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UNIVERSIDAD DE ORIENTENUCLEO DE MONAGASESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOMATURIN EDO. MONAGAS

LOS FLUIDOS DE PERFORACIN,SU DISPOSICIN FINAL E IMPACTOS AMBIENTALES

Fluidos de perforacin

Es una sustancia o mezcla de sustancias con caractersticas fsicas y qumicas definidas, que circula dentro del pozo para cumplir una serie de funciones vitales durante el proceso de perforacin.

Funciones del fluidos de perforacin 3Composicin de los lodos

Los lodos estn compuestos por una fase liquida que puede ser agua dulce o salada y una fase slida .

Tipos de fluidos de perforacin LquidosBase aguaGas naturalBase aceiteAireMezclas gas-lquidoEspumaAgua aireadaGases

Clasificacin de los lodos de perforacinLquidos:

Lodos base agua

Se clasifican en:

Sistemas PolimricosSistemas DispersosEmulsiones O/W (aceite en agua)Fluidos Salinos

Aditivos qumicos de los lodos base aguaDensificantes: Barita , Orimatita, Sales, Carbonatos de calcio: Dolomita, Calcita.

Viscosificantes: Bentonita, Atapulguita, CMC (derivados de la goma xntica), Goma xanthan (derivados de la celulosa), HEC (derivado de la celulosa).

Control de Filtrado: Asfaltos, lignito procesado con aminas, arcillas: Bentonita. Polmeros.

Control Reolgico: Taninos, Silicatos y Fosfatos. Lignitos. Lignosulfonatos y aceite mineral.

Control de Ph: Soda custica (NaOH), Cal (CaOH), Potasa custica (KOH), Oxido de magnesio (MgO).

Control de prdida de circulacin: Zona no productora: Fibra celulosa, cscara de nuez, concha de coco, mica gruesa y fina. Zona productora: Carbonato de calcio micronizado, sales y geles.

Agentes Surfactantes: Aceite/Agua, emulsificantes, agua/Aire espumante, acero/agua lubricante, Anticorrosivo, arcilla/agua dispersante, aceite/arcilla humectante.

Materiales Lubricantes: Aceite minerales, animal o vegetal, surfactantes, alcoholes, grafito, gilsonita, polmeros. Lubricantes Mecnicos: esferas de vidrio, Asfalto

Materiales Floculantes: Sales, cal hidratada. Polmeros sintticos Poliacrilamidas. Goma guar. Goma xntica. Polmeros acrlicos. Yeso.

Estabilizadores de Lutitas: Polmeros naturales o Sintticos de alto peso molecular. Asfaltos. Cloruro de potasio (KCl). Glicoles Cloruro de calcio (CaCl2). Cal/Yeso. Base aluminio. Aminas

Lodos base aceite

Aditivos qumicos del lodo base aceiteDensificantes: Barita (BaSO4), Orimatita, Carbonatos de calcio: Dolomita (CaCO3MgCO3), Calcita (CaCO3).

Viscosificantes : Arcilla Organoflica.

Control de Filtrado: Lignito organoflico, controlador mecnico: Asfaltos.

Control Reolgico: Modificadores Reolgicos, geles orgnicos, polmeros sintticos, surfactantes.

Control de Ph: Cal (CaOH).

Control de prdida de circulacin: Zona no productora: Fibra celulosa. Cscara de nuez. Concha de coco. Mica gruesa y fina. Zona productora: Carbonato de calcio micronizado. Sales. Geles.

Agentes Surfactantes: Aceite/ arcilla humectante. Aceite/agua emulsificantes.

Materiales Floculantes: Cal hidratada

Estabilizadores de Lutitas: Cloruro de calcio. (CaCl2). Polmeros naturales o sintticos de alto peso molecular. Asfaltos. Aceite mineral. Glicoles EspumaAgua aireadaGases Mezclas de gas-lquido

Los ripios que pueden ser recuperados luego de su tratamiento, reciclados, reutilizados o eliminados se les denomina residuos de perforacin y a los ripios que no cumplen con las especificaciones y que no podran ser reciclados o reutilizados se les denomina desechos de perforacin.Ripios de perforacin

Los ripios de perforacin o recortes de perforacin son los fragmentos de rocas triturada por la mecha al perforar el pozo, los cuales son transportados desde el fondo del pozo hasta la superficie por el lodo de perforacin.Disposicin final de los lodos y ripios Concentracin, ppmGrado de toxicidadCL50 > de 10000No txicoCL50 entre 1000 y 10000Baja toxicidadCL50 entre 100 y 1000Toxicidad moderadaCL50 < de 100Alta toxicidadDe acuerdo con la SECCIN II De las Disposiciones Tcnicas para el Manejo de Desechos Peligrosos Generados por la Exploracin y Produccin de Petrleo del decreto N 2635 NORMAS PARA EL CONTROL DE LA RECUPERACION DE MATERIALES PELIGROSOS Y EL MANEJO DE LOS DESECHOS PELIGROSOS,

La disposicin final es el proceso mediante el cual se tratan y se colocan los desechos en un lugar en el que permanecern definitivamente de forma segura, confiable y que no cause daos al medio ambiente.Depender de los contaminantes y el porcentaje de toxicidad que estos contengan, para ello se deben realizar una serie de anlisis de estos ripios y lodos para determinar as como sern tratados y el lugar de ubicacin temporal y final.

De acuerdo al Artculo 48 los desechos del lodo base agua deben disponerse de la siguiente manera: Disposicin final de lodos base aguaConfinamiento en el suelo.

Esparcimiento en suelos.

Disposicin final en cuerpos de agua superficiales.

Inyeccin en acuferos no aprovechables, yacimientos petroleros o acuferos asociados.Confinamiento en el sueloPara confinar en el suelo los desechos de lodos base agua se deben seguir una serie de condiciones establecidas en el Artculo 49 del decreto N 2635. Estas condiciones son las siguientes (tomadas del Decreto 2635):

Confinamiento en el sueloPh 6 9 Conductividad elctrica (mmhos/cm) < 12 Relacin de adsorcin de sodio (RAS) < 12 Aceites y grasas (porcentaje en peso)< 3 % Arsnico 40 mg/kg Bario 40.000 mg/kg Cadmio 10 mg/kg Mercurio 10 mg/kg Selenio 10 mg/kg Plata 10 mg/kg Cromo 500 mg/kg Zinc 500 mg/kg Plomo /kg Esparcimiento en suelos.Artculo 50.- La prctica de esparcimiento en suelos se llevar a cabo cumpliendo con las siguientes condiciones: Esparcimiento en suelos.PH5-8Conductividad elctrica (mmhos/cm)< 3,5Cloruros totales (ppm)< 2.500Relacin de adsorcin de Sodio (RAS)< 8Aluminio intercambiable (meq/100 gr)< 1,5Saturacin con bases (%)> 80Aceites y grasas (% en peso) 1Arsnico25 mg/kgBario20.000 mg/kgCadmio8 mg/kgMercurio1 mg/kgSelenio2 mg/kgPlata5 mg/kgCromo300 mg/kgCinc300 mg/kgPlomo/kgDisposicin final en cuerpos de agua superficialesArtculo 51.- Los desechos indicados en el artculo 48 pueden disponerse en cuerpos de aguas marino-costeros y ocenicos cumpliendo las medidas derivadas de la evaluacin ambiental correspondiente, para definir la distancia, profundidad y condiciones de la descarga que aseguren la dispersin y proteccin del medio. La prctica no podr realizarse si los desechos contienen barita, que de acuerdo al fabricante, exceda de 1,0 mg/kg de mercurio, 3,0 mg/kg de cadmio, o presenten aceite libre. Inyeccin en acuferos no aprovechables, yacimientos petroleros o acuferos asociados.Disposicin final de los lodos base aceiteDe acuerdo con el Artculo 52 del Decreto N 2635 los desechos provenientes de los lodos base aceite se disponen de la siguiente manera:De acuerdo con el Artculo 53 del Decreto N 2635 se deben seguir una serie de condiciones para poder aplicar tcnicas de biotratamiento, estas condiciones son las siguientes:Disposicin final de los lodos base aceiteArtculo 53.- La prctica de biotratamiento se llevar a cabo cumpliendo con las siguientes condiciones:

CONCENTRACIONES MXIMAS PERMISIBLES EN LIXIVIADOSConstituyente Concentracin mxima permitida (mg/l) Constituyente Concentracin mxima permitida (mg/l) Arsnico 5.0 Benceno 0.5 Bario 100.00 Eter bis (2-cloro cnico) 0.05 Cadmio 1.0 Clorobenceno 100.0 Cromo hexavalente 5.0 Cloroformo 6.0 Nquel 5.0 Cloruro de metilo 8.6 Mercurio 0.2 Cloruro de vinilo 0.2 Plata 5.0 1,2-diclorobenceno 4.3 Plomo 5.0 1,4-diclorobenceno 7.5 Selenio 1.0 1.2-dicloroetano 0.5 Acrilonitrilo 5.0 1.1-dicloroetileno 0.7 Clordano 0.03 Disulfuro de carbono 14.4 O-cresol 200.0 Fenol 14.4 M-cresol 200.0 Hexaclorobenceno 0.13 P-cresol 200.0 Hexacloro-1,3- butadieno 0.5 Acido 2,4- diclo-rofenoxiacetico 10.0 Isobutanol 36.0 2,4-dinitrotolueno 0.13 Etilmetilcetona 200.0 Endrin 0.02 Piridina 5.0 Heptacloro (y su cnico) 0.008 1.1.1.2-tetracloroetano 10.0 La biorremediacin (Bio = Vida y Remediar = Resolver un problema) es el uso de microorganismos como bacterias, protozoarios, hongos, algas y plantas (fitoremediacin) para restaurar ambientes contaminados. Estos microorganismos degradan los desechos en productos menos txicos, adems de concentrar e inmovilizar sustancias txicas, metales pesados, minimizar desechos industriales y rehabilitar reas afectadas con diversos contaminantes. Proceso de biorremediacin

Microorganismo degradando sustancia contaminanteLa biodegradacin de los hidrocarburos mediante microorganismos produce agua y dixido de carbonoProceso de biorremediacin Degradacin de hidrocarburos

Clasificacin de la biorremediacinClasificacin de la biorremediacinTcnica de Landfarming

Esta tcnica consiste en tratar los suelos contaminados por lodos, hidrocarburos y otros materiales mediante la accin de microorganismos que degraden las sustancias peligrosas en unas menos dainas para el ambiente.

Clasificacin de la biorremediacinTcnica de Compostaje

Esta es la descomposicin biolgica de la materia orgnica (restos de cosecha, excrementos de animales y residuos urbanos) mediante proceso aerbico, cuyo resultado es un material llamado compost que se puede utilizar muchas veces como abono en la agricultura. Este compost es una mezcla de restos orgnicos, microorganismos, oxgeno y agua

Clasificacin de la biorremediacinTcnica de Esparcimiento (Landspreading)

Esta tcnica consiste en esparcir los desechos en la superficie teniendo en cuenta si contiene o no elementos contaminantes para poder preservar las propiedades del suelo y no daarlo.

Tratamiento Trmico

Desorcin TrmicaLa desorcin trmica elimina las sustancias qumicas dainas del suelo y otros materiales, como lodo y sedimentos, calentndolas a una temperatura de 90 a 540 C para transformar dichas sustancias qumicas en gases, y se separen del suelo.28

Tratamiento TrmicoIncineracin La incineracin es un mtodo de eliminacin de materiales peligrosos mediante combustin para eliminar los desechos txicos dainos para el ambiente pero este mtodo no destruye metales pesados.

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Estabilizacin/Solidificacin

Consiste en mezclar los desechos como ripios con unos aditivos que son estabilizantes y que generan una reaccin qumica al mezclarse con el desecho para formar as una matriz slida en la cual queden dentro los ripios evitando su lixiviacin.

30Estabilizacin/Solidificacin

ORIMATITA. Es un producto desarrollado por PDVSA, a partir de hematita natural (GE promedio 5,1), que se utiliza como densificante en fluidos de perforacin y en lechadas de cementacin. Se diferencia de las hematitas convencionales, usadas como densificantes en fluidos de perforacin, en la composicin mineralgica y en la distribucin de tamao de partculas, esta ltima especfica del producto. Se puede utilizar como densificante en fluidos tanto base agua como base aceite. Desde el punto de vista de preservacin del ambiente, ORIMATITA presenta ventajas respecto a la Barita, entre otras, baja toxicidad y mnima concentracin de metales pesados.Este producto fue desarrollado en los laboratorios de fluidos de perforacin de PDVSA-INTEVEP, y la tecnologa comprende el conocimiento tcnico necesario para su manufactura, as como su correcta aplicacin como densificante en fluidos de perforacin y cementacin.

ORIMATITA. Caracteristicas Generales

Toxicidad: la ORIMATITA no tiene efectos txicos en los bioindicadores evaluados ni como densificante puro ni como componente del fluido de perforacin. Con relacin a la presencia de metales pesados, la ORIMATITA presenta contenidos significativamente menores que los reportados en Barita (ob. Cit.). Biodegradabilidad de aceites: la presencia de ORIMATITA no afecta el proceso de biodegradacin del aceite, manteniendo la misma tasa de biodegradacin del fluido densificado con Barita (ob. Cit.). Efecto del polvillo: la deposicin de polvillo de ORIMATITA, al igual que el de Barita, sobre las hojas de la vegetacin, interfiere con la fijacin de luz, reduciendo la produccin de biomasa en las plantas (ob. Cit.). ORIMATITA. Caracteristicas Generales

Efecto en la fsico-qumica del suelo: la fertilidad natural (nitrgeno, fsforo, calcio, potasio y magnesio) del suelo en general no es afectada significativamente por la incorporacin de ORIMATITA en las dosis utilizadas (< 50%), por el contrario, hay una mejora en los niveles de ion calcio intercambiable y Ph del suelo. Igualmente, no se registraron problemas de salinidad ni sodicidad del suelo. Los problemas principales que podran generarse en el caso de un derrame son ms bien fsicos. Por ejemplo, se determin que la mezcla mxima permisible de ORIMATITA y Barita en un suelo es de 12% p/p, con lo que se evita un excesivo aumento de la densidad aparente, as como un cambio desfavorable de la textura del suelo (ob. Cit.). RESTRUCTURACIN COMPLEJO REFINADOR PARAGUANLa presencia del hierro en el agua provocada precipitacin en la coloracin no deseada, para ello existen tcnicas de separacin del hierro del agua. La industria del hierro es una de las ms importantes en los pases desarrollados y los que estn en vas de desarrollo. Impactos ambientales del hierro sobre el ambiente

El hierro (III)-O-arsenito, pentahidratado puede ser peligroso para el medio ambiente; se debe prestar especial atencin a las plantas, el aire y el agua. Se recomienda encarecidamente que no se permita que el producto entre en el medio ambiente porque persiste en ste. La inhalacin de concentraciones excesivas de xido de hierro puede incrementar el riesgo de desarrollar cncer de pulmn en trabajadores expuestos a carcingenos pulmonares. Dosis individual de una sustancia que provoca la muerte del 50% de la poblacin animal debido a la exposicin a la sustancia por cualquier va distinta a la inhalacin.

Estudios de laboratorio, realizados con camarones y peces, indican que la ORIMATITA, no es txica. La tasa de biodegradabilidad de los fluidos no es alterada por la presencia de ORIMATITA. Los desechos de perforacin, fluidos y ripios, se procesan mediante las tecnologas convencionales (ob. cit.).Desde el punto de vista de seguridad para el personal, la ORIMATITA se maneja con los equipos de seguridad y proteccin convencionales (ob. cit.).Procesos de Descontaminacion de los Ripios que Contienen Orimatita

Muchas Gracias por su Atencin