7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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TEMA
DIMENSIONAMIENTO DE UN
SISTEMA DETRATAMIENTODE AGUA DE FORMACINPREVIO A SU DISPOSICIN
PARA UN CAMPO EN ELORIENTE ECUATORIANO
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OBJETIVO
Tratar y reinyectar el agua de formacin aun acufero especfico de desecho.
Minimizar los impctos ambientales.
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RESUMEN
El presente trabajo cubre el diseo de unsistema de tratamiento de agua deformacion.
Enfocado a un volumen de 4500 BAPD
En su primera parte se revisan losfundamentos teoricos de la quimicabasica.
La formacion de escalas, el control de
corrosion. Posteriormente revisamos las
regulaciones nacionales en lo querespecta al agua de formacion
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Se realiza los anlisis de las muestras deagua de formacin
Luego, realizamos el debidodimensionamiento de los equpos delsistma
Para finalmente recomendar unmonitoreo del sistma y los costos delproyecto.
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INTRODUCCIN
Actualmente se esta manejando 1222BAPD. Esta agua de formacin es altamente
txica.
Incrememtos estimados para el 2010seran de 4500 BAPD. Las regulaciones nacionales impiden
desechar el agua de formacin al medio
ambiente. Con lo cual se hace imprescindible el
dimensionamiento de un sistma detratamiento de agua de formacin para la
reinyeccin.
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Hay que realizar los analiisis previos delas muestras de agua.
La formacin de posibles escalasproducto de los iones presentes en el
agua de formacin . Realizar un debido control de corrosin Esto se puede lograr con un debido
tratamiento qumico Con lo cual se mantendra el sistema
ntegro
Con la finalidad de preservar los equipos
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Al final se recomienda monitorear elsistema para lograr la doscificacinexacta.
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CAPITULO1
Revisin de los conceptos qumicos bsicos Elementos.- Son sustancias que no pueden
ser qumicamente descompuestas para dardos o ms sustancias simples. Mezclas.- Estan compuestas de dos o ms
sustancias la cual retienen sus propiedades.
Iones.- Se define a un atomo o grupos deatomos que contienen carga elctrica, a suvez se divide en Catin y Anin
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Acidos.-Son sustancias capaces de liberariones hidrogeno en un reacci
nqumica; se
disocian cuando se disuelven an agua.Ejem:
HNO3 H+ + NO3-
Bases.-
Son sustancias capaces de aceptariones hidrogeno en una reaccinquimica;ellos se disuelven en agua para forman ioneshidroxidos.Ejem:
NaOHNa+ + OH-
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Soluciones.- Son mezclas homogeneas dedos o mas sustancias, el agua contiene
impurezas disueltas el cual existen comoiones.
Los gases disueltosmas comunes son O2
CO2 y H2S, las cuales aumentan la corrosin. Los gases: CO2 y H2S se ionizan cuando se
disuelven en agua:
CO2 + H2O H+ + HCO3-H2S + H2O H+ + HS- + H2O
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CO2y H2S, son conocidos como gasescidos.
pH.- Es el log. del reciproco de laconcentracin del ion hidrgeno expresadoen moles/litro.
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MUESTREO YANALISISDEL
AGUA DE FORMACIN Uno de los puntos de interes en el manejo
del agua es muestrear y determinar la
composicin.
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ANALISIS DE AGUAS ENCAMPOS
PETROLEROS Ciertas propiedades del agua cambian
rpidamente despues del muestreo.
Otras propiedades seran mas establespor varias horas y otras lo sernindefinidamente.
La elevacin del pH puede resultar enformacin de escalas de CaCO3.
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Bacterias en la muestra pueden comenzara multiplicarse dentro de pocas horas o
comenzar a morir. Si la muestra contiene hierro disuelto,
expuesto al oxgeno atmosfrico, resultar
en la formacin de hierro debido a lareaccin con el Oxgeno. Dada por lasiguiente reaccin:
4Fe++ + 10H2O + O2 4Fe(OH)3 + 8H-
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PROPIEDADES FSICAS Y
QUMICAS Las propiedades fsicas y qumicas en
estado puro son:
Propiedades fsicas son:1. Solido, liquido y gaseoso2. Densidad= 1gr/cc Propiedades quimicas son:1. Reacciona con los xidos cidos2. Reacciona con los metales3. Reacciona con los no metales
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CONSTITUYENTESYPROPIEDADES PRIMARIASEs de principal interes los iones y
propiedades fsicas, las cuales resultan enla depositacin y corrosin.
Cationes Sodio es el mayor constituyente en el agua
de formacin; no crea mayores problemas. El in Calcio, es el mayor constituyente en
aguas muy concentradas. Iones de magnesio, estan presentes en
concentraciones muy bajas.
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El hierro natural,en aguas de formacin esusualmente bajo y su presencia indicacorrosin.
Bario, es importante por su capacidad decombinar con el in sulfato.
Estroncio, puede combinarse con sulfatospara formar escalas de sulfato de estroncio.
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ANIONES
El in cloruro, su mayor fuente es el NaCl El in sulfato, es un problema porque tiene
la facultad de combinarse con Ca, Ba, Sr.Ademas sirve como sustancia alimenticiapara las bacterias sulfatos reductoras.
El in bicarbonato, reacciona con Ca, Mgpara formar escalas insolubles.
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OTRASPROPIEDADES
El pH,es muy importante, la solubilidad delCaCO3 y los compuestos de hierro dependendel pH.
Cuando el pH disminuye, la solucin setorna cida, la tendencia a formar escalasdisminuye, pero aumenta la corrosin.
Ambos gasesH2S y CO2son cidos quetienden a bajar el pH.
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La presencia de bacterias, puede resultaren corrosin y/o obstruccin.
La cantidad de slidos suspendidos, esuna medida de obstruccin.
Turbidezes una medida del grado de
nubosidad del agua.
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Presencia de sulfatos, aumenta lacorrosividad y estan presentes como unamezcla de HS-.
La presencia de petrleo suspendido, baja
la inyectividad. La temperaturadel agua afecta la tendencia
de la escala, pH y la solubilidad de los gasesen el agua.
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PROCESOS DE TRATAMIENTO
DEL AGUA DE FORMACIN
1. El agua de produccin que sale del
tanque de lavado, entra al tanque depulido, para luego ingresar al filtro, unavez filtrada entra al tanque deAlmacenamiento para finalmente ser
Reinyectada.
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TRATAMIENTO QUMICO
Los tratamientos qumicos pueden ser:Biocidas, floculantes,inhibidores de
corrosin, antiescala, detergentes, etc. La solubilidad del inhibidor es
importante
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FORMACIONES DE ESCALAS
Ciertas combinaciones de estos ionesson compuestos las cuales tienen muy
poca solubilidad en agua. La presencia de slidos permaneceran
en solucin o podrn precipitar.
La dificultad varia con el tipo deobstruccin.
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Nombre
Formula qumica Variables Primarias
-Carbonato de Clcio CaCO3 Presin Parcial de CO2, pH,Temperatura, Presin Total, Slidos
disueltos Totales.
Sulfato de Clcio
-Yeso ( el mas comn)-Hemi Hidrato
-Anhidrita
CaSO4 . 2H2OCaSO4 . H2O
CaSO4
Temperatura, Slidos DisueltosTotales, Presin
-Sulfato de Bario BaSO4 Temperatura, Slidos DisueltosTotales, Presin
-Sulfato de Estroncio SrSO4 Temperatura, Slidos DisueltosTotales, Presin
Compuestos de Hierro-Carbonato Ferroso
-Sulfuro Ferroso-Hidrxido Ferroso-Hidrxido Ferrico
-Oxido Ferrico
FeCO3FeS
Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3
Gases disueltos, Corrosin.Temperatura, Presin, pH
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ESCALAS COMUNES
Carbonato de clcio ( CaCO3 ), puedeestar formada por la siguiente reaccin:(Ver Tabla 5).
Ca++ + CO3= CaCO3Ca++ + 2 ( HCO3 )- CaCO3 + CO2 + H2O
Efecto de la presin parcial del CO2, lapresencia del CO2 incrementa la
solubilidad del CaCO3 en el agua.CO2 + H2O H2CO3
H2CO3 H+ + HCO3-HCO3- H+ + CO3=
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SULFATO DE CALCIO
La precipitacin de CaSO4 resulta de:Ca++ + SO4= CaSO4
La precipitacin puede incrementar con: El incremento de la temperatura La disminucin de sales disueltas
La disminucin de la presin Total El aumento del pH.
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SULFATO DE BARIO
Es el menos soluble de las escalas yresulta de:
Ba++ + SO4=
BaSO4 La mayora de escalas CaSO4 contienen algo de
sulfato de estroncioLa precipipitacion puede Incrementar con: La disminucin de la temperatura La disminucin de sales disueltas La disminucin de la presinTotal A medida que el PH aumenta.
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COMPUESTOS DE HIERRO
Pueden estar naturalmente presentes oser el resultado de la corrosin.
CO2 , puede reaccionar con el Fe yformar carbonato de hierro. Arriba del pH de 7.0 son mas probables
su formacin. H2S, forma sulfuro de hierro el cual es
bastante insoluble.
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TECNOLOGA DEL
PROCESAMIENTO DEL AGUA Las aguas de produccin son procesadas
para remover gases disueltos, partculassuspendidas o aceite disperso.
Exclusin de Oxgeno, capa de gas entanques de almacenamiento, bombas,
sellos, cabeza neta positiva desuccin.etc.
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SISTEMAS DE REINYECCIN DE
AGUAEl sistema de reinyeccin tiene tresobjetivos desde el punto de vista
operacional. Entregar agua de mejor calidad al pozo de
reinyeccin. Prevenir obstrucciones y depositaciones. Prevenir la corrosin de equipos de
superficie y de subsuelo.
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TIPOS DE SISTEMAS DE
TRATAMIENTO DE AGUAS DEPRODUCCIN
Los tratamientos de sistmashistoricamente han sido abierto ycerrados.
Un sistema cerrado ha sido diseado paraexcluir el oxgeno, mientras que unsistema abierto no excluye el oxgeno.
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PISCINAS DE SECADO
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SISTMAS DE DESECHOS DE
AGUAS Existe el desecho superficial y el desecho
sub-superficial.
El desecho superficial se lo hacenicamente en el mar, prvio altratamiento.
El desecho Sub-superficial se lo debe
realizar en campos costa adentro.
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CORROSIN
Es el deterioro de un metal por reaccincon su ambiente.
La tendencia de los metales refinados avolver a su estado original por reaccincon su ambiente.
El resultado puede ser huecos en las
paredes de tanques, lineas o ruptura deequipos.
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LA CORROSION REQUIERE
ENERGIA Los metales que se encuentran en la
naturaleza estan en forma de xidos
metlicos o sales. Requieren de gran cantidad de energia
para su refinamiento.
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PROCESOS DE CORROSIN
La corrosin es un procesoelectroquimico.
La fuente de energia es elmovimiento de electrones.
Adems de la fuente de voltage debe
de existir un circuito elctricocompleto que consta de:
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Anodo, es la porcin del metal que secorroe.
Fe Fe++ + 2e Ctodo, es la porcin del metal que no se
corroe pero se da otra reaccin.
2 H + + 2e H2 El electrolito, es el agua de formacin. Conductor electrnico, el anodo y el catodo
deben estar conectados por algo queconduzca electrnes, en este caso lasuperficie metalica
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CELDA DE CORROSIN
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FACTORES QUE AFECTAN LA
CORROSIN Efecto de la composicin del metal. Efecto de la composicin del agua.
Conductividad del agua. La corrosin causada por el CO2 se
denomina corrosin dulce.CO2 + H2O H2CO3
La corrosin por H2S disuelto sedenomina corrosin amarga y causapicaduras en el metal.
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EFECTO DE ALGUNAS
VARIABLES FSICAS Incrementos de Temperatura aumentan el
indice de corrosin.
Incrementos de presin aumentan lacorrosividad.
Velocidades tan altas resultan la erosindel metal
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FORMAS DE CORROSIN
Corrosin Uniforme Corrosin Galvnica
Celdas de Concentracin Corrosin por Erosin Corrosin Microbiolgica, la mayor
contribucin para las bacterias es laproduccin de H2S.
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CAPITULO 2
Problemas actuales en un campo en elOriente Ecuatoriano.
Actualmente el campo consta desiete pozos de petrolo, de loscuales seis estan en produccin yuno esta cerrado por su alto BSW.
A continuacin se muestra lascurvas de prediccin del campo
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INCREMENTO PROMEDIO DEL BSW POR AO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
AO
BSW
(%)
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FORMACIN RECEPTORA DEL
AGUA DE FORMACIN El terciario en el Ecuador est
representado por la formacin
tiyuyacu, cuyo espesor esaproximadamente 250 m La reinyeccin de la agua se la
realizara en pozos abandonados.
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DATOS PETROFSICOS
TIYUYACU
Permeabilidad ( K ) 300 md
Porosidad 18%
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PROGRAMA DEREACONDICIONAMIENTO Y
COMPLETACIN Si el pozo tiene pescado y las
arenas productoras se encuentran
aisladas Se determina la calidad del cemento
en el conglomerado Tiyuyacu. Se registra el casing para conocer el
estado del mismo. Se perfora el intervalo Tiyuyacu. Se completa el pozo.
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Si el pozo no tiene pescado y las
arenas productoras se encuentranaisladas Se aslan con tapones de cemento o
de hierro fundido CIBP las arenas
productoras Se determina la calidad del cemento
en Tiyuyacu.
Se registra el casing para conocer elestado del mismo. Se perfora el intervalo Tiyuyacu Se completa el pozo.
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COMPLETACIN Concluidos los trabajos para acondicionar
Tiyuyacu, se completa el pozo bajando lacompletacin siguiente:
3, EUE, un tubo 7 x 3, Empacadura 3 , EUE, un tubo 3 , EUE, camisa SI;SI 3 , EUE, tubera hasta superficie. Asentar empacadura Instalar cabezal La empacadura se asienta a +/- 100 pies
sobre el ultimo disparo superior detiyuyacu.
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ASPECTOS AMBIENTALES
Toda estacin de produccin dispondrande un sistema de tratamiento resultante delos procesos.
Las aguas de produccin deberan sertratadas y luego reinyectadas.
La formacin receptora debe estar
separada de formaciones de agua dulcepor estratos impermeables.
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ASPECTOS TCNICOS YECONMICOS DE UN
TRATAMIENTO ACTUAL Incluye la inversin total en equipos nuevos que
se requieren para cumplir el objetivo.
Se incluyen costos por conexiones, sueldas,instrumentacin, personal para montaje.
Costos operativos, costos referentes atratamiento qumico, operacin mantenimiento de
filtros, y sistema cerrado. Operacin y mantenimiento de undades de
bombeo
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CAPITULO 3
El agua producida puede ser usada ydesechada de la siguiente manera.
Puede ser usada en un proyecto derecuperacin secundaria. Puede ser reinyectada a formaciones
subterrneas, para desecho.
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DIMENSIN DE UN SISTEMA
CERRADOSe dimensionara un sistema cerrado deacuerdo a las siguientes ventajas
Minimizar la tendencia a formar escala, yaque disminuye el desprendimiento deCO2.
Disminuye la cantidad de solidos en el
agua de formacin.
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Disminuye la actividad corrosiva del aguade formacin.
Minimiza el desarrollo de colonias debacterias aerobicas.
Evita la precipitacin de los productos demetabolismo de las bacterias anaerobicas,sulfatos reductoras.
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CARACTERIZACIN DEL FLUIDO
A TRATARSE Se realizan los respectivos analisis donde
se establecen ciertas propiedades fsicas,qumicas y bologicas.
Entre las mas importantes tenemos:dureza, alcalinidad, slidos disueltos,slidos en suspensin, contenido de
petrleo, presencia de iones disueltos,turbidez, contenido de hierro disuelto
NOMOGRAMA pH DE
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NOMOGRAMA pH DESATURACIN
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Propiedades Unidades M#1 M#2 M#3 M#4 M#5 M#6 LimitesPermiscibles.PH - 6.89 6.80 6.9 6.88 6.85 6.93 6.5
9.5
Temperatura C 27.90 28.50 27.60 28.10 26.80 27.5 -
Densidad delagua
g/cc a24C
1.0042 1.0086 1.006 1.0067 1.0015 1.0048 -
Turbidez NTU 39.0 36.0 43.0 40.0 38.0 45.0 20.0
Conductividad umhosxcm
1000.0 1100.0 1300.0 1350.0 950.0 1300.0 400.0
Slidos Disueltos Ppm STD 670.00 680.00 681.00 671.00 660.00 683.00 500.0
SlidosSuspendidos
Ppm STS 16.80 16.00 20.00 19.00 17.00 21.00 50.0
Slidos Totales ppm ST 686.8 696.0 701.0 690.00 677.00 704.00 -
Alcalinidad Total ppmCaCO3
600.00 670.00 610.00 615.00 612.00 618.00 750 .0
Alcalinidad
Fenolftaleina
ppm de
CaCO3
0 0 0 0 0 0 -
Dureza Total ppm deCaCO3
600.00 670.00 700.00 650.00 750.00 550.00 300.0
Dureza Calcica ppm deCaCO3
500.00 540.00 600.00 520.00 600.00 450.00 300.0
DurezaMagnesica
ppm deCaCO3
100.00 130.00 100.00 130.00 150.00 100.00 -
Calcio ppm deCa ++
120.00 130.00 110.00 120.00 115.00 105.00 70.0
Magnesio ppm deMg ++
40.00 41.00 40.00 39.00 40.00 41.00 30.0
Cloruros ppm Cl- 1850.0 1900.0 1950.0 2100.0 1800.0 1950.0 250.0
CO2 % 4 6 6 3 5 4 -
Sulfatos ppmSO4=
5.00 6.00 7.00 6.00 9.00 10.00 200.0
pH Saturacin - 6.37 6.27 6.27 6.38 6.19 6.41 -
ndice deSaturacin
- +0.52 +0.53 +0.63 +0.5 +0.66 0.52 -
Aceite en Agua ppmAceite
42.0 46 50 48 50 43
Hierro ppm 0.32 0.28 0.3 0.42 0.09 0.29 0.05 -0.3
Tendencia delAgua Incrustante Incrustante Incrustante Incrustante Incrustante Incrustante
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TRATAMIENTO QUIMICO DEL
AGUA DE PRODUCCIN Los qumicos son aplicados en estado
lquido, de acuerdo a la cantidad deagua que manejamos, conjuntamentecon tcnicos en quimicos realizamos ladoscificacin.
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TRATAMINTO QUMICO
TRATAMIENTO QUIMICO USO MARCA CONSUMOGAL/DIA
COSTOSGAL/MES
$
ANTICORROSIVOS INHIBIDOR DECORROSION
P -1106 4 960
ANTIESCALA INHIBIDOR DE ESCALA MX - 452MX - 592
7 947.7
SURFACTANTEDETERGENTES
DETERQUIM DT - 272 5 1200
FLOCULANTES POLIELECTROLITO MAGNAFLOC
1597
6 1542
BACTERICIDA BIOCIDA BAC - 91BAC - 93BAC - 95BAC - 98
7 2730
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INHIBIDORES DE CORROSION
Inhibidores de corrosinactan formandouna pelcula en las paredes del los
equpos, evitando que los slidos seadhieran a las mismas y corroa losequpos.
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ANTIESCALA
Son importantes para el control deincrustaciones.
Las incrustaciones mas comnes que sepresentan son: CaCO3, BaSO4, CaSO4
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BIOCIDAS
Los Biocidas tienen una aplicacinimportante dentro del control qumico delagua de produccin.
Controlan las bacterias sulfato -reductoras.
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SURFACTANTES
Tienen como funcin lavar los solidos eimpedir que se aglomeren.
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FLOCULANTES
Tienen la funcin de unir a los slidospara que precipiten al fondo del tanque yde esta manera reducir la cantidad deslidos en suspensin.
DIMENSIONAMIENTO Y
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DIMENSIONAMIENTO YSELECCIN DE EQUPOS DEL
SSTEMA
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TRAMO A Considerando las caidas de Presin
tenemos: Por la Ec. Hanzen y Williams P = L ( qw / 15.2*C*d exp.2.63 ) + 0.4331 h V = 0.408 qw/d exp. 2 Para este segmento tenemos Tabla 14
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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D ( pulgadas ) P ( psi ) V ( pies / seg )
4 9 19
6 1.2 8
8 0.31 4.6
10 0.1 2.9
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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DIMENSIONAMIENTO DELTANQUE DE PULIDO
Tenemos un volmen proyectado de 4500BAPD, dimensionamos un tanque cuyacapacidad sea para cuatro dias, 18000 Bls.
El rea del tanque de pulido ser: Atp = Vtp / htp Atp = 3369 pies cuadrados, El dimetro del tanque de pulido ser : Dtp = (4* Atp/ 3.14 ) Dtp = 66 pies,
Suponiendo una altura de 30 pies.
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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DESCRIPCION APROXIMADADEL SISTEMA DESDE LASALIDA DEL TANQUE DE
PULIDO HASTA LA ENTRADAAL TANQUE DE
ALMACENAMIENTOTABLA 15
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TRAMO B LONGITUD ( pies )
TuberaVlvula checkCodo 90 radio corto
5327
TOTAL 44
TRANO C LONGITUD ( pies )
Tubera
Codo 90
radio corto
10
7
TOTAL 17
TRAMO D LONGITUD ( pies )
TuberaCodo 90 radio corto
107
TOTAL 17
TRAMO E LONGITUD ( pies )
TuberaVlvula checK
Codo 90 radio corto
5327TOTAL 44
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TRAMO F LONGITUD ( pies )
Vlvula checkTubera
Codo 90 radio corto
3257
TOTAL 44
TRAMO F LONGITUD ( pies )
Tubera 2
TRAMO H LONGITUD ( pies )
Tubera
Vlvula checkCodo 90 radio corto
3
327
TOTAL 42
TRAMO I LONGITUD ( pies )
TuberaCodo 90 radio corto
407
TOTAL 47
DIMENSIONAMIENTO DE LA
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DIMENSIONAMIENTO DE LATUBERIA PARA LOS TRAMOS B-
C-D-E-F
Aplicando Hansen y Williams, tenemos:
P = 168 ( 9.86 / d exp 2.63 ) exp 1.85+ 2.25, V = 213.8 / d Tabla 16
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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d ( pulgadas ) P ( pies ) V( pies / seg. )
4 15.8 13.4
6 4.1 5.9
8 2.75 3.3
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TRAMO J LONGITUD ( pies )
Tubera
Codo 90
radio corto
30
7
TOTAL 37
TRAMO K LONGITUD ( pies )
Tubera 3
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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FILTRACIN
El xito de la operacin del filtro requierede dos pasos.
Filtracin.- Los slidos suspendidos y lastrazas de petrleo deberan ser removidosdesde el agua.
Retrolavado.- Los slidos suspendidos y las
trazas de petrleo deberan ser removidosdesde el filtro.
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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FILTROS CASCARAS DE NUEZ
Filtro de tipo descendente con lechofiltrante en el fondo.
Tiene una base de grava que sirve desoporte.
Volmenes de retrolavado deben ser el 1%del volmen filtrado.
Tiempo minimo de 15 minutos para elretrolavado. Operan hasta que tengan una caida de
presin de 35 Psi.
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CARACTERISTICAS PARA ELDIMENSIONAMIENTO DEL FILTRO
Volmen de la planta: 4500 BAPD
Nmero de filtros: 1 Tipo de Flujo: Descendente Tipos de Filtros: A presin
Tipos de Medio Filtrante: Cascara de Nuez
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DIMENSIONES DEL FILTRO
Area deCada Filtro:Af = 8.751 ft 2
Dimetro de cada Filtro:Df = 3.35 ft Estos Filtros tienen una altura de: 5 ft.
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DIMENSIONAMIENTO DETUBERIA TRAMOS H,I,J,K
Aplicando Hansen y Williams, tenemos:P = 168 ( 9.86 / d exp 2.63 ) exp 1.85
+ 2.25, V = 213.8 / d Tabla 17
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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d ( pulgadas ) P ( pies ) V( pies / seg. )
4 15.8 13.4
6 4.1 5.9
8 2.75 3.3
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DIMENSIONAMIENTO DELTANQUE DE ALMACENAMIENTO
Colocamos un tanque cuyo volmensea de 18000 BAPD
Suponemos una altura de 30 ft El tanque tendra un rea de 3369 ft2 y
un dimetro de 66 pies
CLCULO DE LA PRESIN QUE
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CLCULO DE LA PRESIN QUEENTREGA EL TANQUE DE
PULIDOAltura del tanque= 30 pies
Presin atmosfrica= 33.1 pies Presin capa de gas= 0.43 pies
Presin de vapor= 1.3 pies
El NPSHD tp= 64.8 pies ( 29 psi )
SELECCIN DE BOMBAS
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SELECCIN DE BOMBAS
GOULDS Modelo: 3656 / 3756 Grupo S
2900 rpm
Tamao: 1 x 2-8 Eficiencia: 66%
NPSHR: 9 Pies
Motor: 6 Hp
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RETROLAVADO
Para el retrolavado utilizamos la mismabomba por razones econmicas
La capacidad del tanque de retrolavadoser de 200 bls.
DIMENSIONAMIENTO DE LA LNEA DE
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SALIDA DEL TANQUE DEALMACENAMIENTO HASTA LA
BOMBA DE ALTA PRESIN
L= 300 pies
Qw = 18000 bls C = 120 h = 0
P = 129 ( 9.86 / d exp 2.63 ) exp. 1.85+ 2.25,
V = 213.8 / d Tabla 18
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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d ( pulgadas ) P ( pies ) V( pies / seg )
4 24.3 13.6
6 3.4 5.9
8 0.83 3.3
DIMENSIONAMIENTO DE LA
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DIMENSIONAMIENTO DE LALNEA DE ALTA PRESIN AL
POZO REINYECTORAplicando la ecu. 3.1 tenemos:
h=300 pies
Qw= 4500 bls C=120
L=4500 pies
P = 4500 ( 9.86 / d exp 2.63 ) exp. 1.85 +130
V = 53.5 / d Tabla 19
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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d ( pulgadas ) P ( pies ) V( pies / seg )
4 135 3.3
6 130.7 1.48
8 130.1 0.9
SELECCIN DE BOMBA
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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SELECCIN DE BOMBA
BOOSTERAntes de la bomba de alta presin hay
que colocar una bomba booster de las
siguientes carctersticas. Modelo: 3136
Tamao:2x3-6
Motor elctrico: 7.5 Hp rpm: 3450
PROCEDIMIENTO PARA
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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PROCEDIMIENTO PARACALCULAR LA PRESIN DE
DESCARGA BAPD= 4500 Profundidad = 7300 pies Tubing = 3 S.G = 1.03 K = 300 md h = 60
p = Pi 2300 uw = 1,1 Krw = 0,15 rw = 0,14
re 1053 i
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re = 1053 pies Kro = 0,5
uo = 3 r = 351 pies Aplicando la ecuacin de Darcy Tenemos: qw =( 7.07 x 10 exp.3 khp) / [uw/krw* ln(r / rw) +
uo/kro*ln(re/R)] qw = 1.68*(Pi 2300) Pi = qw / 1.68 + 2300 WHP = BHP ( 7300 ) ( 0,43 )( 1,02 ) + 170 WHP = BHP 3032 Pd=WHP + PF Tabla 20
CALCULO DE LA PRESIN DE
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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CALCULO DE LA PRESIN DEDESCARGA
qw BHP WHP Pd
1200 3014 - 18.0 112.0
2000 3290 258.0 388.0
2500 3537 505.0 635.0
3000 3785 753.0 883.0
3500 4032 1000.0 1130.0
4000 4280 1258.0 1388.0
4500 4527 1495.0 1625.0
5000 4775 1743.0 1873.0
SELECCIN DE LA BOMBA DE
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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SELECCIN DE LA BOMBA DEALTA PRESIN
El sstema contiene una bomba centrifugamultietapa colocada horizontalmentemontada sobre un Skid para nuestra
aplicacin El Impeller y los difusores estan hechos
de materiales resistentes El sstema es conducido por un motor a
pistn con velocidades variables Estan hechas para trabajar en todos tipos
de climas
PARAMETROS A CONSIDERAR
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PARA SELECCIONAR LA BOMBA
El calculo aproximado de la presinde des carga.
Volmen inicial y proyectado del campo
Seleccionamos GC 4100 con lassiguientes caracteristicas:Flujo: 4500 BAPDCabeza: 970 psi
BHP: 11360 Hz, 3575 rpm
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Seleccionamos GC 1150 con las
siguientes caractersticas:Flujo:1200 BPD
Cabeza : 970 psi
BHP : 37.84
Frecuencia : 60 herz
Eficiencia : 52.3 %3575 rpm insertar curvas
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MONITOREO Y ANALISIS DE
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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MONITOREO Y ANALISIS DERESULTADOS
Para mantener el sstema en optimascondiciones recomendamos el siguientemonitoreo.
Analisis Fsico-Qumicos del agua deformacin
Monitoreos de control de escala:-Cupon de escala- Inspeccion visual
Termografia infraroja
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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- Termografia infraroja
- Incrementos en caida de presin
- Inyectividad disminuida
Tcnicas de monitoreos de corrosin
- Cupones de corrosin, estos miden lacorrosividad del sstema, el tipo dematerial, y el inhibidor adecuado
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TIPOS DE CUPONES
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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MEDICIONES NECESARIAS
Turbidez Hierro total Solidos totales
Petrleo en agua Bacterias totales pH Dureza
Alcalinidad Temperatura Tendencia del agua
COSTOS DEL PROYECTO
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COSTOS DEL PROYECTOCostos Tangibles Valor USD
Instalacin de Equipos 20.000
Instalacin de Tubera 15.000
Reacondicionamiento del pozo 300.000
Adquisicin de Bombas de Transferencia(Booster)
20.000
Bombas Centrfugas Horizontales Centriliftcon motor electrico
165.000
Vlvulas, medidores y accesorios, etc 50.0000
Adquisicin de tubera, cd. 80 50.000
Tanques 300.000
Contingencias 40.000
Imprevistos 80.000
Total 1.040.000 dlares
CONCLUSIONES
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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CONCLUSIONES Se ha diseado un sstema bsico de
tratamiento de agua de formacin De los anlisis realizados se concluye que
la tendencia del agua es incrustante Para caudales de 1200 y 4500 barriles
seleccionamos las siguientes bombas- GC 1150 47 etapas- GC 4500 53 etapas
Para el dimensionamiento de las lineas seuso la ec. Hanzen-Williams, por ensayo yerror
El agua de formacin debe disponer de
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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El agua de formacin debe disponer deun tratamiento qumico, que permita
tener bajo control los parmetros decorrosin, escala y depositos decolonias para luego reinyectarla,
RECOMENDACIONES
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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RECOMENDACIONES El diagrama de flujo, ser objeto de
anlisis por los tcnicos especializados,con el fin de llegar a un sstema precisode configuraciones de tuberias, vlvulas ydemas accesorios a instalarse en la
planta. Es recomendable que el sstema de
tratamiento sea cerrado Los filtros deben ser probados en sitio
para observar su efectividad Monitoreo de los puntos de inyeccin de
qumicos
Toda agua de formacin de cualquier
7/31/2019 DIMENSIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE FORMACIN PREVIO A SU DISPOSICIN
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Toda agua de formacin de cualquiercampo debe ser reinyectada en su
totalidad