Recuperación de petróleo del agua producida
Por Yannick Harvey | Director de Ingeniería, TETRA Water Management | 29 de mayo de 2024
Los retos del aceite residual
Prácticamente todas las aguas producidas contienen niveles variables de petróleo residual en función del yacimiento y de los parámetros específicos de la operación. Este petróleo residual plantea una serie de retos para el reciclado y la reutilización del agua en posteriores operaciones de fracturación hidráulica.
En primer lugar, el agua producida destinada al reciclado y la reutilización debe agruparse en grandes instalaciones de almacenamiento, como fosos, tanques de almacenamiento en superficie o tanques de fracturación hidráulica, donde el petróleo en suspensión se separará de forma natural. Sin embargo, la concesión de permisos para este tipo de almacenamiento no tiene en cuenta los volúmenes apreciables de petróleo que pueden acumularse, lo que da lugar a infracciones del cumplimiento de la normativa.
En segundo lugar, el mantenimiento de estas instalaciones de almacenamiento -en concreto, la retirada del aceite y los lodos- requiere mucho trabajo, tiempo y dinero.
En tercer lugar, los aceites acumulados en las instalaciones de almacenamiento desprenden vapores inflamables que suponen riesgos para la salud, la seguridad y el medio ambiente. En algunos casos, estos riesgos pueden incluso justificar el cierre de las operaciones en el pozo, una situación que no va a ganar ningún lazo azul para el flujo de caja.
En cuarto lugar, si el petróleo residual no se elimina del agua producida en el momento oportuno, el régimen de reciclado puede requerir un tratamiento adicional para lograr una calidad adecuada, como la adición de una cantidad excesiva de oxidante.
Recuperación de petróleo antes del tratamiento del agua
Como ocurre con la eterna expresión "Cuando la vida te da limones, haz limonada", el aceite residual en el agua producida no es un absoluto negativo. De hecho, los operadores de pozos comerciales de eliminación de agua salada consideran el "aceite desnatado" una fuente integral de ingresos. Por lo tanto, si tiene intención de reciclar el agua producida, eliminar el aceite residual mucho antes del almacenamiento no sólo es una necesidad, sino también un beneficio económico.
Para ello, los ingenieros de TETRA concibieron y desarrollaron la tecnología de recuperación de petróleo tras la producción (ORAPT). El sistema de separación acumula y elimina en tiempo real el petróleo residual nativo, los componentes ligeros no deseados y los sedimentos de petróleo (debidos a desvíos no planificados) del agua producida. El sistema está diseñado para facilitar el tratamiento eficaz del agua y el cumplimiento de los requisitos reglamentarios de almacenamiento. El petróleo capturado se desvía a un depósito cercano y el agua almacenada permanece limpia.
Tuercas, tornillos y números
El sistema ORAPT funciona mediante la creación de un punto ancho en la línea de agua producida para permitir que la gravedad induzca la separación del petróleo. La corriente de agua producida se canaliza hacia la sección principal de un tanque donde se reduce su velocidad, lo que permite que el petróleo en suspensión flote en la superficie. Cuando el flujo alcanza el extremo opuesto del tanque, una serie de vertederos permite bombear el agua hacia el sistema de gestión del agua, mientras que el petróleo se desvía a un tanque separado.
¿Cuál es la eficiencia de ORAPT? Es difícil obtener una medida absoluta de la eficiencia debido a la enorme variación en la composición del agua producida de una formación a otra, así como a las diferentes especificaciones de cada trabajo. Dicho esto, cuando se utiliza dentro de los parámetros de diseño, la tecnología suele ofrecer una eficacia de más del 90%, con sólo restos de petróleo de 50-100 ppm. El rendimiento nominal del sistema es de hasta 28.000 barriles de fluido al día.
Entre las características del sistema están:
- funcionamiento automatizado;
- patín autónomo de bomba de agua y aceite para un despliegue simplificado;
- bombas autónomas de descarga para inyección de productos químicos;
- gestión automatizada del nivel de los tanques, tendencias y alarmas;
- y derivación y parada de emergencia automatizadas disponibles según los requisitos operativos.
Estudio de caso
En el sur de Texas, TETRA ORAPT se instaló en la zona de Eagle Ford Shale Play junto con el sistema TETRA SwiftWater Automated Treatment (SWAT) después de que un importante operador se pusiera en contacto con TETRA en busca de un medio para reciclar los elevados volúmenes de agua producida y flowback procedentes de una plataforma no convencional. En ese momento, la eliminación de las aguas residuales del emplazamiento requería 50 cargas de camión al día que viajaban hacia y desde el remoto lugar de trabajo. Para el operador, la eliminación de volúmenes tan elevados de aguas residuales no era una solución atractiva a largo plazo desde una perspectiva medioambiental y económica.
Uno de los retos del trabajo era cumplir las estrictas normas de calidad del agua establecidas por la Comisión de Ferrocarriles de Texas (TRRC), que regula la industria del petróleo y el gas en el estado.
Tras cuatro meses de funcionamiento, el sistema SWAT había reciclado 221.360 barriles de agua -cumpliendo las normas del TRRC- y el sistema ORAPT capturó aproximadamente 700 barriles de petróleo. Además, la operación redujo la carga de vertidos externos de 50 camiones diarios a uno solo.
El operador se ha mostrado muy satisfecho con los resultados y tiene previsto continuar la operación de reciclado y recuperación de petróleo durante al menos un año completo, con trabajos posteriores previstos.
