el agua de formación es uno de los tres fluidos presentes en elreservorio

7/26/2019 El Agua de Formacin Es Uno de Los Tres Fluidos Presentes en Elreservorio

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El agua de formacin es uno de los tres fluidos presentes en elreservorio. Esta agua

siempre es producida con el petrelo y con el gas. Este fludoes muy txico debido a

su alto contenido de sodio. El agua de mar tiene unaconcentracin de 35,000 ppm de

sodio; sin embargo, el agua producida de losreservorios de hidrocarburos tiene una

concentracin de sodio entre 50,000 y!0,000 ppm."dem#s, esta agua de formacincontiene metales pesados, salestxicas y pe$ue%as gotas de hidrocarburos. &a

produccin de este fluido ha llegadoa ser de preocupacin para la industria

hidrocarburfera debido a $ue esta agua setiene $ue tratar cuidadosamente y el costo

de este proceso es elevado. 'e acuerdoa las leyes ambientales de cada pas, esta

agua puede ser reinyectada odescargada en el medio ambiente siempre y cuando

cumpla con lasespecificaciones y par#metros $umicos.

'efinicin

&as aguas de formacin son aguas $ue naturalmente ocurren en rocas y est#npresentes en ellas inmediatamente antes de la perforacin.

&ascaractersticas de las aguas de formacin, entrampada originalmente en los

espacios porosos de la roca, depender# del ambiente sedimentario de deposicin, la

era geolgica, la profundidad, el gradientehidr#ulico, los elementos solubles de la roca

asociada, la movilidad de los elementos $umicos disueltos y la magnitud del

intercambio inico o reaccin $umica de los constituyentes.

En yacimientos altamenteestratificados, el conocimiento de las aguas de formacinasociadas a las diferentes sub(unidades productoras, ad$uiere singular importancia

dada la forma irregular en $ue se depositaron lossedimentos, lo $ue conduce a $ue

existan variaciones en la composicin $umica de las aguas de formacin de un

mismo yacimiento.

Una capa fretica

es una acumulacin de agua subterr#nea$ue se encuentra a una profundidad relativamente

pe$ue%a ba)o el nivel del suelo. *oncretamente es unacufero,con la diferencia de $ue los

acuferos pueden estar tambi+n a mayores profundidades.

'e ellas se alimentan los poos y las fuentes de agua, potable o no. -on los acuiferos m#s

expuestos a la contaminacin proveniente de la superficie.

LA COMPOSICIN DEL AGUA
https://es.wikipedia.org/wiki/Agua_subterr%C3%A1neahttps://es.wikipedia.org/wiki/Agua_subterr%C3%A1neahttps://es.wikipedia.org/wiki/Acu%C3%ADferohttps://es.wikipedia.org/wiki/Acu%C3%ADferohttps://es.wikipedia.org/wiki/Acu%C3%ADferohttps://es.wikipedia.org/wiki/Acu%C3%ADferohttps://es.wikipedia.org/wiki/Agua_subterr%C3%A1nea


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La mayora de las rocas yacimiento se forman en el agua, a travs de ladepositacin de granos de rocas o detritus biolgico. El agua que quedaentram- pada en los poros a medida que los sedimentos se compactan y seunen entre s se denomina agua connata; el agua presente en el yacimiento enel momento en que es penetrado por una barrenade perforacin se denominaagua de formacin.

El agua connata reacciona con la roca hasta un punto que depende de latemperatura, la presin, la composicin del agua y la mineraloga de la for-macin. Las reacciones qumicas y biolgicas pueden iniciarse tan prontocomo se depositan los sedimentos y pueden continuar y acelerarse con- formela formacin es sometida a mayor presin y temperatura durante elsepultamiento. Los efectos combinados de estos procesos qumicos, fsicos ybiolgicos se conocen como diagnesis. !i bien gran parte de los esfuer"os seha centrado en el estudio del impacto de la diagnesis sobre las formacionesrocosas, poco se ha hecho para comprender cmo afecta al #uido original pre-sente en la roca; el agua.

El agua connata vara con el ambiente deposi- tacional. En los sedimentosmarinos, se trata de agua de mar. En los depsitos lacustres y #uvia- les, setrata de agua dulce. En los depsitos eva- porticos, el agua intersticialcorresponde a una salmuera de alta salinidad $arriba%.& Estas solu- cionesacuosas contienen componentes inicos, los cuales incluyen cationes talescomo el sodio '(a)*, el magnesio '+g&)*, el calcio 'a&)*, el potasio ')*, elmanganeso '+n&)*, el estroncio '!r&)*, el bario 'a&)* y el hierro '/e&) y/e0)*; '10 *, el hidr2ido '134*, el borato '10 *, el bromuro 'r4* y el fosfato'5104*; y 6cidos dbi

aniones tales como el cloruro 'l4*, el sulfato '!17 *, el bicarbonato '310*, elcarbonato les no vol6tiles. El agua tambin puede contener gases disueltos,tales como el di2ido de carbono '1&* y el 6cido sulfhdrico '3&!*, elnitrgeno, los 6cidos org6nicos, las bacterias sulfato-reduc- toras, los slidosdisueltos y suspendidos, y las tra"as de compuestos de hidrocarburos.

Cationes

Sodio.-Es uno de los mayores constituyentes en el agua de formacin, pero no

causa ningn problema, aun$ue en aguas extremadamente saladas puede causar

precipitacin de cloruro de sodio /a*l1. /31.


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Calcio.-Es uno de los mayores constituyentes en el agua de formacin y puede ir

desde 30.000 mg2l. El calcio se combina con los iones de bicarbonato, carbonato, o

sulfato para formar escalas adherentes o slidos suspendidos. /31.

Magnesio.--e lo encuentra en concentraciones mucho menores a las de calcio,

+ste tiende a adherirse al carbonato de calcio /*a*431 para precipitarse )unto con el

calcio y formar escala. &os iones de sulfato $ue se ligan al magnesio no forman

escalas. /31.

Hierro.-El contenido de +ste en aguas de formacin es mnimo, por lo tanto la

presencia de hierro indica corrosin. uede estar presente en soluciones f+rricas

/6e7771 o ferrosas /6e771 o puede estar en suspensin como un compuesto f+rrico

precipitado. &a presencia de este ltimo es la mayor causa de taponamiento. /31.

Bario.-Este elemento tiene una importancia primaria por$ue tiene la habilidad de

combinarse con el ion de sulfato para formar sulfato de bario $ue es

extremadamente insoluble. En cantidades pe$ue%as puede causar problemas

severos. /31.

Estroncio.-"s como el bario y el calcio +ste puede combinarse con los iones de

sulfato para formar el sulfato de estroncio $ue tambi+n es insoluble, aun$ue m#s

soluble $ue el sulfato de bario. -uele encontrarse en escalas meclado con sulfato

de bario /31.

Aniones

Cloruro.-El principal problema asociado con el ion cloruro es $ue la corrosividad del

agua aumenta cuando +sta se vuelve m#s salada. /31.


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Sulfato.-Es un problema por$ue tiene la habilidad de reaccionar con el calcio, bario

o estroncio para formar escalas insolubles. "dem#s esto sirve como 8alimento9 para

las bacterias. /31.

Bicarbonato.-uede reaccionar con el calcio, magnesio, hierro, bario y estroncio para

formar escalas insolubles. :ste est# presente en todas las aguas. /3

Carbonato.-uede reaccionar con el calcio, magnesio, hierro, bario y estroncio paraformar escalas insolubles. El ion de carbonato raramente se encuentra en aguas deformacin por$ue el p es usualmente muy ba)o /menor a !.31. /31.

PROPIEDADES DL AGUA DE

FORMACIN:Las propiedadel agua, tales como el p3 y la concentracininica, son algunos de losfactores que controlan o

inciden en las interacciones entre el agua y la roca.89ndespus de alcan"ar un estado de equili-

brio, las interacciones entre el agua y laroca con-tin9an. (o obstante, los cambios producidos en latemperatura, la presin,la profundidad y elechado estructural, pueden alterar el equilibrio,como lo hacen lamigracin y la acumulacin de

petrleo y gas, que empu:an el agua a mayorprofundidad a medida que los hidrocarburosm6s livianos se elevan a travs de lasformaciones.

El in#u:o de agua desde otras fuentes, tales como el agua meterica, los

acuferos, el agua inyectada y otros #uidos inyectados, tambin puede produ-cir cambios en las propiedades del agua $arriba%.

La produccin de agua de formacin es otra de las causas del desequilibrio; losminerales disueltos y los gases pueden precipitar a partir de la solucin amedida que el #uido llega a la supercie; especialmente como reaccin a lossulfatos introducidos en la formacin a travs de la inva- sin del #uido deperforacin o la inyeccin de agua de mar. Estas prdidas de los componentesdisueltos alteran la composicin del agua producida o muestreada, de modoque el agua recupe- rada en la supercie qui"6s no representa el agua deformacin real. 5or este motivo, es importante recolectar y anali"ar el agua de

formacin ba:o las condiciones e2istentes en sitio y continuar hacindolo amedida que cambian las condiciones del yacimiento.

pH.-Es extremadamente importante por algunas raones. &a solubilidad del *a*43

y de los compuestos de hierro son altamente dependientes del p, mientras m#s

alto sea el p existe mayor tendencia a la precipitacin.


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*uando el p decrece la tendencia de formar escama disminuye pero la

corrosividad aumenta. &a mayora de agua de formacin tiene un p entre < y !.

Bacterias

&a presencia de est# puede causar corrosin y taponamientos /=1.( *ontribuye

significativamente si existe hierro disuelto en el agua, la precipitacin de compuestos

insolubles de hierro pueden causar taponamiento. El oxgeno tambi+n facilita el

crecimiento de bacterias anaerbicas. /31

Slidos Suspendidos.

Estos pueden ser filtrados de un volumen determinado de agua por una membrana

filtrante. El filtro m#s comnmente usado es de 0. m./31.

Turbidez

Esta se define como la dificultad del agua para transmitir la lu. &a turbide $ue

presentan algunas aguas, especialmente las superficiales, es debida a materiales

insolubles en suspensin, coloide o partculas muy finas $ue son difciles de

decantar y filtrar; y $ue pueden presentar problemas en la mayora de los procesos.

Calidad del agua.

Es una medida de relativo grado de taponamiento el cual ocurre cuando un

determinado volumen de agua pasa a trav+s de una membrana filtrante. &a calidad

del agua es una medida exclusivamente de comparacin /31

i!ido de carbono disuelto.- ?nfluye en el p, corrosividad y en la tendencia de

escala de carbonato de calcio /*a*431. /31


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Sulfuros.-&a presencia de este incrementar# su corrosividad. &os sulfuros disueltos

existen en el agua como una mecla de sulfuro de hidrgeno monovalente /-(1 y el

gas sulfuro de hidrgeno @-./31

Contenido de aceite.- &a presencia de este disuelto o emulsificado en el agua

puede causar algunos problemas en el momento de la reinyeccin.

El aceite puede causar 8blo$ues de emulsin9 en la formacin. :ste sirve como una

excelente goma para algunos slidos como hierro, sulfuros por lo tanto incrementa la

posibilidad de taponamiento. /31

Te"peratura

&a temperatura del agua, tambi+n es un par#metro muy importante en un proceso

de reinyeccin, ya $ue esta afecta los mecanismos por medio de los cuales se

forman las escamas, adem#s altera el valor del p y la gravedad especfica del

agua, lo mismo $ue la solubilidad de los gases en el agua.

Slidos disueltos totales.- Es simplemente el total de materia disuelta en un

volumen de agua determinado

#ra$edad espec%fica

&a gravedad especfica del agua es un indicativo de la cantidad de sales disueltas

en el agua.

&esisti$idad.- El flu)o de corriente el+ctrica en el agua es funcin del nmero de

iones disueltos en ella.


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Conducti$idad.-Es una expresin num+rica de la habilidad de una solucin acuosa

de permitir el paso de la corriente el+ctrica. &a conductividad es el recproco de la

resistividad.

( ))(Re

1000/

msistividadcmdadConductivi

=

'(TE)C*A+ES '&(B+EMAS ME*( AMB*E)TA+ES

4AE*?"& "B" B4C&ED"- "DC?EA"&E-

El agua producida contiene cantidades variables de sales y gases disueltos /*4,*4@, @-1. uede haber algunos slidos en suspensin $ue pueden contenertraas de metales pesados y, posiblemente, niveles excesivos de radiacin en elestroncio y el radio. eneralmente, antes del tratamiento, el agua producidacontiene niveles demasiado altos de gotitas de petrleo suspendidas yemulsificadas. eneralmente las salmueras de yacimientos petrolferos no sonaptas para el consumo humano ni para el uso de los animales. El agua producidatambi+n puede aparecer relativamente clara y a menudo es difcil distinguirla deotras aguas.

,. uentes de Agua 'otable

Fno de los mayores problemas potenciales del agua salada es la contaminacin

de las fuentes de aguas potables. &a mayora de las aguas potables mundiales sehallan ba)o tierra pero a pocos metros de la superficie, o en ros y arroyos. &amayora de estos acuferos son alimentados por filtracin desde la superficie, yson muy susceptibles a la contaminacin por otros fluidos. El agua producida esun contaminante ideal (de la misma gravedad especfica $ue la capa acufera,potencial fuente de alimentacin de la capa fre#tica, con una movilidad e$uivalentey f#cilmente meclable con el agua dulce de la capa fre#tica. -i una capa fre#ticacon un nivel de cloruro de, por e)emplo, 00 ppm fuese contaminada por unasalmuera de yacimiento petrolero con !0,000 ppm de cloruros, se re$uerira unnivel de dilucin de @00 para volver el agua a un nivel aceptable de cloruros de

@50 ppm.

&a calidad de las aguas superficiales es importante para todosG los est#ndares $uetrata de mantener "lberta se muestran en el "p+ndice C, y algunos de losaplicables en los Estados Fnidos de orte "m+rica se muestran el "p+ndice '. Elprograma de los Estados Fnidos para eliminar la contaminacin del agua se


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e)erce ba)o el "cta de *ontaminacin del "gua de HI@3 y modificacionessubsiguientes, y es administrado por la "gencia de roteccin "mbiental /E"1.

&a preocupacin por las fuentes de agua potable ha enfocado la atencin pblicasobre la forma en $ue compa%as productoras eliminan al agua salada. "hora, lasevaluaciones econmicas deben considerar el costo de eliminacin de agua comoun costo b#sico de produccin $ue no se puede de)ar a la libre discrecin.

,./ 0olu"en

*uando comiena la produccin, los volmenes iniciales de agua saladageneralmente son ba)os, y muchas veces es tentadora la idea de descargar elfluido en las cercanas sin e)ercer ningn control. Esto es totalmente inaceptable.Es extremadamente improbable $ue los volmenes disminuyan, excepto ba)ocircunstancias poco comunes. -i se est# produciendo en varias onas es posible$ue una reconstruccin de poo pueda demorar o postergar la produccin deagua, pero en la mayora de las onas la permeabilidad relativa de la roca al aguaasegura $ue una ve $ue ocurre la irrupcin la produccin de agua no solocontinuar# sino $ue aumentar#.

'e hecho es bastante normal $ue la relacin agua(petrleo aumente muyr#pidamente inicialmente ( una o m#s veces. 'espu+s de este JestallidoJ inicial larelacin agua(petrleo aumenta en forma cada ve m#s paulatina, a medida $uela saturacin de agua en la vecindad del poo contina aumentando.Eventualmente el costo de sacar, mane)ar, procesar y eliminar el agua, adicionadoal ba)o nivel de produccin de petrleo, hace $ue la operacin de un poo de)e deser econmica. o obstante, se producen volmenes considerables de agua

durante la vida de un poo. *omo e)emplo, en 4hio, en H!! se produ)eron350,000 barriles de agua, en &ouisiana .@ mil millones de barriles y .=5 milmillones de barriles en Kyoming. &a produccin total en los Estados Fnidos fueestimada en m#s de @5 millones de barriles por da ( unos 0 mil millones debarriles por a%o.

Este nivel de produccin de agua es enorme, y el potencial de contaminacin portales volmenes se est# volviendo una preocupacin mayor.

,., Sales 1 Slidos en Suspensin

El agua producida contiene una gran variedad de sales disueltas /como cationes y

aniones1, slidos suspendidos y gases. "lgunos son simplemente ob)etablesmientras otros son txicos y pueden concentrarse en la cadena alimenticia. &assales y slidos han sido discutidos individualmente previamente en esta gua.

&os efectos de varios de los compuestos e iones m#s comunes sobre las aguasdulces de superficie se indican a continuacinG

,.,.2 &adioacti$idad


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Aanto el Badio @@= como el Estroncio H0 son radioactivos y a menudo sepresentan en el agua producida. "mbos son concentrados por los mismosorganismos $ue concentran a los otros metales pesados. &os crust#ceos sonespecialmente significativos para los seres humanos. &os niveles m#ximosrecomendados son una Ceta total de 000 p*i2l, menos de 3 p*i2l de Badio @@=, y

menos de 0 p*i2l de Estroncio H0.Te"peratura

&a temperatura de los yacimientos es una funcin de la profundidad. &astemperaturas de las aguas producidas refle)an la temperatura del yacimiento, latasa de flu)o, la geometra del agu)ero del poo, la temperatura ambiente y elm+todo de procesamiento en la superficie. En el punto de eliminacin las aguasproducidas tienen todava temperaturas elevadas. &as descargas en aguas desuperficie elevar# su temperatura y este cambio disminuir# los niveles de oxgenodisuelto causando mortandad de peces, interferir# con la procreacin y

propagacin de las especies, aumentar# las tasas de crecimiento de las bacterias,de organismos ben+ficos y per)udiciales, acelerar# las reacciones $umicas yconducir# a la eutroficacin.

-e recomienda no exceder una elevacin m#xima de temperatura de 3 * porencima de una lnea de base para la temporada en las aguas receptoras.

Sodio 1 Cloruros

&os est#ndares para agua potable de los Estados Fnidos de orte "m+rica

permiten hasta @50 mg2l de sodio, @50 mg2l de cloruros y un contenido total deslidos disueltos de 500 mg2l. o se admiten niveles por encima de +stos enfuentes de agua potables, y las metas propuestas deberan ser mucho menores (digamos unos 00 mg2l. El sodio en particular es per)udicial para la calidad delagua, sobre todo cuando se la usa para la irrigacin, ya $ue su evaporacinconduce a una acumulacin severa y da%ina de sal. *uando el sodio se combinacon sulfatos tambi+n causa problemas de salud /diarrea1 y espuma en lascalderas.


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&os sulfuros matan a los peces, producen sabor y olor y son per)udiciales para eluso en procesos industriales. -e recomiendan niveles m#ximos permisibles de0.5 mg2l.


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M3T((S ACE'TA(S 'E&( )( &EC(ME)A(SG

Decar)a Contro*ada en *a S"per+cie

La descarga controlada en la supercie es practicada algunas "onas,principalmente en los estados septentrionales de los Estados >nidos de (orte

8mrica. El agua producida es usada para rociar los caminos en el invierno y sucontenido salino aprovechado para derretir el hielo y la nieve a temperaturascercanas al punto de congelamiento. La descarga en la supercie tambin sepractica en algunas "onas 6ridas del mundo en donde el agua es rociada sobrelos caminos para controlar al polvo.

Decar)a Contro*ada en A)"a S"per+cia*e

La descarga controlada en aguas dulces supercialesA se practica tambin enalgunas "onas, por e:emplo, en Byoming. !e e:erce el control sobre la cantidadde sales disueltas totales en el #uido $en Byoming el lmite es de A@@@ ppm%,en el uso del agua - por e:emplo, alimento para ganado - y en su concentracin

en las "onas de la descarga relacion6ndola con la poblacin y con el uso delagua en la "ona.

#$%$, E-aporacin

En las "onas 6ridas donde las tasas de evaporacin son altas, el aguaproducida se coloca en fosas y se de:a para que se evapore. El agua se puricapor la evaporacin pero las sales y slidos disueltos permanecen en la fosa deevaporacin. Eventualmente, se deber6 disponer de estos slidos en formasegura.

La inyeccin en po'o poco pro("ndo e pop"*ar en a*)"na 'ona$

El riesgo de contaminacin de las capas fre6ticas poco profundas y del aguapotable subterr6nea aumenta obviamente a medida que disminuye laprofundidad de inyeccin.

M./ODOS DE DISPOSICIN INACEP/A0LES:

Cescarga sin ontrol a la !upercie

En este caso, el agua producida original fue simplemente descargada de laconcesin al suelo. El contenido de petrleo no fue medido o controlado y losefectos no fueron considerados. Esta costumbre llev a la contaminacin de lascapas fre6ticas superciales y del agua potable y a la acumulacin de

grandes cantidades de sal en el suelo, torn6ndolo inutili"able.

Decar)a in Contro* en A)"a D"*ce

La descarga de agua producida en arroyos, ros y lagos ha conducido a ladestruccin de estos cuerpos de agua, a la destruccin de peces y especies, ala matan"a de otras especies acu6ticas, y a paisa:es deplorables. La


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contaminacin de estas corrientes tambin ha llevado a la polucin de lasaguas fre6ticas y de otras fuentes de agua potable.

Dipoicin por Epacio An"*ar

La disposicin por espacio anular es otra forma de descarga sin control. 3ay

poca informacin respecto hacia dnde van realmente los #uidos&= y, enmuchos casos, se e2cede la presin de fractura de la formacin en la "apata decementacin de la tubera de revestimiento supercial. La mayora de estos#uidos probablemente migran hacia arriba a travs de las fracturas creadas yterminar6n eventualmente en arena de agua potable o dulce.

el agua de formación es uno de los tres fluidos presentes en elreservorio

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