirlas producidas. La figura 3 muestra un esquema de la perforación de un pozo y los recortes asociados que son transportados a la superficie a través de la corriente de los fluidos de control inyectados.
Figura 3. Diagrama esquemático de la circulación de fluidos durante la perforación de un
pozo y su respectiva generación de recortes.
Los recortes de perforación son usualmente removidos por medio de fluidos de perforación que son inyectados conforme se va perforando. La figura 4 muestra un diagrama que en esencia contiene las etapas siguientes: i) la generación y acarreo de los recortes de perforación; ii) el pretratamiento de los recortes o control de sólidos; y iii) el destino final de manejo.
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Figura 4. Diagrama esquemático de la inyección de fluidos de control que ilustra el
pretratamiento de los recortes y el destino hacia el manejo de los recortes.
Como se ha visto hasta ahora, los recortes de perforación son indudablemente los residuos más importantes de la industria petrolera. De acuerdo a la ley estos no son considerados residuos peligrosos ya que no se encuentra listados en el Art. 16 de la LGPGIR, es decir, estos no posee características de peligrosidad (CRETIB). Excepto, para los recortes de perforación base aceite los cuales deben estar sujetos a un plan manejo de acuerdo a la norma correspondiente (Art. 31, LGPGIR). Clasificación de fluidos
Los fluidos o lodos de perforación son mezclas complejas de compuestos químicos que son utilizados con varios fines; el primero y quizás el más obvio en lo que toca la generación del residuo, es que son el mecanismo de transporte de los recortes de perforación a la superficie; también a través [Escribir texto]
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del control de la densidad de los lodos estos sirven para balancear la presión de formación del yacimiento con la de la subsuperficie, de tal manera que asegure que la presión en la barrena sea mayor que la de formación a fin de prevenir brotes; y finalmente como sistema de enfriamiento para reducir la fricción entre la barrena y la roca circundante del agujero, entre otras (OLF. The Norwegian Oil Industry Association, 20016). Actualmente, existen fundamentalmente dos clases de fluidos de perforación, 1) lodos de perforación base agua (ABM por sus siglas en inglés) cuya composición es 76% agua de mar, 15% barita y 7% bentonita; 2) lodos de perforación no acuosos (NABM). Estos últimos se subdividen básicamente en lodos base aceite (OBM), lodos base aceite-mineral mejorado (EMOBM) y lodos sintéticos (SBM). Los lodos no acuosos son también reagrupados de acuerdo a su contenido de hidrocarburos aromáticos: Grupo I alto contenido de aromáticos, Grupo II contenido medio de compuestos aromáticos, y Grupo III bajo contenido de compuestos aromáticos. Se ha reportado que los grados de toxicidad se incrementan directamente proporcional al contenido de compuestos aromáticos (OGP, 20037). Como se puede ver, los fluidos base agua y sintéticos son menos dañinos al ambiente debido a sus componentes biodegradables, no sí para aquellos base aceite. Al final, ambos deben estar sujetos a un plan de manejo que garantice su correcta disposición. A través del tiempo estos fluidos junto con los recortes se convierten en un desecho que se recupera en superficie y que demanda de un tratamiento posterior para su disposición.
Tratamiento de recortes de perforación
Como se observa en la figura 4 las esquirlas generadas durante la perforación del pozo son removidas con la ayuda de la circulación de los [Escribir texto]
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fluidos de control inyectados en la línea de perforación. Los recortes junto con los fluidos son recuperados en superficie y sometidos a un proceso de control de sólidos, en esta etapa de pretratamiento se lleva a cabo la separación por tamaño de partículas con el fin de recuperar la mayor cantidad posible de fluido. Estos recortes mojados son sometidos a diferentes tratamientos para su disposición. Una condición fundamental en la elección de la tecnología de disposición de los recortes deberá incluir tres aspectos: económicos, operacionales y ambientales. Tecnologías disponibles
La selección del tratamiento de los recortes de perforación depende en primera instancia del destino final de la disposición, es decir, se deberá determinar a priori si el residuo se enviará a tratamiento, a inyección, a destrucción, o a disposición. Una vez elegido el manejo, se debería evaluar la factibilidad y disponibilidad de la tecnología. Existen en esencia 5 vías de manejo de disposición de recortes utilizadas mayormente, a saber: ·
Inyección
·
Destrucción por desorción térmica
·
Valorización: Cementeras, asfaltado de caminos
·
Disposición hacia rellenos sanitarios Todos ellos tienen ventajas y desventajas y su elección estará mas en función de los resultados deseados. La tabla 2 presenta de manera genérica las diferentes técnicas existentes para el tratamiento de los recortes de perforación base aceite y sus limitaciones.
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Tabla 2. Tratamientos de los recortes de perforación. TRATAMIENTO
Oxidación química
L IMITACIONES
Ineficaz para algunos hidrocarburos
Incineración
emisiones al Aire, destrucción parcial
Pirólisis
liberación en el Suelo, alto costo
Lavado
se requiere de suelos permeables
Extracción
Subproductos tóxicos
Desorción térmica
emisiones al aire
Remediación con hongos
baja eficiencia y largos tiempos lento debido a la velocidades de degradación bacterial baja eficiencia a bajas concentraciones
Biorremediación in situ Reactor de pulpas (slurry) Compostaje (Land farming)
lento/gran área
Inyección de recortes
Disponibilidad de cavidades/estudios/permisos
Microemulsificación
muy lento/costoso
Centro ambiental
Capacidad de almacenamiento
Tratamientos usados por PEMEX
Petróleos Mexicanos-Exploración y Producción (PEP), a través de la Unidad de Perforación y de su subdirección de auditoría, seguridad industrial y protección ambiental, asegura el manejo y la disposición adecuada de los fluidos de control y de los recortes de perforación. PEP genera un gran volumen de recortes impregnados con fluidos base agua, aceite y sintéticos. La norma de referencia NRF-261-PEMEX-2010 8 Manejo integral de recortes impregnaos con fluidos de control base aceite, generados durante la perforación y mantenimiento de pozos petroleros , establece los lineamientos de uso y manejo para los recortes de perforación base aceite.
A continuación se detallan algunos de los procesos usados por PEP para el tratamiento de sus fluidos y recortes de perforación. Para realizar estas [Escribir texto]
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actividades se contrata a compañías privadas mediante un proceso de licitación. Método de desorción térm ica
Este método se ha aplicado en la Región Norte. A este tratamiento se han sometido los recortes de perforación impregnados de fluidos de emulsión inversa, de los activos integrales siguientes Poza Rica Altamira y Veracruz. A los recortes se les traslada por carretera hasta una planta de tratamiento, donde a los recortes húmedos se les almacena en una fosa de concreto con un contenido promedio de 20% de aceite (ISO-10414-2, 2002 9). Estos recortes se suministran a una centrifugadora vertical Verti-G (MI-SWACO), de donde se extrae gran volumen de lodo.
El sólido separado, con un contenido de aceite promedio de 8%, se utiliza para alimentar la unidad térmica. La centrífuga vertical se dosifica mediante un tornillo transportador, lo cual permite que el promedio de recortes sea de 10 toneladas por hora. Los líquidos separados por la centrifugadora vertical contienen un alto porcentaje de sólidos finos. A este lodo se le agrega diesel para disminuir la viscosidad y se pesa por equipos de control de sólidos hasta obtener un lodo de las siguientes características: ·
Densidad promedio de 1.15 g/cc (gramos por centímetro cúbico), o 9.58
lb/gal (libras por galón). Y bajo contenido de sólidos finos. Este lodo recuperado se
envía a las plantas de lodos para su
reacondicionamiento y reenvío a los pozos. A los recortes ya procesados en la Verti-G se les transporta a una tolva de alimentación. Luego se les compacta mediante una serie de bandas, las cuales permiten que el recorte húmedo y listo para ser tratado forme fracturas, las cuales propician el tránsito del aire caliente entre ellas, aportan permeabilidad a la cama de
recortes
colocada
sobre
la
bandeja
(http://es.scribd.com/doc/56605542/27/Manejo-de-los-recortes-de-perforacion [Escribir texto]
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)
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Después de compactados, a los recortes se les deposita en bandejas especiales de acero al carbón. En éstas se vierten hasta una altura de ocho pulgadas: 1.5 a 1.8 toneladas. Una planta de desorción térmica cuenta con cámaras de extracción en el sistema, compuestas por quemadores de gas propano con capacidad de hasta 1 MM de BTU's para calentar hasta 650 °F (343 °C). Estos mismos proporcionan el calor necesario para recalentar el aire. En este proceso no se incrementa la temperatura a niveles que puedan fraccionarse (craquear) los hidrocarburos, de esta manera no se quema el diesel. Una vez que los vapores se condensan se les bombea hasta un tanque separador de aceite/agua. Al aceite que se recupera se le utiliza para preparación de lodo. Este procedimiento constituye un círculo virtuoso, Procesamiento, Reciclaje, Reutilización, con la ventaja de que el agua recuperada a la vez se le utiliza para tratar terrenos arenosos y los recortes tratados son dispuestos para cubrir rellenos sanitarios Como resulta obvio esta técnica permite a PEP : Reutilizar los fluidos de perforación, Proteger el entorno, Ahorrar cantidades significativas de recursos, Reutilizar en el relleno sanitario de la ciudad de Reynosa, Tamaulipas
Reinyección de recortes
Este método lo aplica PEP en la región marina. Para cumplir la meta de cero descargas al mar, a este tratamiento se han sometido los recortes de perforación impregnados de fluido de emulsión inversa de la sonda de Campeche. Anteriormente se les transportaba en camiones abiertos hasta la ciudad de Villahermosa, Tabasco, a una distancia de cerca de 280 kilómetros, para su procesamiento en plantas de tratamiento térmico. La reinyección de recortes es un proceso donde los recortes de perforación y fluidos de desecho se juntan y transportan a un sistema de componentes que forma una mezcla, los degrada, los clasifica, y los acondiciona. [Escribir texto]
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Este proceso los convierte en una pulpa bombeable, la cual se inyecta dentro de una formación subsuperficial que debe ser receptiva y los aísle permanentemente a una profundidad segura. Dentro de la praxis de reinyección de recortes hay varias opciones para introducirlos en la formación de alojamiento. Dependiendo de condiciones, reglamentos y economía de la localidad, los operadores pueden optar por: ·
Reinyección en pozos de producción abandonados
·
Perforación y reinyección simultáneas
·
Inyección en pozos de desechos de recortes dedicados a tal fin
Las condiciones geológicas favorables para aplicación del método de reinyección de ripios son: ·
Profundidades medianas: 1 500 a 5 000 pies (alrededor de 457 a 1 524
metros: baja presión de fractura) ·
Espesor superior a 25 pies: 7.6 metros
·
Porosidad superior a 0.5 darcys
·
Gran capacidad de almacenamiento
·
Zonas hidrogeológicas aisladas del agua potable
·
Fracturas o fallas no naturales
La importancia de reinyección de recortes radica en que estas operaciones desempeñan una función capital en el manejo de los residuos de la actividad perforadora en general, especialmente en las industrias petrolera y minera, ya que debe de haber compromiso con la Salud, la Seguridad y el Medio ambiente. La inyección de recortes y otros residuos de perforación en las formaciones subterráneas puede ser la manera más económica y efectiva de manejar estos materiales. No obstante, el beneficio más importante de las operaciones de reinyección de sólidos para la industria en su totalidad es que constituyen un [Escribir texto]
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método de manejo de residuos de perforación seguro y amigable con el entorno. En las operaciones sin vertido, es decir donde no hay contacto alguno de los residuos con el ambiente hasta que están tratados, el operador dispone de dos opciones principales: 1) tratamiento de los sólidos y envío a tierra para depositarlos luego en los espacios disponibles como rellenos sanitarios. Esta opción requiere grandes volúmenes de eliminación en tierra firme. En realidad sólo transfieren el residuo de un ambiente terrestre a otro; y 2) inyección en el pozo: devolución, en última instancia, a su punto de origen. Cuando se dispone de un ambiente de inyección adecuado, las operaciones de reinyección requieren:
Evaluación
Diseño
·
·
Implementación
·
·
Monitoreo cuidadoso del proceso de inyección, de manera de: §
Minimizar todos los riesgos
Mantener la contención
§
Debe utilizarse el monitoreo adecuado del proceso de inyección para: Demostración de que se mantiene una contención positiva
·
·
Aportación de las referencias en función de las cuales la implementación pueda propiciar una actualización y una mejora.
La aceptación de las operaciones de inyección de sólidos es cada vez mayor en todo el mundo, ya que constituye un procedimiento de disposición final de sólidos segura y amigable con el entorno. Las opciones para la aplicación del método de reinyección son: ·
Inyección anular
·
Un pozo específico para la reinyección
·
Inyección en cadena
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Figura 5. Opciones para reinyección de recortes.
Si bien las operaciones de reinyección de sólidos aportan beneficios significativos, no representan la única opción. Es probable que en ciertos ambientes de perforación no existan formaciones que puedan contener los materiales inyectados. En estos casos se deben emplear otras opciones de disposición de sólidos. La
norma
oficial
mexicana
NOM-145-SEMARNAT-2003 11
sobre
Confinamiento de residuos en cavidades construidas por disolución en
ones necesarias para que un sitio o pozo pueda ser utilizado como inyector . Disposición
Existen diversas opciones de disposición, tanto de fluidos como de sólidos de perforación, dependiendo del análisis químico y del tipo de fluido en cuestión. Generalmente se debe procurar lo siguiente: a)
Disposición final Prudente y Responsable. b) Profundidad suficiente de los caudales de bombeo de la fase líquida, para evitar las áreas de escorrentía fuera de la zona elegida para la disposición. c) Suelo no erosionable como consecuencia de la disposición. Esto implica:
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I. Pendientes suaves del terreno utilizado. II. Terreno provisto de vegetación, para permitir el flujo sin obstrucciones. III. Donde sea posible se debe utilizar terreno nivelado. a)
No descargar hacia cualquier cuerpo de agua superficial. En ciertas áreas
se acepta esta acción, siempre que ocurra lo siguiente: I. El total de sólidos disueltos en los fluidos de perforación sea bajo. II. Áreas donde exista control de: i. Petróleo ii. Grasas
·
Para recortes de perforación impregnados con fluido base agua se recomienda siempre y cuando cumpla con los siguientes criterios. Disposición de fluidos en el área si:
§
El volumen total es inferior a 1 000 m 3
§
El fluido cumple los criterios de prueba
§
Las probabilidades de migración son nulas o escasas
El volumen de 1 000 m 3 es el monto máximo de fluido que puede realmente cumplir los requisitos siguientes: ·
Confinamiento en el sitio elegido
·
No desbordamiento en el terreno circundante ·
Imposibilidad de ingresar a y contaminar alguna fuente de agua «dulce»
Los criterios de prueba para estos pequeños volúmenes que contendrán los recortes podrían modificarse siempre que éstos no sean tóxicos. La disposición en el sitio se realiza exprimiendo y evaporando. Dependiendo de las circunstancias del momento, se puede disponer los sólidos mediante: ·
Enterramiento
·
Esparcimiento en la superficie
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Los desechos de fluidos de perforación que contengan residuos no dañinos de lodo y aditivos químicos se pueden disponer como ya se vio, por inyección o dispersándolo en la superficie Plan de manejo
Este plan de manejo es da carácter mixto, estatal, incluida su línea de costa y su mar territorial, y aplica a todo aquel generador de recortes de perforación que opere en el estado, sea paraestatal o privado; a todo prestador de servicio que su negocio sea parte de la cadena de valor de la generación, recolección, transportación, tratamiento y/o disposición de recortes de perforación.
Objetivo
Este tiene por objeto estructurar un plan de manejo de recortes de perforación en el estado de Tabasco, considerando los volúmenes de generación local, la infraestructura de manejo existente para el tratamiento y disposición final, así como el marco legal tanto a nivel estatal como federal. De acuerdo con la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de Residuos (LGPGIR, 2003), el objetivo general de los Planes de Manejo de Residuos es minimizar la generación y maximizar la valorización de residuos sólidos urbanos, residuos de manejo especial y residuos peligrosos específicos, bajo criterios de eficiencia ambiental, tecnológica, económica y social, con fundamento en el Diagnóstico Básico para la Gestión Integral de Residuos, diseñado bajo los principios de responsabilidad compartida y manejo integral, que considera el conjunto de acciones, procedimientos y medios viables e involucra a productores, importadores, exportadores, distribuidores, comercializadores, consumidores,
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de
subproductos
y
grandes
generadores
de
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residuos,
según
corresponda, así como a los tres niveles de gobierno . La figura 6 muestra el diagrama de operación del plan de manejo, en esta se muestra los componentes y las alternativas de manejo en la disposición de los recortes.
Figur a 6. Manejo de recortes de perforación.
Mecanismos de operación
Los mecanismos de operación estarán establecidos por la autoridad estatal correspondiente. El gobierno del estado es responsable de elaborar, instrumentar, difundir y vigilar el cumplimiento de este. A su vez es responsabilidad de todos los operadores y empresas de servicio el incorporarse de manera voluntaria a este plan. El tratamiento y destino final deberá ser documentado por el operador y o prestador de servicio para ser [Escribir texto]
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sometido a la autoridad. La autoridad revisará, evaluará y dictaminará la adhesión a este al plan y se reservara su negación en caso de no cumplir en lo general y en lo particular a este plan. La figura 7 muestra el diagrama del modelo del plan manejo. En este se señalan las interacciones entre las partes, así como las responsabilidades establecidas.
Figura 7. Modelo del plan de manejo de recortes de perforación en el que
se muestran las interacciones de los participantes y sus responsabilidades. El valor ambiental del residuo dependerá en gran medida de su forma de valorización o destino final, ya que no puede ser el mismo si se inyecta, o se recicla en alguna actividad económica. Es decir su valor deberá ser evaluado en función de si se dispone a un relleno sanitario o se descarga al mar o se reinyecta. El diseño de control por servicios ambientales bajo el esquema de responsabilidad compartida deberá ser aún evaluado cuidadosamente.
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Mecanismos de difusión y adhesión
La estrategia de comunicación en materia de prevención de la generación y de manejo de residuos de manejo especial debe considerar su acoplamiento con la estrategia comunicativa existente en el Estado de Tabasco en materia de residuos en general. La estrategia de comunicación habrá de contar con un fuerte enfoque de prevención en la generación de residuos de manejo especial. De primordial importancia será contar con instrumentos de comunicación tales como:
Panfletos
Anuncios (spots) en:
Radio
Televisión
·
Guías
·
Carteles, etcétera
·
·
§
§
En ellos se deberá considerar la inclusión de: ·
Rubros de género (gramatical: sexo)
Diferencias
Étnicas
§
Culturales
·
Vulnerabilidad en el Estado en demarcaciones según:
·
§
Localidades
Regiones
§
§
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Para ello se utilizará la información disponible y se habrá de prever la modificación de estos instrumentos, en la misma proporción y en la gradualidad con la cual se haya formulado la estrategia. Se han de prever estos cambios según la capacidad en el ámbito estatal con respecto a: ·
Nivel de gestión
Información
Infraestructura
·
·
Los organismos oficiales de comunicación deberán difundir en su caso un decreto estatal a través del Diario Oficial del Gobierno del Estado para su arranque y puesta en marcha del plan de manejo en cuestión. Los mecanismos de adhesión serán mediante la inscripción oficial al plan de los distintos interesados a través de los formatos y guías correspondientes que el gobierno del estado tendrá disponibles y en los que se establecerá las responsabilidades que deberá cumplir para ser considerado como parte del plan de manejo. Es importante destacar que esta adhesión es de carácter obligatoria y estará sujeta a las sanciones establecidas por su incumplimiento.
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Glos ario de término s
Recorte de perforación.- todo aquel material producido durante la perforación de un pozo. Estos generalmente contienen cierta impregnación del fluido con el que es perforado el pozo. Fluido de control (lodo de perforación).- fluido base de perforación con diferentes aditivos químicos. El fluido base es normalmente: agua, aceite, químicos sintéticos y químicos puros como esteres, éteres. Manejo integral de residuo.- Proceso por el cual el recorte de perforación es minimizado, valorizado o dispuesto por la utilización de una tecnología amigable ambientalmente. CRETIB.- Corrosividad, Reactividad, Explosividad, Toxicidad, Inflamabilidad y Biológico infeccioso
Brote.- manifestación espontánea de hidrocarburo debido a la presión de formación del yacimiento (esto también se conoce coloquialmente como que se venga el pozo ).
Co-procesamiento: Integración ambientalmente segura de los residuos generados por una industria o fuente conocida, como insumo a otro proceso productivo.
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