Petróleo y gas
Desde sistemas de manipulación de material a apagadores de cal, Carmeuse Systems proporciona soluciones de equipamiento eficaces para la industria de producción de arenas bituminosas.
¿Qué son las arenas bituminosas?
La producción de arenas bituminosas es un tipo de método de extracción de petróleo no convencional, mediante el cual se extrae petróleo de areniscas que están empapadas naturalmente de betún, una forma pesada y muy viscosa de petróleo. Aunque existen yacimientos de arenas bituminosas en varias regiones del mundo, sólo Canadá cuenta con una industria comercial de arenas bituminosas a gran escala en el yacimiento de Athabasca, en Alberta. Aproximadamente el 20 % de las arenas bituminosas canadienses están lo suficientemente cerca de la superficie como para ser explotadas mediante técnicas convencionales de minería de superficie; el resto debe recuperarse in situ. Sin embargo, el betún no puede extraerse mediante perforación petrolífera convencional, ya que no fluye libremente. Primero hay que calentarlo en el suelo hasta que se vuelve lo suficientemente fluido como para bombearlo a la superficie.
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¿Cómo se extrae el petróleo de las arenas bituminosas in situ?
Existen dos métodos de uso común para calentar el betún: el drenaje gravitacional asistido por vapor (SAGD) y la estimulación cíclica con vapor (CSS). Como su nombre indica, ambos consisten en inyectar vapor a alta presión en los yacimientos de arenas bituminosas para estimular la producción. El vapor condensado se bombea a la superficie con el betún. Conocido como agua producida, el vapor condensado se trata antes de reciclarse de nuevo en el proceso de extracción de arenas bituminosas.
Drenaje por gravedad asistido por vapor
El SAGD consiste en perforar un par de pozos horizontales paralelos. Se inyecta vapor en el pozo menos profundo de los dos (el pozo inyector) para calentar el betún, que fluye por gravedad hacia el pozo inferior (el pozo productor). Las bombas del pozo productor extraen el betún y el vapor condensado hacia la superficie.
Estimulación cíclica con vapor
La producción de petróleo mediante CSS (o huff 'n' puff) utiliza un pozo vertical para la inyección y la producción. Se inyecta vapor a alta presión en el yacimiento de arena petrolífera durante varias semanas y luego se cierra para que el vapor caliente el betún alrededor del pozo. Este “baño de vapor” ablanda y diluye el betún y, además, el vapor a alta presión fractura la roca circundante, creando grietas y aberturas por las que el betún ablandado puede fluir de vuelta al pozo.
Al final de la inmersión en vapor, el pozo entra en producción y devuelve a la superficie una mezcla de petróleo y vapor condensado. Este proceso se repite varias veces hasta que la respuesta a la estimulación con vapor desciende hasta el punto en que la extracción deja de ser rentable.
Diferencias entre SAGD y CSS
El SAGD fue posible gracias a la mejora de las técnicas de perforación horizontal. Se trata de un proceso continuo que ofrece rendimientos de producción mucho mayores y mejores tasas de recuperación de betún que la CSS, por lo que es el método predominante para la producción de arenas bituminosas en la actualidad.
Sin embargo, como se basa en la gravedad para atraer el petróleo hacia el pozo de producción, sólo puede utilizarse cuando la permeabilidad vertical es suficiente para permitir que el betún fluya hacia el segundo pozo. No hay fracturación de la roca como en la qCSS. Por lo tanto, en yacimientos con escasa permeabilidad vertical, la CSS sigue siendo el proceso de extracción preferido.
Esto pone de relieve una última diferencia clave entre SAGD y CSS: la presión del vapor. El vapor se inyecta a una presión mucho más alta en CSS (es decir, por encima de la presión de fractura de la roca) que en SAGD, donde el drenaje por gravedad es el principal mecanismo de recuperación de petróleo.
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Generación de vapor en la producción de arenas bituminosas
En la actualidad, la mayoría de las explotaciones de arenas bituminosas utilizan generadores de vapor de un solo paso (OTSG). Estas grandes calderas sin tambor reciclan el agua producida para generar el vapor necesario para la inyección en el pozo. Esto reduce el consumo de agua dulce y mejora la eficiencia energética (ya que el agua producida se recupera a mayor temperatura que el agua subterránea).
Sin embargo, el agua producida suele contener grandes cantidades de minerales disueltos, como calcio, magnesio, hierro, sodio y sílice. Con el tiempo, estos componentes provocan incrustaciones en el OTSG, lo que en última instancia conducirá a la corrosión y erosión que pueden dañar el OTSG. Para evitarlo, el agua producida debe tratarse con cal y otros ablandadores químicos.
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Nuestro papel en la producción de arenas bituminosas
Hay tres ablandadores químicos principales que se utilizan para tratar el agua producida en la extracción de arenas petrolíferas:
- Cal hidratada (Ca(OH)2)
- Óxido de magnesio (MgO)
- Carbonato sódico (ceniza de sosa, Na2CO3)
These are delivered as dry bulk materials to the oil sands site, where they are mixed with water into a slurry in the case of lime and magnesium oxide, or solution in the case of soda ash, before being added to the water treatment process.
Como experto en el diseño, adquisición e instalación de sistemas de manipulación de productos químicos, Carmeuse Systems cuenta con un sólido historial de apoyo al tratamiento de aguas en la industria de las arenas petrolíferas. Prestamos apoyo desde la descarga en camión del producto químico seco hasta la entrega de la pulpa en el proceso final, y todas las partes intermedias, incluido el almacenamiento, la promoción del flujo, la alimentación, los depósitos de mezcla y el bombeo.
One example is our experience in the design of magnesium oxide handling systems. Used to remove silica from produced water, MgO presents a particular challenge in that, when mixed with water, it begins to slake, forming magnesium hydroxide (Mg(OH)2) which achieves lower silica removal levels than non-slaked MgO. Una vez mezclada, es importante introducir la pulpa de MgO en el proceso lo antes posible para maximizar la eficiencia de la eliminación de sílice y reducir la cantidad de ablandador necesaria para tratar el agua.
Carmeuse Systems es líder mundial en el diseño y suministro de sistemas de apagado de cal, que produce pulpa de cal a partir de cal viva en lugar de cal hidratada. Las condiciones de las explotaciones de arenas bituminosas (gran demanda de pulpa, largas distancias hasta los proveedores de cal y acceso a agua caliente para el apagado) son tales que el apagado in situ puede ofrecer una solución más rentable para sus necesidades de pulpa de cal. Hable hoy mismo con un experto sobre las ventajas de pasar de la cal hidratada al apagado con cal viva.
Carmeuse Systems cuenta con el respaldo de la experiencia y los conocimientos de su empresa matriz, Carmeuse, líder mundial en productos de cal y piedra caliza. Los especialistas de Carmeuse cuentan con más de un siglo de experiencia industrial combinada en el uso optimizado de la cal en una amplia gama de aplicaciones industriales, incluido el suministro de productos de cal para la extracción de petróleo y gas.
Para ampliar sus conocimientos, nuestros colegas de Carmeuse han elaborado este útil artículo sobre los distintos tipos de cal disponibles y cuándo utilizarlos en el tratamiento del agua: ¿Cal viva, hidratada o pulpa de cal?
Supporting Other Dry Bulk Reagents
Carmeuse Systems designs and develops chemical feed systems for a variety of dry bulk reagents. From storage and flow promotion, to conveying and dust control solutions, our engineers can work with you to develop an effective solution for your operation's application and equipment needs.
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