Reacción de formación de agua
Las operaciones de petróleo y gas dependen en gran medida del agua en muchos aspectos diferentes. El agua está presente dondequiera que haya producción de hidrocarburos. Se produce junto con los hidrocarburos y ayuda a movilizarlos. También se inyecta en los yacimientos para ayudar a movilizar los hidrocarburos, mantener la presión y aumentar la recuperación del proyecto de desarrollo. Con la presencia de agua, se producen algunos problemas graves, como la formación de incrustaciones. Las incrustaciones son una precipitación problemática bien conocida, causada principalmente por la mezcla de dos fluidos incompatibles, los cambios en las condiciones de temperatura y presión y la alteración de la termodinámica y la cinética de los fluidos del yacimiento. Pueden encontrarse en cualquier punto de las operaciones, empezando por la formación hasta los depósitos de superficie. Las escamas son directamente responsables de comprometer la economía y la seguridad de los proyectos de explotación. Este artículo de revisión va a incluir una recapitulación de la importancia del agua en la industria del petróleo y el gas, para luego repasar los diferentes tipos de incrustaciones, así como sus propiedades, incluyendo las incrustaciones de carbonatos y sulfatos. A continuación, se revisarán las famosas escamas de cada tipo, así como sus propiedades y condiciones de precipitación, como el carbonato de calcio CaCO3, el sulfato de calcio CaSO4, el sulfato de bario BaSO4 y el sulfato de estroncio SrSO4. Además, se revisan las prácticas comunes y los pasos de precaución en la industria. Por último, el documento presenta las prácticas habituales utilizadas por los operadores para la eliminación de las incrustaciones.
Formación de agua en la tierra
En Estados Unidos hay aproximadamente un millón de pozos de petróleo y gas en producción, y en conjunto producen 58 millones de barriles de agua cada día, el doble de la cantidad que fluye por las cataratas del Niágara en 24 horas.
Un peso y una palanca mantienen el asiento cerrado empujando hacia abajo el conjunto del diafragma. Cuando el líquido sube por encima del nivel establecido, supera la fuerza del peso. Esto levanta el conjunto del diafragma contra la carga del peso para abrir la válvula.
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Agua de formación en el petróleo
El agua producida es el agua atrapada en formaciones subterráneas que se lleva a la superficie durante la exploración y producción de petróleo y gas. En los pozos tradicionales de petróleo y gas, el agua producida se lleva a la superficie junto con el petróleo o el gas. En la producción de metano en capas de carbón, los pozos se perforan en las capas de carbón y el agua que se encuentra allí se bombea a la superficie para permitir que el gas se libere de las capas de carbón. Dado que el agua ha estado en contacto con la formación portadora de hidrocarburos durante siglos, tiene algunas de las características químicas de la formación y del propio hidrocarburo. Puede incluir agua del yacimiento, agua inyectada en la formación y cualquier producto químico añadido durante los procesos de perforación, producción y tratamiento. El agua producida también puede denominarse «salmuera», «agua salada» o «agua de formación».
Las propiedades físicas y químicas del agua producida varían considerablemente según la ubicación geográfica del yacimiento, la formación geológica de la que procede y el tipo de producto de hidrocarburo que se produce. Las propiedades y el volumen del agua producida pueden incluso variar a lo largo de la vida de un yacimiento.
Ejemplos de formación de agua
En 2020, los pozos petrolíferos del planeta producirán casi 12.700 millones de galones diarios de, sorprendentemente, agua. El agua se reutiliza para cumplir con los requisitos técnicos de las instalaciones, evitando la necesidad tanto de aprovechar el suministro de agua natural como de verter el agua producida en el medio ambiente. Esta práctica, conocida como reinyección, ya es habitual. Su futuro crecimiento, sobre todo en los yacimientos en alta mar, forma parte del compromiso medioambiental de las empresas petroleras, que también están experimentando crecientes presiones normativas. Y lo que es más importante, es un reto técnico de enormes proporciones, que obliga a los operadores a lidiar con requisitos de producción que difieren en cada caso.
No se puede producir petróleo sin agua, porque el agua está presente de forma natural tanto en los yacimientos terrestres como en los marinos. Esta agua natural se llama agua de formación. Es mínima cuando un yacimiento entra en funcionamiento por primera vez, pero puede constituir más del 90% de los fluidos extraídos después de que los pozos hayan estado en servicio durante unos 20 años.
Utilizada como fluido de perforación o de producción, el agua también es vital para gestionar un yacimiento petrolífero de forma sostenible. Se inyecta en los yacimientos a través de pozos especiales, llamados pozos de inyección. El agua inyectada compensa la disminución de la presión en el yacimiento a medida que se produce petróleo. Por último, el agua mejora la recuperación de petróleo al «lavar» el yacimiento. Durante mucho tiempo, el agua de inyección se extraía del entorno natural, incluidos los océanos, ríos, lagos y estuarios. Pero hoy en día se utiliza cada vez más el agua producida junto con el petróleo o el gas. El agua de las mayores unidades flotantes de producción, almacenamiento y descarga (FPSO) puede, por ejemplo, alcanzar los 400.000 barriles -casi 17 millones de galones- al día, una cantidad que llenaría 21 piscinas olímpicas.