DISEÑO CONCEPTUAL PARA TRATAMIENTO DEL FLOWBACK OBTENIDO DE LA ESTIMULACIÓN

PROPUESTA DE TRABAJO DE GRADO

MAESTRÍA EN INGENIERÍA Y GESTIÓN AMBIENTAL

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA

1. INFORMACION GENERAL DEL PROYECTO

1. RESUMEN DEL PROYECTO

El fracturamiento Hidráulico en Yacimientos No convencionales “Fracking” es una de las técnicas de estimulación más controversiales que existe, su aplicabilidad trae consigo impactos ambientales y económicos de escala mundial. Una de las características que presenta la estimulación hidráulica está asociada a los fluidos de retorno conocido como flowback, se estima que el fluido utilizado para esta estimulación aporta un retorno que puede variar entre el 25% y el 70% teniendo unas características fisicoquímicas que requieren de un tratamiento para su posterior disposición.

Los impactos ambientales que generan el tratamiento y disposición del flowback están asociados a la falta de claridad en la normatividad y la regulación ambiental y técnica. La afectación que se puede producir a los componentes biótico, abiótico y social, sumado al momento coyuntural de la exploración de yacimientos no convencionales en Colombia demanda la creación y/o estandarización de métodos para el tratamiento y aprovechamiento del agua involucrada en la estimulación hidráulica.

El presente trabajo tiene como fin plantear un diseño conceptual para el tratamiento  del flowback obtenido de la estimulación hidráulica para la disposición en pozos de reinyección ajustado a las normas NACE y los “términos de referencia para la elaboración del estudio de impacto ambiental proyectos de perforación exploratoria de hidrocarburos” términos emitidos por la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA) del Ministerio de Medio ambiente en 2014.

1. DESCRIPCION DEL PROYECTO

3.1 Planteamiento Del Problema

El  fracking es una técnica que consiste en realizar fracturas a una formación geológica por debajo de las concentraciones freáticas de agua dulce, a profundidades de entre 6 mil y 21 mil pies, técnicamente es la aplicación de un fluido fracturante a presión para superar los esfuerzos existentes en la roca, de tal manera que ésta se fracture y libere el hidrocarburo.

Durante el proceso de fracturación, una extensa variedad de químicos puede ser utilizada en el  fluido de fracturación que en su gran mayoría es agua; estos químicos permanecen en el agua de retorno de la fracturación hidráulica, luego de la fracturación.

La cantidad de agua de retorno dependerá en su mayoría por el prospecto geológico de  la zona de interés. De acuerdo en los proyectos realizados en Estados Unidos, los valores del 70% al 35% de volumen de flowback total, son probables. Considerando la posibilidad de que la mitad del total de fluido de estimulación retorna en los 5 primeros días y el resto en los siguientes 30 días, se requeriría de un volumen muy alto de ecualización.

Por ello el destino más común para el efluente tóxico del proceso de fracking es la inyección subterránea en pozos profundos (Clark & Veil 2009). Para esto se debe estudiar la geología de la zona y buscar zonas de roca porosa donde poder inyectar esta agua sobrante y contaminada. En algunos casos los pozos disponibles para la eliminación de aguas residuales son insuficientes y en estos casos se deben tomar otras medidas para disponer de este efluente tóxico. Una opción es la perforación de pozos para almacenar el flowback, pero la construcción de nuevos pozos de disposición no sólo consume una gran cantidad de tiempo, sino que además, es compleja y costosa (Arthur et al. 2008).

Dentro del mismo contexto, los mayores caudales instantáneos de agua de retorno usualmente se registran en los cinco primeros días de generación de agua y continúa decreciendo durante cuatro o cinco semanas más. Por el contrario, el contenido y concentración de algunos componentes tiene un comportamiento inverso, por ejemplo, el contenido de sólidos disueltos es mínimo al inicio del flowback y se incrementa paulatinamente el resto del tiempo de la producción del agua. Siemens AG, 2009

Esta consideración es de particular importancia en caso de considerar reusar el agua para otra estimulación hidráulica, los usuarios finales requerirán probablemente algún tipo de tratamiento. Típicamente, el objetivo de uso final es producir un efluente tratado que tenga una viscosidad similar al agua, (es decir, aproximadamente, 1 cP) ya que la posible presencia de geles, puede afectar a la viscosidad del fluido. Una vez finalizado el proceso de fracturación, los geles se descomponen dentro del pozo, antes de retorno del flujo resultante en viscosidades que oscilan típicamente de 10 a 50 cP.

Sin embargo, el volumen de flowback puede ser retenido en el interior del pozo para atenuar su volumen y, de esta manera, reducir los requerimientos de almacenaje y transporte. En una operación típica no convencional en EE.UU, el agua es transportada en camiones  cisternas o por estación de bombeo hasta la planta de tratamiento y disposición. Así también, almacenaje temporario es provisto por el operador en el sitio de fracking utilizando tanques arrendados (frac tanks).

Indudablemente, la preocupación pública por el fracking pasa por la gran cantidad de agua contaminada generada en el proceso y cómo se maneja por la industria. Hace falta mayor precisión sobre esta dimensión de la actividad respecto a cómo se realiza y cómo se pretende realizar la actividad en Colombia y Latinoamerica.

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