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metodologia de investigacion
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INTRODUCCION:
En Bolivia desde hace años la explotación de los hidrocarburos ha sido una
prioridad y una oportunidad de desarrollo.
Una vez confirmadas las reservas de hidrocarburos la exploración y la
explotación se realiza a través de la perforación de pozos para ello se utiliza
maquinaria, fluidos de perforación, lo cual acarrean los recortes de
perforación hacia la superficie; estos fluidos pueden ser base agua o base
aceite.
Los fluidos base agua no requieren de un tratamiento con los equipos de
incineración o Desorción térmica, los fluidos base aceite (emulsión inversa),
quedan impregnados en los recortes generados por la perforación.
El manejo de los recortes impregnados con lodo base aceite es motivo de
interés tanto en la empresa petrolera como en la sociedad, por las posibles
afecciones que pudieran presentarse al medio ambiente.
Para resolver esta situación se ha tomado la decisión de buscar alternativas
ambientales más eficientes en el manejo de los recortes de perforación
impregnados con fluido base aceite.
Los métodos más utilizados en la Industria Petrolera para el manejo de
recortes de perforación impregnados con fluidos base aceite son.
Bioremediación.
TDU (Unidad de Desorción Térmica).
Planta de Incineración.
Lo que se pretende con la presente investigación es proponer un método
eficiente, el cual nos permita reducir los daños ambientales.
2.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1.- Identificación del Problema
Los lodos de base aceite impregnados en los recortes, generados en el pozo
ingre x-1, es altamente contaminante al medio ambiente y es muy costoso
para la empresa, por un mal manejo de estos desechos ya que no solo
tendrá que pagar los daños y perjuicios producidos, sino también tendrá que
gastar en remediar el problema.
2.2.- Identificación de la Situación Problemática
Durante la perforación se atraviesan diferentes formaciones para las que se
emplean distintos tipos de fluidos de perforación, cuando se atraviesan
formaciones reactivas al agua generalmente requieren del uso de lodos
base aceite.
Una de las funciones principales independiente del tipo del lodo a utilizar es
la limpieza del pozo que consiste en transportar los recortes desde el fondo
del pozo hacia la superficie. Una vez que los recortes se encuentran en
superficie reciben un tratamiento, que tiene como fin separar la parte liquida
del solido (recorte) y llevar los contaminantes hasta límites aceptables.
Los recortes impregnados con lodos base aceite reciben un tratamiento
especial, si estos no son debidamente tratados tienen un efecto negativo
sobre el medio ambiente, el cual tendrá una recuperación en la salud
humana y económica para la empresa operadora que realiza la perforación
del pozo.
2.3.- Análisis Causa –Efecto
2.4.- Formulación del Problema
Considerando que los recortes de perforación base aceite contienen
contaminantes que generan efectos negativos al medio ambiente, al
utilizar el método adecuado para el tratamiento a los recortes
impregnados con lodo base aceite se podrá minimizar el impacto al
medio ambiente.
3.- OBJETIVOS
3.1.- Objetivo General
Proponer el método de desorciòn térmica para el tratamiento de
recortes impregnados con lodo base aceite generados en la
perforación del pozo Ingre-X1, por la Empresa M-I SWACO.
3.2.- Objetivos Específicos
Caracterizar y cuantificar los recortes impregnados con lodo base
aceite del pozo Ingre-X 1.
Establecer la estrategia adecuada para el tratamiento de lodo base
aceite impregnados en los recortes.
Analizar el método de Desorción térmica, utilizados en Bolivia.
Realizar el análisis de viabilidad técnica, económica y ambiental
3.3.- Objetivos Específicos y Acciones (Matriz)
OBJETIVOS
ESPECIFICOS
ACCIONES
Caracterizar y cuantificar los
recortes impregnados con lodo
base aceite del pozo Ingre-X 1.
• Determinar las propiedades.
• Establecer sus diferentes
características, datos, parámetros de
la circulación.
• Cuantificar los recortes
Establecer la estrategia adecuada
para el tratamiento de lodo base
aceite impregnados en los recortes.
• Describir la reglamentación
medioambiental para el tratamiento
de recortes impregnados
• Realizar un diagnostico adecuado para
el tratamiento de recortes base
aceite.
• Analizar las operaciones técnicas
(manejo del fluido, etc.) para el
método de Desorción térmica.
Analizar el método de Desorción
térmica, utilizados en Bolivia.
• Conocer sus principios y elementos de
la Desorción Térmica,
• Verificar en qué lugar de Bolivia se
utilizo el método de Desorción
térmica para analizar los resultados
obtenidos en su aplicación.
• Evaluar las consecuencias y para la
aplicación en el pozo Ingre X-I
Realizar el análisis de viabilidad
técnica, económica y ambiental.
• Obtener información
• Realizar un análisis técnico en el control
de sólidos, la gestión de residuos.
• Establecer la ley 1333 la ley de medio
ambiente para la protección
ambiental.
• Analizar el costo económico del empleo
del método de Desorción térmica.
4.- JUSTFICACION
4.1.- Justificación Técnica
El la perforación de pozos de hidrocarburos se atraviesan formaciones
geológicas llevando a estas a un desequilibrio físico-químico, para
estabilizar el pozo se utiliza fluidos de perforación, los cuales pueden
ser base aceite. Las funciones principales del lodo son el de limpiar el
hueco y de estabilizar las presiones de acuerdo a las formaciones que
se van atravesar, las propiedades reológicas del lodo dependen de la
litología que se está perforando tipo de formación que se está
atravesando para así evitar que ocurran problemas dentro del pozo.
Cuando se atraviesan formaciones altamente reactivas que se
encuentran a altas presiones y elevadas temperaturas se requiere de
fluidos base aceite para controlar las presiones, estas van a generar
sólidos impregnados con fluidos base aceite.
Los sólidos perforados, compuestos de rocas y arcillas, se incorporan
al fluido de perforación, estos sólidos afectan negativamente muchas
propiedades del lodo. Sin embargo, como no es posible eliminar todos
los sólidos perforados estos deben ser considerados como
contaminantes constantes de un sistema de lodo.
Al salir los recortes impregnados con lodo base aceite a superficie
requieren de un tratamiento especial después de haber pasado por el
proceso de control de sólidos debido a que generan un impacto en el
medio ambiente, este tratamiento se lo puede hacer por diferentes
métodos, los cuales presentan beneficios y limitaciones.
Los métodos tienen como fin: separar, neutralizar o llevar los
contaminantes de los recortes hacia límites aceptables para no causar
daños severos y directos al medio ambiente.
Los recursos económicos invertidos en el control de sólidos y la
solución a los problemas relacionados con el manejo de desechos de
la perforación de pozos representan una porción importante de los
costos globales de las operaciones de perforación. El control de
sólidos es un problema constante, cada día, en cada pozo.
4.2.- Justificación Económica
Al utilizar un método se reduce la posibilidad de que ocurran
problemas generados por los contaminantes de los recortes,
reduciendo de esta manera los costos que podría tener la empresa por
un mal manejo de estos desechos ya que no solo tendrá que pagar los
daños y perjuicios producidos, sino también tendrá que gastar en
remediar el problema.
4.3.- Justificación Ambiental
La utilización de métodos que ha nacido a partir de la preocupación
creciente, respecto a la producción del medio ambiente, ya que la
legislación ambiental global cada vez adopta medidas más estrictas,
respecto a la generación de desechos y tratamiento y disposición de
los mismos.
4.4.- Justificación Social
5.- ALCANCE
5.1.- Alcance Temático
El proyecto abarca el tratamiento de recortes (lodo base aceite), área
ingeniería de fluidos de perforación (control de sólidos)
5.2.- Alcance Geográfico
La aplicación de la tecnología más eficiente para el tratamiento de los
recortes base aceite generado por la perforación, se aplicara en un
área cerca del pozo Ingre-X 1, que se encuentra en el departamento
de Chuquisaca en el área sur de Bolivia.
Debido a que el pozo para el que se está haciendo el análisis de la
mejor opción para el tratamiento de recortes base aceite debe
encontrarse cerca de las instalaciones del pozo pero no en el mismo
lugar.
5.3.- Alcance Temporal
La investigación se llevara a cabo en aproximadamente 2 semanas,
con información recopilada y actual a lo largo de la investigación en el
internet y por la empresa M-I SWACO, en lo que corresponde al
tratamiento de los recortes base aceite de perforación.
5.4.- Alcance Institucional
La investigación beneficiara a la empresa operadora y a la empresa de
servicios M-I SWACO, siendo también del interés de todas las
empresas operadoras que son quienes realizan la perforación de
pozos.
6.- MARCO TEORICO:
6.1.- Caracterización de las Formaciones
Bolivia representa la síntesis geográfica del continente sudamericano
ya que en su territorio se representan rocas de diferentes edades
geológicas.
Las estribaciones orientales de los andes, que limitan con las llanuras
orientales, forman el subandino que en su parte sur y central
representan la principal región petrolera de Bolivia.
Los grupos de formaciones a atravesar específicamente en el pozo
Ingre-X1 son: Mandiyuti y Machareti, que pertenecen al carbonífero; el
devónico superior que está compuesto por las formaciones Iquiri, Los
Monos y el devónico inferior compuesto por la formación
Huamampampa.
6.1.1.- Carbonífero
Se diferencian en dos grupos: Machareti en la base y Mandiyuti en el
tope. A su vez, ambos grupos presentan varias formaciones como:
San Telmo, Escarpment pertenecientes al grupo Mandiyuti y Taiguati,
Tarija, Tupambi pertenecientes al grupo Machareti.
En el pozo Ingre-X1 ambos grupos se encuentran constituidos por
areniscas con horizontes de tilitas, diamictitas, limo litas y lutitas.
Los problemas que se espera al atravesar los grupos Mandiyuti y
Machareti en el pozo Ingre-X1 son: Inestabilidad en el pozo, tendencia
a desviación, vibración, abrasividad.
En el pozo Ingre X-1 debido a que no se encuentran formaciones muy
reactivas al agua, es posible el uso de lodos base agua con aditivos
para evitar que ocurran problemas.
6.1.2.- Devónico Superior
El Devónico es considerado como la ”Roca Madre” y sello en la zona
subandina.
En el Devónico superior se encuentran las formaciones de Iquiri y los
Monos, compuestas por areniscas, limolitas y capas de lutitas.
Estas formaciones se encuentran desde 1877 m. hasta 3424 m. de
profundidad, los posibles problemas para este tramo son que debido a
intercalaciones de areniscas se puede producir arremetidas,
inestabilidad del pozo, además de que estas formaciones contienen
altas presiones anormales. Por otro lado al perforar se puede
ocasionar inestabilidad del pozo, derrumbes, tendencia del pozo a
desviarse y reducción de calibré debido a un revoque inadecuado en
las areniscas, todos estos problemas puede llegar a ocasionar un
aprisionamiento de la herramienta.
Para evitar y controlar los posibles problemas, se necesitan el uso de
lodos base aceite porque estos inhiben a las arcillas, evitando de esta
manera las pegas de tubería por presión diferencial, aumentan la
lubricación, además de reducir la tendencia a cerrar el agujero.
6.1.3.- Devónico Inferior
Una de las formaciones es Huamampampa compuesta por arenisca y
limolitas con intercalaciones de lutita.
Estas formaciones va desde 3424 m. hasta 4808 m. debido a que este
tramo está compuesto por areniscas, arcillas hidratables y lutitas, que
requieren de una alta inhibición, además que la tendencia a la
desviación ocasionan altos valores de arrastres con un fluido base
aceite se minimiza operativamente. El lodo base aceite (OBM) tiene
ventajas sobre el lodo base agua, sin embargo en aspectos referentes
al medio ambiente ocasiona problemas.
6.1.4.- Naturaleza y Comportamiento de las Arcillas
Es importante conocer su origen, naturaleza para conocer su
comportamiento frente a los cambios de humedad.
Las arcillas expansivas, pertenecen a un grupo mineralógico muy
amplio de materiales de naturaleza química silícea denominados
silicatos. Dentro de estos, en función de la distribución de los
tetraedros de SiO-4 se clasifican sistemáticamente dentro de los
filosilicatos o silicatos laminares. Así, a grandes rasgos y en función
del tipo de arcilla, entre lámina y lámina se emplazaran en mayor o
menor medida las moléculas de agua que producirán el hinchamiento.
Las arcillas provienen de la alteración físico-química por acción
principal del agua de minerales que forman parte de otras rocas
preexistentes en función de que roca se altera y en qué grado se
originan una serie de minerales denominados “minerales de la arcilla”.
6.1.4.1.- El Agua y La Arcilla
La fuerza de atracción entre el agua y la arcilla disminuye con la
distancia desde la superficie de las partículas. A toda agua retenida en
las partículas de arcillas por fuerza de atracción se le conoce como
“Agua de la Doble Capa” La capa mas interna del agua, la cual es
atraída muy fuertemente por la arcilla, es conocida como “Agua
Adsorbida”. Esta agua es más viscosa que el agua libre.
6.2.- Fluidos de Perforación
Los fluidos de perforación pueden definirse como la mescla de
líquidos y sólidos que requieren ciertos procesos de sondaje para la
producción y remoción de detritos (recortes) de un pozo.
Habitualmente los fluidos de perforación se denominan lodos; aunque
en cierto sentido as propiedades y uso de un fluido de perforación
puede considerarse como técnicas de construcción como tales
también son relevantes para el diseño, perfil aje, construcción y
desarrollo de un pozo.
Las principales funciones del lodo son: realizar una buena limpieza del
pozo, es decir transportar los recortes a la superficie y debe controlar
las presiones del pozo.
Básicamente los fluidos o lodos de perforación se preparan a base de
agua, aceite (derivados del petróleo) y emulsiones. En su composición
interactúan tres partes, la parte liquida o base (agua o aceite), la parte
solida compuesta por material soluble que la imprime las
características tixotrópicas, se llama tixotropía a la capacidad que tiene
el lodo de generar energía en estado de reposo, el lodo también debe
estar diseñado para minimizar el efecto de corrosión de la herramienta
de perforación.
6.2.1.- Fluidos Base Agua
El agua es el componente básico de la mayoría de los fluidos de
perforación. Los lodos base agua consiste en una mezcla de sólidos,
líquidos y químicos donde la fase continua es el agua. Estos lodos
están compuestos por agua, emulsificantes, sólidos activos de baja
gravedad específica para controlar la viscosidad y sólidos de alta
gravedad específica para controlar la densidad del fluido.
Entre los lodos base agua se encuentran los lodos base agua dulce
que son aquellos que tienen una dureza total no mayor de 120 mg/lt de
iones calcio y magnesio con una salinidad no mayor a 2500 mg/lt
como cloruro de sodio y los lodos base aguja salada que pueden
contener en solución sales como NaCl, KCl, CL₂Ca, etc., como mezcla
de ellas.
La bentonita es usada para tratar lodos de agua fresca para satisfacer
las necesidades reológicas del lodo, así como para controlar las
pérdidas de fluido; obtiene su mejor desempeño en lodos que
contengan menos de 10000 ppm (partes por millón) de cloruro de
sodio, al efectuar grandemente sus propiedades.
6.2.2.- Fluidos Base Aceite
Los lodos base aceite son suspensiones de sólidos en aceite.
Comúnmente se usan como fase líquida los aceites diesel de alto
punto de inflamación y los sólidos finamente dispersados se obtiene
agregando asfalto oxidado.
Estos lodos base aceite se usan con propósitos especiales como evitar
los derrumbes en ciertos esquistos y particularmente como lodos de
terminación de perforaciones en arenas delicadas que han sido
dañadas con agua.
Los lodos con emulsión de aceite son comúnmente del tipo de
emulsión de aceite en agua en la que pequeñas gotas de aceite están
dispersas en el agua como fase continua. La cantidad de aceite
empleado como variar hasta 50% del volumen del lodo. Actúan como
agentes emulsificantes los barros, otros minerales y los productos
químicos para tratamientos. Estos lodos emulsionados son
fundamentalmente lodos a base de agua y el control químico de ellos
depende del tipo de lodo a base de agua usado para hacer la
emulsión. Se usan tanto lodos emulsionados con agua dulce como
salada. La presencia de aceite generalmente disminuye la perdida por
filtración de los lodos.
Los lodos de emulsión de agua en aceite, se han elaborado
principalmente para usarlos en la determinación de pozos. En estos
lodos el aceite es la fase continua y el agua está en pequeñas gotas a
estas se llaman emulsiones invertidas. Estos lodos no se afectan con
sal, anhidrita o contaminación de cemento.
La utilización de fluido a base de aceite para las operaciones de
perforación, puede traer aparejada una compensación asociada de
ventajas y desventajas. Para un perforador de lodos a base de
petróleo controlan las lutitas reactivas, mejoran las velocidades de
penetración y aumentan la eficiencia general de la perforación.
Los fluidos base aceite son de impactos negativos en el medio
ambiente. El uso de estos tipos de lodos requiere cuidados
ambientales debido a su elevado poder contaminante. Pueden pesar
7.5 ppg (libras por galón) sin el uso de material pesante. Estos lodos
han sido empleados con éxito para muchas tareas de perforación de
pozos profundos con condiciones extremas de presión y temperatura;
problemas de pega de tubería y de estabilidad de pozo; necesidad de
atravesar zonas que contienen sales, yeso o anhidrita; presencia de
sulfuro de hidrogeno u otras sustancias corrosivas; hallazgo de
formaciones potencialmente productoras; gran necesidad de minimizar
la fricción y los torques (en pozos altamente desviados).
En la actualidad el mayor desafío que se presenta en la formulación de
los fluidos de perforación es satisfacer las exigentes condiciones de
temperatura y presiones, evitando a la vez, dañar el medio ambiente.
Los componentes de los fluidos de perforación deben de seleccionarse
de manera que cualquier descarga de lodo o de recorte tenga el
mínimo impacto sobre el medio ambiente.
Luego de ser utilizados los lodos de perforación, parte son
recuperados para su reutilización y el resto se elimina como un residuo
denominado recortes de perforación. Los principales componentes del
lodo base aceite son fuel oíl, NaCl, Na₂CO y emulsificantes que
dificultan el tratamiento de los recortes por métodos convencionales.
6.2.2.1.- Ventajas y Desventajas del Lodo Base Aceite
Ventajas Desventajas
Buenas propiedades reológicas a
temperaturas elevadas
Costo elevado
Mejor inhibición que los lodos base agua Debido a la contaminación requiere de un
control mas estricto
Efectivo con todos los tipos de corrosión Reduce la efectividad de algunas
herramientas de registros
Características lubricantes
Permite densidades tan bajas como 7.5 ppg.
6.3.- Control de Sólidos
Control de sólidos es el proceso de controlar la acumulación de sólidos
indeseables en un sistema de lodos. La acumulación de sólidos tiene
efectos indeseables sobre el rendimiento del fluido de perforación y
sobre el proceso de perforación.
Los equipos de control de sólidos en una operación de perforación
deben ser manejados como una planta de procesamiento. En una
situación ideal, todos los sólidos de la perforación son removidos del
fluido de perforación.
La razón para remover sólidos perforados del sistema es para prevenir
problemas de perforación y reducir costo de lodo y costo de manejo de
desechos. En definitiva reducir el costo total de perforación. Los
beneficios son:
a) Reduce Problemas del Pozo
b) Reduce Costos de Lodo
c) Mejora Torta de Filtrado
d) Buenas Propiedades Lodo
e) Alta Eficiencia de Perforación
6.3.1.- Métodos de Control de Sólidos
6.3.1.1.- Dilución o Desplazamiento
a) Única manera a sacar todos los contaminantes (sin adición de
químicos).
b) Normalmente la manera de control de sólidos más costoso.
c) Ultimo opción en muchos casos.
6.3.1.2.- Dilución
a) Método común para controlar el contenido de sólidos.
b) La dilución no reduce el contenido de sólidos, este reduce su
concentración.
c) Dilución es costosa.
d) Cada barril de dilución, requiere de aditivos químicos para mantener
las propiedades del lodo.
e) Dilución crea exceso de lodo que finalmente debe ser desechado.
f) Sólidos no removidos por ECS debe ser diluido, para mantener
propiedades del lodo.
6.3.1.3.- sedimentacion
•Efectivo para sólidos grandes
•Requiere espacios grandes
6.3.2.- Partes del Control de Sólidos
6.3.2.1.- Zarandas (Shale Shaker)
El dispositivo separador más común es una zaranda, que contiene uno
o más tamices vibratorios que el lodo atraviesa a medida que circula
fuera del pozo. Las zarandas se clasifican en zarandas de movimiento
circular/elíptico o lineal.
6.3.2.2.- Desgasificadores
Una vez incorporado al lodo el gas asciende por el espacio anular y al
aumentar su volumen contribuye a disminuir el peso específico del
lodo, con los riesgos de descontrol consecuentes. Además el gas debe
ser eliminado porque de no serlo, al llegar a las bombas reducirá su
eficiencia.
Los desgasificadores se instalan inmediatamente después de la
zaranda, de manera que el lodo llegue a los separadores de sólidos
sin gas. Los desgasificadores son generalmente empleados:
• Separadores Gas-Lodo Altas presiones
• Desgasificadores al vacío Gas entrampado, el cual aparece
como espuma
6.3.2.3.- Desarenadores. (Desander)
Los desarenadores se componen de una batería de conos de 6 ó más
pulgadas. Aunque los desarenadores pueden procesar grandes
volúmenes de lodo por un cono único, el tamaño mínimo de partículas
que se puede remover está en la gama de los 40 micrones (con conos
de 6 pulgadas).
Diámetro cono 12”
Remueven sólidos entre 74 y 40 µ
Procesan entre 500 y 1500 gal/min, 35 psi y lodo de 9.0 lb/gal
Configuración Vertical o Inclinada
Se necesita usar desarenadores para impedir la sobrecarga de los des
limadores
6.3.2.4.- Des limadores (Desilters)
Para lograr la máxima eficiencia y evitar la sobrecarga del des limador,
todo el flujo debería ser desarenado antes de ser desalinizado. Los
hidrociclones des limadores procesan generalmente un gran volumen
de fluido y tienen un punto de corte preciso que es más conveniente.
Como la barita cae dentro del mismo rango de tamaños que el limo,
también será separada del sistema de lodo por un des limador. Por
este motivo, los des limadores se usan muy poco en los lodos
densificados de más de 12,5 lb/gal.
Los des limadores y desarenadores son usados principalmente
durante la perforación del pozo de superficie y cuando se usan lodos
no densificados de baja densidad.
6.3.2.5.- Limpiadores de lodo. Mud Cleaner
El limpiador de lodo es un dispositivo de separación de sólidos que
reúne un desarcillador y un dispositivo cribador. El limpiador de lodo
remueve los sólidos por medio de un proceso de dos etapas. Primero,
el fluido de perforación es procesado por el desarcillador. Segundo, la
descarga del desarcillador es procesada por una zaranda de alta
energía y de malla fina. Este método de remoción de sólidos es
recomendado para lodos que contengan considerables cantidades de
materiales densificantes o que tengan costosas fases de fluidos.
Un limpiador de lodo separa los sólidos perforados de tamaño de
arena del lodo, pero retiene la barita. Primero, el limpiador de lodo
procesa el lodo a través del des limador y luego separa la descarga a
través de una zaranda de malla fina. El lodo y los sólidos que pasan a
través de la malla (tamaño de corte variable según el entramado de la
malla) son guardados y los sólidos más grandes retenidos por la malla
son desechados.
6.3.2.6.- Bombas para los Fluidos de Perforación
Dentro de la industria petrolera el uso de las bombas para el sistema
de succión y descarga ha sufrido a lo largo de los últimos ha sufrido
grandes cambios, debido a las nuevas ideas sobre hidráulica en el
pozo, los fluidos de perforación optimizados para tareas especificas y
el desarrollo de nuevas tecnologías.
Podemos dividir el uso de las bombas en dos partes:
Sistema de succión
Sistema de descarga
6.3.2.6.1.- Bombas tipo Dúplex
La potencia de entrada en estas bombas esta en un rango de 190 a
1790 HP y su presión de trabajo puede llegar a los 5000 PSI.
6.3.2.6.2.- Bombas tipo Triplex
Tienen una potencia de entrada en el rango de 220 a 2200 y pueden
bombear hasta 1100 galones por minuto, su presión de trabajo puede
llegar a 7000 PSI.
6.3.2.7.- Tanque de Succión
El fluido de perforación es almacenado y mezclado en el tanque de
succión antes de retornar a las bombas de lodo para ser re circulado a
través del pozo.
6.4.- Generación de Recortes sólidos Base Aceite
Durante el proceso de construcción de pozos, se atraviesan diferentes
tipos de formaciones con el arreglo de perforación, dentro de esta
arreglo de perforación se encuentra el trepano, herramienta que se
emplea para perforar de acuerdo a las características y de las
formaciones que se pongan en contacto, el tipo de trepano a utilizar
dependerá de las formación a ser atravesada de dureza, abrasiva etc.
Que tiene la formación, consiguientemente el tamaño y cantidad de los
recortes generados dependerán del tipo de trepano utilizado y la
formación atravesada; el pozo debe ser limpiado aproximadamente
para prevenir que los recortes se acumulen en el espacio anular, lo
que podría causar un aumento en la torsión, arrastre, etc.
Debido a que los recortes son más pesados que el fluido de
perforación, son transportados fuera del pozo por el fluido en el
espacio anular, donde el efecto de gravedad tratara de hacer que los
recortes caigan hacia el fondo del pozo.
El lodo de perforación deberá ser diseñado para evitar los problemas
esperados en la perforación del pozo, entre las cuales señalamos;
inestabilidad del pozo, inhibición, lubricidad; estos lodos pueden
ocasionar diversas afectaciones al ambiente, y por lo tanto los recortes
que se generaron en la perforación del pozo con el lodo base aceite
quedan impregnados.
El dinero invertido en el control de sólidos y la solución de problemas
relacionados con los sólidos perforados, representa una porción
importante de los costos globales de perforación.
Una vez los recortes de perforación son transportados a superficie,
estos pasan por una serie de equipos de control de sólidos, los cuales
nos permiten clasificar a los sólidos por el tamaño que tienen, además
de tener la función de separar todo el fluido posible del recorte dejando
a este con menor humedad y listo para recibir un tratamiento
adecuado.
El primer equipo por la que pasa el fluido de perforación y los recortes
es: la zaranda, los tanques de asentamiento, los desarenadores, los
desarcilladores y la centrifuga.
6.5.- Descripción de los Tratamientos de Recortes Base Aceite
Una vez se han separado los sólidos, estos deben recibir un
tratamiento, los recortes que se encuentran impregnados con lodos
base aceite, para el caso del pozo ingre x-1 el estudio y análisis se
limitara al método: DESORCION TERMICA, LANDFARMING,
INCINERACIÓN.
6.5.1.- Desorción Térmica
La Desorción térmica es uno de los más utilizados para la restauración
de suelos contaminantes por la actividad petrolera.
Es un método para tratar la tierra contaminada con desechos
peligrosos calentándola a una temperatura de 90º C A 540ºC a fin de
que los contaminantes con un punto de ebullición bajo se vaporicen
(se conviertan en gases) y por consiguiente, se separen de la tierra (si
quedan otros contaminantes, se trata con otros métodos). Los
confinantes vaporizados se recogen y se tratan, generalmente con un
sistema de tratamiento de emisiones.
La Desorción térmica es diferente de la incineración la Desorción
térmica usa el calor de manera indirecta para separar físicamente los
contaminantes de la tierra.la incineración usa el calor de forma directa
para destruir los contaminantes.
Este es un método que se usa para vaporizar los contaminantes
orgánicos peligrosos y de esta forma separarlos de los materiales
sólidos a los cuales se encuentran adheridos o absorbidos.
Las principales operaciones del tratamiento son: manejo y
alimentación, Desorción térmica, condensación y separación,
tratamiento de humos y manejo de residuos sólidos.
En el proceso de Desorción térmica hay parámetros claves en la
operación: alta temperatura, calentamiento uniforme y mezclado que
facilitan la remoción de los compuestos orgánicos de hidrocarburos en
los recortes de perforación a hidrocarburos en forma vaporizada. Los
gases de combustión para el calentamiento pueden ser
proporcionados por una cámara de combustión o quemador.
6.5.1.1.- Descripción del Proceso
La unidad térmica hace uso del principio de transferencia de calor por
intermedio de un cilindro rotatorio, el cual es calentado externamente
por dos quemadores, los cuales generan la combustión entre el ACPM
(diesel) y el oxigeno, alcanzando temperaturas que garantizan la
evaporación de los líquidos presentes en el material a descontaminar.
Una vez evaporados los líquidos, estos son evacuados del cilindro por
medio de una bomba de vacío, estos vapores son enfriados,
condensados y enviados a un tanque de separación de fase agua-
aceite.
El material solido que sigue a lo largo del horno es procesado a una
temperatura tal, que garantiza la descontaminación del mismo y este
material es rociado con agua para evitar la polución de finos a la
atmosfera en su descarga final.
El proceso en general reutiliza todos los subproductos derivados de la
contaminación como son: aceite, agua, solido u otro material. El agua
recuperada se reutiliza como combustible para los quemadores y el
excedente se puede usar para el lodo, generando así un valor
agregado adicional, el material solido resultante tiene varias
aplicaciones, entre ellas está la fabricación de ladrillos, material para
relleno sanitario, material para relleno de piscinas, material para
construcción de carreteras, etc.
6.5.2.- Landfarming
Utiliza un tecnología de biodegradación que logra reducir en menos
tiempo de seis meses por debajo de 1% en peso, los aceites y grasa
contenido en los recortes de perforación impregnados con lodo ,
partiendo de concentraciones iníciales que oscilan entre el 10% y el
15% de diesel contenidos en los recortes antes de ser tratados.
Las normas bolivianas aceptan 10.000 mg/Kg que representa el mismo
porcentaje de aceptación para suelos de uso industrial/ comercial con
profundidad mayor a 1.5 m
6.5.3.- Incineración
La incineración busca destruir los residuos de toda índole, o bien
transformarlos en minerales de menor peligrosidad, reduciendo su
volumen; todo ello, en condiciones que prevengan o reduzcan la
liberación al medio ambiente de sustancias toxicas y a afectación de
los estratos ambientales (aire, agua y suelos), así como la generación
de cenizas que contengan sustancias toxicas, además de que
requieren una disposición adecuada.
7.- HIPOTESIS
Elección del método de Desorción térmica para el tratamiento de
recortes base aceite, reducirá el impacto generado hacia el medio
ambiente controlando la calidad de desechos contaminantes
expulsados, cumpliendo la reglamentación de parámetros
medioambientales establecidos por el RASH de la ley 1333 de Medio
Ambiente de Bolivia.
7.1.- Análisis de Variables
7.1.1.- Variable Independiente
Optima elección de un método para el tratamiento de recortes base
aceite.
7.1.2.- Variable Dependiente
Control de la cantidad de desechos contaminantes expulsados al
medio ambiente.
OPERACIONALIZACIÒN DE VARIABLES
CUADRO: Operacionalizaciòn de Variables
VARIABLE DEFINICIÓN
CONCEPTUAL
DIMENSION INDICADOR
Método de Desorción
térmica
Es un método para tratar
la tierra contaminada con
desechos peligrosos
calentándola a una
temperatura de 90º C A
540ºC
Características del ڱ
método de Desorción
térmica.
.Eficiencia ڱ
.Área de trabajo ڱ
Temperatura.
Compuestos orgánicos
Porcentaje (%)
Unidad monetaria ($)
Control de calidad de
desechos
contaminantes
expulsados al medio
ambiente
es el proceso de controlar
la acumulación de sólidos
indeseables en el medio
ambiente
Normas ڱ por el
RASH de la ley 1333
del medio ambiente.
Reglas
8.- MATRIZ DE CONSISTENCIA:
Elección del método de Desorción térmica para el tratamiento de recortes base aceite será aquella que reducirá el impacto generado hacia el medio ambiente controlando la calidad de desechos contaminantes expulsados
Propuesta del método de desorciòn térmica para el
tratamiento de recortes impregnados con lodo base aceite
generados en la perforación del pozo Ingre-X1.
Problema Objetivo Hipótesis
9.- DISEÑO DE LA INVESTIGACION
9.1.- Tipo de Estudio
El tipo de estudio aplicado es exploratorio en su inicio y luego
explicativo, utilizando un procedimiento cualitativo.
9.2.- Unidad de Análisis y Población
OBJETIVO UNIDAD DE ANALISIS POBLACION
Los recortes de perforación base aceite contienen contaminantes que pueden generar efectos negativos al medio ambiente, al utilizar el método adecuado para el tratamiento a los recortes impregnados base aceite se reduce el impacto al medio ambiente
Proponer un sistema de método para el tratamiento de recortes impregnados con lodo base aceite generados en la perforación del pozo ingre X-1, por la empresa MI SWACO
Daño al medio ambiente y riesgo a futuro a todos los seres vivos
Disminuir el impacto ambiental generado en la perforación del pozo Ingre-X 1.
Cumplir la reglamentación de parámetros medioambientales establecidos por el RASH de la ley 1333, ley de Medio Ambiente de Bolivia.
Provoca PermitiráPara
Proponer el método de
desorciòn térmica para
el tratamiento de
recortes impregnados
con lodo base aceite
generados en la
perforación del pozo
Ingre-X1, por la empresa
M-I SWACO.
Método para recortes con
lodo de base aceite
Método de
Desorción térmica
para el tratamiento
de recortes
impregnados con
lodo base aceite
9.4.- MUESTRA
Para reducir el impacto al medio ambiente por los recortes impregnados con
recortes impregnados con lodo base aceite la empresa M-I SWACO realizo el
método delphi que es un método que se puede utilizar para estructurar un
proceso de comunicación de grupo, para ocuparse de un problema complejo.
El método delphi se basa en el acercamiento del cuestionamiento dialectico
estableciendo una opinión o una visión que dieron un resultado positivo
(ver anexo 4), confirmando así el método de desorciòn térmica que
reducirá el impacto generado hacia el medio ambiente.
10.- TEMARIO TENTATIVO
El método de desorciòn térmica para el tratamiento de recortes
impregnados con lodo base aceite generados en la perforación del pozo
Ingre-X1, por la empresa M-I SWACO.P, disminuyendo el costo de la
empresa por el mal manejo de estos desechos y los perjuicios producidos al
medio ambiente
11.- CRONOGRAMA DE TRABAJO
DÍAS Y FECHAS HORA DE TRABAJO DESARROLLO DEL PERFIL DE
TESIS
(24 HORAS)
SÁBADO 5 DE NOVIEMBRE
DOMINGO 6 DE NOVIEMBRE
DE 6:00 DE LA TARDE. A 9:30 DE LA
NOCHE.
DE 9:00 DE MAÑANA A 12:30 DEL MEDIO
DÍA.
TITULO
MARCO TEÓRICO
BIBLIOGRAFÍA
LUNES 7 DE NOVIEMBRE DE 5:00 DE LA TARDE A 9:00 DE LA
NOCHE.
OBJETIVOS
SÁBADO 12 DE NOVIEMBRE DE 3:00 DE TARDE A 7:30 DE LA NOCHE. JUSTIFICACIONES
MIÉRCOLES 16 DE
NOVIEMBRE
DE 5:00 DE LA TARDE A 9:00 DE LA
NOCHE.
ALCANCES
VIERNES 18 DE NOVIEMBRE DE 3:00 DE LA TARDE A 9:00 DE LA
NOCHE.
HIPÓTESIS
SÁBADO 19 DE NOVIEMBRE DE 2:00 DE LA TARDE A 6:00 DE LA TARDE. MATRIZ DE CONSISTENCIA
LUNES 21 DE NOVIEMBRE DE 6:00 DE LA TARDE A 3:00 DE LA
MAÑANA.
*DISEÑO DE INVESTIGACIÓN.
*TEMARIO TENTATIVO.
*PRESUPUESTO.
MIÉRCOLES 23 DE
NOVIEMBRE
DE 11:00 DE LA NOCHE A 1:30 DE LA
MAÑANA
CRONOGRAMA DE TRABAJO.
JUEVES 24 DE NOVIEMBRE DE 7:30 DE LA MAÑANA A 7:45 DE LA
MAÑANA.
IMPRESO Y ANILLADO
12.- PRESUPUESTO
Los costos del tratamiento elegido esta en base a la cantidad de recortes que
serán tratados, en costos de tratamiento por tonelada de recortes es de
200$/ ton, por el método de desorciòn térmica, este costo incluye el pago del
personal requerido para el manejo de ese equipo que consta de 4 técnicos, 2
supervisores y 2 supervisores especializados.
12.1.- CUADRO: COSTOS DE LOS MÉTODOS
Nº COSTOS Y DATOS DESORCION
TERMICA
($US)
LANDFARM
ING($US)
NCINERACION($US)
1 COSTOS TRANSPORTE EQUIPO 120.000 0 120.000
2 MONTAJE EQUIPO 15.000 0 100
3 COSTOS DE MANTENIMIENTO 600 550 800
4 TIEMPO DE OPERACIÓN 3 MESES 5 MESES
5 RETRO EXCAVADORA 38.080 87.600 38.080
6 COMBUSTIBLE 0 24.960 25.960
7 COSTO TRATAMIENTO DE
PROCESO
300.000 36.000 300.000
8 INSTALACION DE CELDA 0 12.000 0
9 ANALISIS ANALITICO 0 8.400 0
10 COSTO NUTRIENTES 0 7.000 0
11 COSTOS MOTOCULTIVADOR 0 0 0
12 PERSONAL 0 16.200 0
13 COSTO MOTOBOMBA 0 20.075 0
14 COMPRA DE TERRENO PARA
CELDA
0 80.000 0
15 REMEDIACION POR INCIDENTES 0 0 0
TOTAL 473.680 292.785 485.840
12.2.- CUADRO: BENEFICIOS DE LOS METODOS
BENEFICIOS DESORCION
TERMICA ($US)
LANDFARMING
($US)
NCINERACION
($US)
SALUD 200.000 100.000 150.000
SUELO 300.000 100.000 300.000
TOTAL 500.000 200.000 450.000
12.3.- CUADRO: BENEFICIOS/COSTOS
DESORCION TERMICA LANDFARMING NCINERACION
1.06 0.68 0.92
como se puede observar en el cuadro , las relaciones beneficios / costos de
los diferentes métodos nos muestran que la desorciòn térmica es un método
viable porque el valor obtenido es mayor a uno el cual nos dice que la
desorciòn térmica es la mejor solución en términos financieros debido a los
beneficios que se tendrán con relación al costo.
13.- BIBLIOGRAFIA
www.miswaco.com . “fluidos de perforación”.
www.miswaco.com . “equipos de control de sólidos”
www.bakerhughes.com .
www.smithbits.com .
fluidos de perforación “Ing. Mario Mamani”
Geología del petróleo “José Jorge Antonio Téllez Sasamoto Ing.
geólogo petrolero.”
metodología de la investigación “Ing. Cnel. DAEN. Federico Apaza
López.”
www. empresa M-I SWACO.P.com.
Propuesta del método de Desorciòn Térmica para el Tratamiento
de Recortes Impregnados con lodo Base Aceite Generados en la
Perforación del Pozo Ingre-x1
INTEGRANTES: Franz Gustavo Vargas Mamani
Yobana Lucy Aruni Quispe
CÓDIGO: A10553-8
A10559-7
DOCENTE: Ing. Cnel. DAEN. Federico Apaza López.”
24 de noviembre del 2011
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