Tratamiento del agua de fracturación Archivos

"La introducción de inventos nobles parece ocupar, con mucho, el lugar más excelente entre las acciones humanas".
- Francis Bacon, 1561-1626

La invención como fondo de la civilización

La civilización está impulsada por la innovación tecnológica. Desde la invención de la escritura, pasando por la imprenta, hasta el Internet y los dispositivos inteligentes de hoy en día, las cosas que inventamos cambian no sólo nuestro mundo, sino la forma en que conceptualizamos el mundo y resolvemos los problemas. Pensemos, por ejemplo, en cómo la llegada del ordenador personal ha moldeado nuestra forma de hablar del cerebro, la memoria y los circuitos neurológicos. Incluso el razonamiento lógico es el producto de la combinación de dos inventos de la antigüedad: la adivinación y la escritura.¹

El prestigioso historiador de la ciencia James Burke define la invención como el arte de "unir ideas u objetos de una manera novedosa para crear algo que no existía antes"^.2 La invención no sólo es la savia de la tecnología, sino que también es vital para el avance en la resolución de problemas y para encontrar mejores formas de realizar tareas cruciales. En otras palabras, aunque tendemos a asociar la invención con las cosas que usamos, también se aplica a las formas de trabajar, como el método japonés de las 5S, por ejemplo.³

Ampliación de la cartera mediante la invención

TETRA se fundó en 1981 para servir al mercado de los fluidos de terminación abordando los desafíos únicos de cada cliente con soluciones a medida, un principio basado en la investigación, el desarrollo y la invención juiciosos. Nuestra cartera de productos se ha ampliado desde entonces y ahora incluye no sólo fluidos de terminación y aditivos, sino también diversos productos y servicios para la gestión del agua, el reflujo, las pruebas de producción, la filtración, la limpieza de pozos, la recuperación de salmueras y diversos grados de cloruro de calcio para aplicaciones en las industrias de la energía, la agricultura, la construcción de carreteras, el control del polvo y la alimentación y las bebidas.

Abordar los retos de los clientes con investigación, desarrollo e invención tecnológica específica es el dominio de nuestro Grupo de Innovación TETRA (TIG), un equipo de científicos y técnicos con doctorado. Y aunque la creatividad en TETRA no se limita ciertamente al TIG, es este grupo el que quizás se guía más por el arte de la invención juiciosa.

Laboratorios de última generación y asistencia técnica

El hogar del TIG es nuestro laboratorio de investigación y desarrollo y centro tecnológico de 26.000 pies cuadrados en Conroe, Texas, que TETRA estableció en 1996, así como un segundo laboratorio en Aberdeen, Escocia. Ambas instalaciones están dotadas de equipos de laboratorio de última generación y dan soporte a los numerosos centros de servicio nacionales e internacionales de la empresa.

Cada día, el personal de TIG proporciona una enorme gama de servicios técnicos, desde pruebas de fluidos especializados y de terminación y análisis de agua de fracturación hasta pruebas analíticas como la espectrometría de masas GC, el análisis del tamaño de las partículas, la cromatografía iónica y decenas de otros procedimientos especializados en apoyo de la formulación de fluidos, la limpieza de pozos, la recuperación de salmueras, la gestión del agua, la filtración y las pruebas de producción.

Pioneros en la industria

Además de proporcionar asistencia técnica diaria, el TIG cuenta con un impresionante historial de primicias en el sector, patentes clave e innovaciones de productos que han sido premiados y se han convertido en puntos de referencia en cuanto a rendimiento, eficiencia, sostenibilidad y protección del medio ambiente. Entre algunas de sus innovaciones pioneras se encuentran:

nuestra familia de fluidos de terminación TETRA CS Neptune®, nuestros fluidos de alta densidad, monovalentes y divalentes, sin zinc y sin cesio, que están formulados con ingredientes fácilmente disponibles, son seguros para el medio ambiente y pueden funcionar también como fluidos de perforación de yacimientos;
nuestro sistema de desplazamiento avanzado TETRA (o TADS), un sistema de desplazamiento de fluido de perforación trifásico que produce una excelente limpieza del pozo;
nuestros productos químicos de desplazamiento complementarios TETRA FlocCB y TETRA FlocZCB; y
nuestro servicio de filtración TETRA OilFix™ y el tratamiento TETRA O-Lok C™, que eliminan o reducen los niveles de aceite y grasa en las salmueras

Forjando el futuro

Mirando hacia el futuro, en medio del ritmo acelerado de la transición mundial hacia fuentes de energía más renovables, TETRA se está embarcando en la comercialización de su último producto, el bromuro de zinc de alta pureza PureFlow para su uso en baterías de flujo de zinc-bromo. El fluido de salmuera transparente PureFlow ZnBr2 de TETRA se produce mediante nuestro proceso patentado, desarrollado originalmente para la formulación de salmueras de haluro, pero perfeccionado para obtener un ZnBr2 de alta pureza ideal para los exigentes estándares de las baterías de flujo de zinc-bromo. Nuestro personal de TIG también está explorando tecnologías de captura de carbono.

A medida que el mundo se acerca al ecuador del siglo XXI, cargado tanto de optimismo como de incertidumbre sobre las tecnologías que impulsarán el futuro, una certeza que se mantiene firme es el compromiso de TETRA de innovar mediante el arte de la invención juiciosa. No nos limitamos a seguir la tecnología, sino que ayudamos a ser pioneros y a liderar con ella.

^1]Véase Giovanni Manetti (1993), Theories of the Sign in Classical Antiquity, así como Walter Ong (1958) Ramus, Method, and the Decay of Dialogue: From the Art of Discourse to the Art of Reason, y Ong (1982), Orality and Literacy: La tecnificación de la palabra.
^2]James Burke, "Invención", Britannica (sitio web).
³ ] El método de las 5S es un medio de organizar un espacio de trabajo para lograr la máxima eficiencia y eficacia; las 5S son las siglas de: seiri (整理), seiton (整頓), seisō (清掃), seiketsu (清潔) y shitsuke (躾), traducidas como clasificar, poner en orden, brillar, estandarizar y sostener.

Tratamiento del agua: Los (muy) primeros años

Con la llegada de la fracturación hidráulica, el almacenamiento, el tratamiento y el mantenimiento de grandes volúmenes de agua se han convertido en un componente importante de las operaciones en el lugar de trabajo. El agua de fracturación suele almacenarse en tanques sobre el suelo o, más comúnmente, en estanques subterráneos (o pozos de agua) equipados con revestimientos. Sin embargo, el almacenamiento de grandes volúmenes de agua supone un reto.

Las antiguas civilizaciones se dieron cuenta hace siglos de que el agua almacenada a largo plazo se vuelve inadecuada para el uso humano, aunque no sabían nada de la ciencia de los patógenos transmitidos por el agua. De hecho, es probable que el vino sea el primer tratamiento del agua inventado por el ser humano. En las antiguas civilizaciones de la región mediterránea, el agua para el consumo solía cortarse con vino porque su nivel de alcohol (ligeramente superior al 10-14% de los vinos modernos) estaba casi precisamente en el punto que mata las bacterias, lo que hacía que el agua fuera segura.

Bacterias: No es sólo un problema del agua potable

Al igual que el agua potable, el agua de fracturación también debe ser tratada adecuadamente para evitar la proliferación de bacterias. Con la capacidad de proliferar a un ritmo rápido, las bacterias reducirán los sulfatos en el agua, creando así el peligroso gas de sulfuro de hidrógeno (H2S), así como sólidos de sulfuro de hierro. Estos últimos pueden dañar gravemente la porosidad de un yacimiento y, en consecuencia, disminuir la producción si se bombea a un pozo.

La necesidad de gestionar el almacenamiento de agua

A pesar del potencial de crecimiento bacteriano, la gestión adecuada de los estanques de almacenamiento de agua de fracturación es un componente de las operaciones a menudo infravalorado. En realidad, la gestión adecuada de los estanques es una medida preventiva sólida que requiere una inversión mínima y que suele consistir en el tratamiento del agua con un biocida, la aireación y un producto químico para promover la separación de los sólidos. Descuidar la gestión de las balsas conducirá invariablemente a una reparación más costosa en el futuro.

Directrices de gestión del almacenamiento de agua de TETRA

Tratamiento de aguas

El primer paso de la gestión del estanque es el tratamiento del agua, que comienza con la determinación de los niveles de oxígeno disuelto (OD), potencial de oxidación-reducción (ORP) y trifosfato de adenosina (ATP), un compuesto orgánico que alimenta el crecimiento de células vivas como las bacterias. A continuación se aplica un tratamiento de choque inicial con hipoclorito de sodio (lejía), que suele ser del 12,5% en volumen, pero que varía en función del nivel de ATP. A continuación, un tratamiento de larga duración con cloruro de dimetil dialquil amonio (DDAC) proporciona una desinfección adicional, así como la separación de sólidos. Cada tratamiento debe ir acompañado de una aireación para mezclar bien el agua y los aditivos químicos. Si un estanque carece de sistema de aireación, puede utilizarse una bomba de transferencia para "hacer rodar" el agua.

Mantenimiento semanal

Cada semana, un técnico debe registrar el nivel, la temperatura y el aspecto del estanque, así como recoger muestras de cuatro puntos equidistantes a lo largo del perímetro. Entre los descriptores habituales del aspecto se encuentran el transparente, el blanco lechoso, el blanco opaco, el verde teñido, el marrón teñido y el negro. En el registro semanal debe anotarse también si el estanque se ha aireado (o "rodado") en el momento de la recogida de la muestra o en torno a él.

Análisis de muestras de agua

Lasmuestras de agua deben ser analizadas cada semana para determinar los niveles de DO y ORP. Si el ORP cae por debajo de 50 milivoltios, la muestra debe analizarse más a fondo para determinar el nivel de ATP. De lo contrario, las muestras para el análisis de ATP pueden recogerse cada dos semanas en lugar de cada semana. Si el nivel de ATP supera los 10.000 picogramos por mililitro, debe aplicarse una dosis de 30 partes por millón (ppm) de DDAC activo al 80% para mantener la calidad del agua.

Aireación del estanque

El medio más eficaz para airear un estanque grande es utilizar un sistema de aireación subsuperficial para introducir aire difuso directamente en el agua. A diferencia de los aireadores de superficie y las fuentes, la aireación subsuperficial crea el mayor contacto entre el aire y el agua, la circulación y la mezcla, y provoca la menor evaporación. Como ya se ha dicho, si el estanque carece de un sistema de aireación, se puede utilizar una bomba de transferencia para "hacer rodar" el estanque, pero esto no es lo ideal.

La aireación suele realizarse una o dos veces cada 24 horas, dependiendo de la temperatura del agua y de las condiciones meteorológicas locales. Los climas más cálidos pueden requerir que el sistema de aireación funcione de forma continua, pero hay que tener cuidado en este caso porque demasiado aire puede hacer que el estanque se vuelva turbio. TETRA recomienda mantener un nivel mínimo de OD de 2-4 ppm para evitar el crecimiento bacteriano; es preferible mantener niveles más altos si es posible.

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