Agua Congenita

INTRODUCCIÓN

Durante la explotación de los recursos petrolíferos del país, los yacimientos de petróleo han sido descubiertos generalmente en rocas sedimentarias, y se encuentran formados por hidrocarburos (aceite-gas) y agua salada en concentraciones variables de sales. Este conjunto de elementos es conocido generalmente como agua congénita, o salmuera de yacimiento petrolífero. La mayoría de los petróleos crudos que actualmente se extraen en todo el mundo, contienen agua y sales inorgánicas en cantidades apreciables los cuales deben ser removidos antes de su refinación. En México, PEMEX realiza la desalación y deshidratación del crudo mediante la separación del agua por campo eléctrico que debilita la barrera interfacial agua-aceite. En este proceso se genera un efluente de agua residual, llamado agua congénita. Su composición depende del tipo de petróleo que se extrae y procesa, crudo ligero o crudo Maya (pesado), así como de las técnicas de extracción: ascenso por bombeo o por inyección de gases, inundación con vapor, deshidratación con el uso de polímeros. Generalmente el agua congénita contiene sales inorgánicas en altas concentraciones e hidrocarburos. La disposición de este desecho es difícil por los peligros de salificación de los cuerpos receptores (agua o suelo) y por la presencia de compuestos tóxicos. Para prevenir impactos negativos al medio ambiente, se requiere de la implementación de sistemas de tratamiento con procesos avanzados de alto costo, tales como la desmineralización y la oxidación química.

En los procesos de producción petrolera, el agua eliminada de la deshidratación del crudo (aguas de producción), es posteriormente tratada para su reutilización como agua de inyección para la recuperación de pozos o para ser usada con otros fines.

Tradicionalmente, las técnicas para el tratamiento de las aguas de producción (aguas aceitosas) utilizan separadores API y separadores de placas corrugadas.

Sin embargo, el volumen de agua obtenido luego de esta separación, es superior al empleado para los usos anteriormente nombrados, esto se traduce en un pasivo ambiental.

El tipo de contaminantes presentes en las descargas industriales es muy diverso, y de éstos dependerá el uso y la aplicación de un proceso de depuración determinado. Las descargas pueden contener desechos de tipo orgánico y/o inorgánico (como son: sales disueltas, materia orgánica suspendida, solventes, grasas, colorantes, etc.).

Asimismo provocan, en muchos casos, cambios en temperatura, apariencia, concentración de material nutriente, entre otros. Un adecuado conocimiento del proceso industrial permite inferir, de modo general, las características de las aguas residuales, y por tanto definir cuál será la mejor secuencia de tratamientos a utilizar, 2002 menciona que en muchas partes del mundo, la descarga a cuerpos de agua superficial y la inyección subterránea representan las principales opciones para disponer del agua de producción de las operaciones de exploración y producción de petróleo y gas. Sujeto a ciertas excepciones, pueden observarse las siguientes tendencias: La mayoría del petróleo y gas costa adentro de U.S., los operadores inyectan el agua de producción para la mejora del petróleo y la recuperación de gas o la disposición final.

Muchos operadores de U.S. prefieren descargar el agua de producción a cuerpos de agua superficial si es autorizado por el regulador ambiental de los Estados Unidos. Los requisitos de tratamiento de agua CBM producida en virtud de las normas de la aprobación de la gestión es cada vez más restrictiva.

La mayoría de los operadores costa afuera de U.S. descargan el agua de producción al océano y están sujetos a requerimientos reglamentarios. El agua de producción costa afuera también es normalmente descargada en otras partes del mundo. Estos países emplean las normas de aprobación de la gestión que corresponde a la legislación de su país.

En México, debido a que la producción de crudo en los últimos años va en aumento, por consiguiente ha aumentado la generación de agua congénita.

En mayo del 2003 se aprobó la Norma Oficial

Mexicana NOM-143-SEMARNAT-2003 que establece las especificaciones ambientales para el manejo de agua congénita asociada a hidrocarburos, la cual define al agua congénita como agua asociada al hidrocarburo en el yacimiento y que surge durante la extracción del mismo, que contiene sales y puede tener metales.

Además le considera un subproducto no aprovechable y que la concentración de estos componentes puede ocasionar impactos negativos al medio ambiente cuando su manejo y disposición no son adecuados.

Antes de la publicación de esta norma, las plantas de tratamiento basaban sus condiciones particulares de descarga en la Norma Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1996, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales.

En la tabla 1 se muestra la caracterización del agua congénita descrita por Mijaylova y colaboradores en 2007.

La importancia de diseñar un tren de tratamiento adecuado para el acondicionamiento del agua congénita para su reinyección al subsuelo o vertido a un cuerpo receptor no solo debe de contemplar el cumpliendo de la normatividad oficial mexicana, debe de referenciar las mejores prácticas en cuanto a operación, diseño y mantenimiento de las plantas de tratamiento a nivel mundial, para así poder minimizar los riesgos ambientales que genera este residuo asociado con la exploración y producción de petróleo y gas.

Sistemas de tratamiento de aguas congénitas

Mijaylova et al., (2007) menciona que el estudio de la tratabilidad de las aguas congénitas, la simulación física de cuatro diferentes trenes de tratamiento en planta piloto y la simulación del proceso de infiltración del agua tratada señalaron como una alternativa de tratamiento adecuada la que incluye los siguientes procesos unitarios: ablandamiento y sedimentación, oxidación química, descarbonatación y filtración.

Grupo Destra

Para el tratamiento de agua congénita se manejan 4 tecnologías:

Separadores de gravedad (API)

El principio de operación es dejar que las grasas y aceites se separen solos del agua por gravedad

El equipo consiste en: tanque de almacenamiento, dispositivo para sustraer las grasas y aceites flotantes.

Interceptor de placas corrugadas

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