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Tratamiento de Flowback : El Desafio es Posible

Ing. Jorge G. Augello, Business & Strategy  Consultant – Water in Shale Oil & Gas

Pablo Falduti, Gerente Comercial de Falmet ( www.falmet.com.ar )

El déficit energético que atraviesa Argentina obliga a enfrentar el desafio de desarrollar la explotación de recursos no convencionales como única forma de lograr el autoabastecimiento en el mediano plazo.

No es materia de discusión que el recurso “no convencional” esta al alcance de la mano y representa una reserva enorme de energía, en un lugar con tradicion petrolera donde abundan recursos humanos bien entrenados y la tecnología necesaria para aprovecharlo.  Solo esto, nos distingue del resto del mundo y nos coloca en una posición de privilegio para ser optmistas y seguir creyendo que la independencia energética es posible.

No obstante, este desarrollo tiene que superar en simultaneo dos grandes pruebas por delante, que son la de demostrar que es económicamente viable y ambientalmente amigable. No existen chances de resolver estas cuestiones a largo plazo. Deben ser resueltas ahora. Los habitantes de la cuenca neuquina así lo exigen.

A sabiendas de este contexto, y acertadamente,  la Secretaria de Medio Ambiente de Neuquén se colocó a la vanguardia y reguló la explotación del recurso no convencional mediante los decretos 1483/12 y 1485/12 que aportan reglas claras y cuyo principal objetivo es fomentar el reúso de agua, conservar el suelo y así preservar el recurso hídrico de la provincia y el medio ambiente en general. Como sucede en todos los ámbitos, las leyes por si solas no son garantía de efectividad y deben estar acompañadas por una férrea fiscalización y el compromiso de los actores.
Respondiendo a la necesidad de costos que viabilicen la explotación del recurso no convencional, atendiendo la preocupación de la población de la región y asumiendo este marco regulatorio como base de cuidado del medioambiente, FALMET y NALCO Champion emprendieron  el desafio de desarrollar una UNIDAD DE TRATAMIENTO DE AGUA diseñada y fabricada íntegramente en el país.

La UNIDAD en cuestión permite reusar casi la totalidad del agua de rechazo de fractura, la cual sale a la superficie dentro de los primeros 30 días de efectuada la misma y se lo conoce como agua de flujo de retorno o flowback.

Este flowback es toxico para la vida acuática y otras especies sensibles por lo que no puede ni debe descargarse a un curso de agua sino que, debe tratarse y ser reutilizado, tal como lo indica el decreto arriba mencionado. En esta práctica es en donde enfocamos nuestro desarrollo.

Este fluído que emerge de la fractura contiene altas concentraciones de sales disueltas (TDS), solidos suspendidos (TSS) y otros componentes tales como arenas, metales pesados, hidrocarburos, y químicos sintéticos agregados en el proceso.

Existe el prejuicio de que la explotación de hidrocarburos no convencionales pone en riesgo la disponibilidad de agua. Prejuicio alimentado por las experiencias semejantes llevadas a cabo en Eagle Ford y Marcellus (EEUU) en donde la captación de agua para el proceso proviene de acuíferos subterráneos. Cada fractura consume en promedio unos 15.000 m3 y devuelve apenas entre 4500 y 6000 m3 que pueden ser reusados, generando un déficit que la reposición natural no llegaría a compensar

Afortunadamente no es el el caso de la cuenca neuquina que, en cambio, dispone de grandes cantidades de agua en superficie (ríos y lagos) dejando este prejuicio fuera de juego. Según estimaciones, el volumen de agua necesario para realizar las fracturas es el 0,1% del disponible.

No obstante lo cual debemos velar para no  comprometer el acceso de este recurso a la población y bregar para que pueda ser usado responsablemente, para lo que se hace imprescindible el reuso del flowback.

La unidad de tratamiento fue enteramente desarrollada en el país teniendo en cuenta las propiedades del flowback neuquino, que se mostraron muy diferentes de aquellas observadas en los campos de fractura no convencionales del exterior (e.g. EEUU, China, Rusia) por características propias de la región. Esta condición obligó a descartar tecnologías de tratamiento que se consideraban exitosas en los sitios mencionados y que no consiguieron buenos resultados en los ensayos iniciales en nuestra región.

El Tratamiento del Flowback:

La unidad consiste en una planta de acondicionamiento autónoma, capaz de tratar hasta 350 m³/dia del flowback generado en la fractura dejándola en condiciones de ser mezclada con agua fresca y transformarse en la alimentación de la nueva perforación reusando asi, casi la totalidad del flowback. La tecnología de tratamiento desarrollada, en forma conjunta entre FALMET y NALCO Champion, transforma pasivos ambientales en activos al reciclar el flowback para su uso en la próxima etapa de fracturación hidráulica.

Esto fue posible combinando la experiencia de FALMET en el diseño y fabricación de equipos y la innovación aplicada a nuevos programas químicos y monitoreo avanzado de procesos que NALCO CHAMPION ha venido desarrollando en los últimos años.

Como consecuencia de la aplicación del tándem tecnológico se mejoran drásticamente los costos de producción y se genera un ciclo del agua sustentable, reduciendo la necesidad del uso de agua fresca ya que evita la desaparición del agua del ciclo hidrológico al enviarse a un pozo sumidero.

El reuso y tratamiento del flowback en el sitio de fractura – como el aquí propuesto-  tiene varias ventajas:

Cumple con las reglamentaciones vigentes – impacto ambiental positivo-
Reduce sustancialmente el tráfico de camiones y sus gastos asociados simplificando la logística del agua -impacto económico positivo -Contribuye a la seguridad vial.

El proceso de tratamiento de Flowback desarrollado consta de equipos, productos químicos y servicios que pueden ajustarse a la necesidad y la estrategia de tratamiento de cada cliente.

El equipo FALMET FBK-T2 es un diseño móvil de tratamiento de flowback de operación simple y de bajo costo de mantenimiento que permite operar prácticamente en cualquier locación disponiendo de todo el equipamiento necesario para realizar in-situ el tratamiento y acondicionamiento tanto del agua de rechazo como así también de los sólidos extraídos durante el tratamiento.

FALMET FBK-T2 remueve sólidos, material orgánico soluble e insoluble, hierro y bacterias  de la corriente de flowback, retornando un agua que puede reutilizarse, mezclada en las proporciones adecuadas con agua fresca y reinyectarse como parte de nuevo fluido de fractura utilizando los geles de fracturas apropiados desarrollados para estas condiciones.

Aplicación:

FALMET FBK-T2 consiste en una unidad AUTONOMA de Separación por flotación de alta eficiencia, un sistema de filtración y pulido diseñado específicamente para este fluido y un módulo de servicios transportable.

Cuenta además con una etapa de deshidratación de residuos semi solidos generados en el proceso.

La corriente de flowback es bombeada desde la fuente en la locación (frack tank, pileta, etc) a la unidad FALMET FBK-T2 con una bomba de alimentación adaptable que forma parte del equipo.

Los sólidos suspendidos (TSS) y el material orgánico son separados del flowback incorporando al equipo una combinación de productos químicos ecológicamente amigables.

Una vez lograda la separación, el material semisólido flota o decanta, es colectado y deshidratado.

La corriente de agua limpia es bombeada fuera del sistema a una locación designada o se envía por camión a otra operación.

Principales Características:

• Capacidad: 350 m³/día por unidad;
• Aprobado por el Ministerio de Energía y la Secretaría de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible de Neuquén;
• Instalación antiexplosiva;

• Íntegramente construido en Argentina;
• Diseñado para una integración simple con sistemas típicos de completación en operaciones de shale Oil & Gas;
• Mínimo tiempo de disposición en campo (set up).
• Pequeño espacio de locación (2.50m x 14m)
• Equipo electrógeno.
• Puede combinarse con otros módulos de proceso para obtener capacidad adicional o calidad diferenciada (combinación de otras tecnologías para disminución de TDS).
• Proceso SHEMS de Tolerancia CERO a derrames e incidentes
• Diseñado para cumplir con la Ley de Transito Nacional.

Monitoreo:

Las propiedades fisicoquímicas del agua ponen en juego la viabilidad económica de un proyecto no convencional y su máximo retorno económico en el largo plazo. Con esta visión el equipo desarrollado incorpora tecnologías de monitoreo patentadas por NALCO CHAMPION que permiten monitorear entre otras variables:

• La tendencia  incrustante del agua tratada, por monitoreo online con tecnología DEPCON™ y análisis químico. El equipo simula la tendencia incrustante de cualquier combinación de aguas residuales para su tratamiento adecuado antes de la próxima operación.

• Las tasa de corrosión con Sondas Selectivas instaladas en la corriente de agua tratada.

• Actividad microbiológica: Identificación rápida, in-situ, por método ATP, que asegura tratar adecuadamente y garantiza la no proliferación de bacterias.

• La compatibilidad del agua tratada con el agua fresca de dilución para la nueva operación de fractura y de la tendencia incrustante del nuevo blend.

 

Conclusion:

A la luz de una combinación balanceada entre experiencia, innovación, creatividad y producción nacional,  que permite una acción rápida y un apoyo presente, damos el primer paso en ofrecer una respuesta para las pruebas exigidas al comienzo de la nota, poniendo a disposición una solución para el problema ambiental del agua a un costo adecuado.