trabajo de grado para la obtenciÓn del tÍtulo de … · remoción de cortes y ripios de...

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

DISEÑO, CARACTERIZACIÓN Y TRATAMIENTO DE CORTES Y RIPIOS

PRODUCTO DE LA PERFORACIÓN DEL CAMPO YANAQUINCHA.

TRABAJO DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERA QUÍMICA

AUTORA: SOFIA BELEN BORJA BALLESTEROS

TUTOR: ING. LUIS A. CALLE GUADALUPE

QUITO

2015

ii

APROBACIÓN DEL TUTOR

En calidad de Tutor de la Tesis de Grado DISEÑO, CARACTERIZACIÓN Y

TRATAMIENTO DE CORTES Y RIPIOS PRODUCTO DE LA PERFORACIÓN DEL

CAMPO YANAQUINCHA., certifico que el mismo es original y ha sido desarrollado por la

señorita SOFIA BELEN BORJA BALLESTEROS, bajo mi dirección y conforme a todas las

observaciones realizadas considero que el trabajo reúne los requisitos y por tanto tiene

aprobación.

En la ciudad de Quito, a los 28 días del mes de Julio del 2015.

TUTOR

iii

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, SOFIA BELEN BORJA BALLESTEROS en calidad de autora de la Trabajo de Grado

realizada sobre “DISEÑO, CARACTERIZACIÓN Y TRATAMIENTO DE CORTES Y

RIPIOS PRODUCTO DE LA PERFORACIÓN DEL CAMPO YANAQUINCHA.”, por la

presente autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los

contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente

académicos o de investigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización,

seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 19 y

demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.

Quito, 07 de Agosto de 2015

Sofía Belén Borja Ballesteros

C.I. 172020804-8

[email protected]

mailto:[email protected]

iv

DEDICATORIA

A mi Abuelita Laura que es un angelito

que supo guiarme desde el cielo en los

momentos más difíciles, quien fue un

pilar muy importante en mi vida, y supo

cuidar de mí, darme todo su amor,

paciencia, a pesar que no estés a mi

lado siempre estás en mi mente y en mi

corazón, como quisiera que estés en

este momento tan importante junto a

mí, y a mi hijo Leandro Vizuete que

con su sonrisa dice más de mil palabras

TE AMO chiquito.

v

AGRADECIMIENTO

A ti mi Dios y mi Virgen Dolorosa, por darme la fuerza y la sabiduría para poder salir adelante

en los momentos más difíciles de mi vida.

Agradezco a mi abuelita Laura, a mis padres Elsa y Pépe por estar pendientes de mí, y

brindarme todo su apoyo incondicional.

A mi hermano Kevin por ser un compañero y con quien siempre puedo contar y además mi

futuro colega.

A mi esposo César Vizuete (Beto) por su paciencia y amor que me ha dado durante todos estos

años juntos, y a mi adorado hijo Leandro Vizuete por brindarme tres maravillosos años junto a

ti y darme ese aliento para seguir adelante.

Al Ing. Herbert Raza, por abrirme las puertas de la empresa QMAX y darme todo el apoyo y

facilidades para poder realizar este trabajo, gracias.

A mis compañeros de estuvieron junto a mi es épocas de estudio, a mis amigos que forman

parte del DPEC, Vanesa, Fernanda, Lucia, Carlitos, Segundo, Richard gracias por todo lo que

me ayudaron en los momentos de más necesidad, y un agradecimiento especial a Cristian

Córdova por ayudarme en los momentos de más angustia en la realización de este trabajo.

A mis suegros por darme su mano generosa y ayudarme durante estos tres años de aprendizaje y

a la Flia Pozo por sus palabras de aliento y cariño.

vi

CONTENIDO

Pág.

LISTA DE TABLAS .................................................................................................................. xi

LISTA DE FIGURAS .............................................................................................................. xvi

LISTA DE GRÁFICOS ......................................................................................................... xviii

LISTA DE ANEXOS ................................................................................................................ xxi

RESUMEN ............................................................................................................................... xxii

SUMMARY ............................................................................................................................ xxiii

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 24

1. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................ 26

1.1. Fundamentación Teórica .................................................................................................. 26

1.1.1. Pozo petrolero ................................................................................................................... 26

1.1.2. Perforación ....................................................................................................................... 26

1.1.3. Lodo de Perforación ......................................................................................................... 26

1.1.4. Cortes y ripios de perforación .......................................................................................... 26

1.1.4.1. Clasificación de los sólidos por su tamaño ..................................................................... 27

1.1.5. Clasificación de los sólidos por su densidad .................................................................... 28

1.1.6. Contaminación .................................................................................................................. 28

2. DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL DE SÓLIDOS ............................................... 30

2.1. Remoción de Cortes y Ripios de Perforación .................................................................. 30

2.2. Mecanismos de Control de Sólidos .................................................................................. 30

2.2.1. Dilución o desplazamiento ............................................................................................. 30

2.2.2. Sedimentación ................................................................................................................. 31

2.2.3. Método mecánico ............................................................................................................ 31

2.2.4. Equipo de control de sólidos ............................................................................................. 32

3. CARACTERIZACION Y MARCO LEGAL DE CORTES Y RIPIOS PRODUCTO

DE LA PERFORACIÓN .......................................................................................................... 56

3.1. Parámetros de contaminación .......................................................................................... 56

3.1.1. Conductividad Eléctrica ................................................................................................... 56

3.1.2. Potencial Hidrógeno (Ph) ................................................................................................. 56

3.1.3. Hidrocarburos totales TPH .............................................................................................. 57

3.1.4. Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP´s) ............................................................. 57

3.1.5. Metales Pesados................................................................................................................ 57

vii

3.2. Tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación ........................................... 59

3.2.1. Elementos utilizados en el tratamiento ............................................................................. 59

3.3. Marco Legal ....................................................................................................................... 62

3.3.1. Reglamento Ambiental para el manejo y disposición de los ripios de perforación. ......... 63

4. PARTE EXPERIMENTAL................................................................................................. 65

4.1. Diseño Experimental ......................................................................................................... 65

4.1.1. Esquema del diseño experimental del tratamiento de cortes y ripios producto de la

perforación .................................................................................................................................. 65

4.1.2. Materiales y Equipo .......................................................................................................... 67

4.1.3. Sustancias y reactivos ....................................................................................................... 67

4.1.4. Muestreo ........................................................................................................................... 67

4.1.5. Procedimiento ................................................................................................................... 67

4.1.6. Elaboración de las mezclas para el tratamiento de cortes y ripios de perforación ......... 68

4.2. Diseño del Proceso ............................................................................................................. 70

4.3. Datos Experimentales ........................................................................................................ 72

4.3.1. Datos de laboratorio de la caracterización de cortes y ripios Muestra Original ............ 72

4.3.2. Datos de laboratorio de la caracterización de cortes y ripios Mezcla 1 .......................... 74

4.3.3. Datos de laboratorio de la caracterización de cortes y ripios Mezcla 2 ............................ 76




5. CÁLCULOS ......................................................................................................................... 85

5.1. Cálculo para bombas centrifugas ..................................................................................... 85

5.1.1. Calculo de la carga expresada como aceleración centrifuga .......................................... 85

5.1.2. Calculo de la presión de alimentación ............................................................................. 86

5.1.3. Calculo de la potencia de la bomba .................................................................................. 86

5.2. Cálculo del volumen de la tolva ........................................................................................ 86

5.2.1. Cálculo de la Presión interna que soporta la Tolva ........................................................... 87

5.2.2. Cálculo de la Potencia del motor de la tolva ..................................................................... 88

5.3. Especificaciones de diseño de los equipos que forman el sistema de control de

sólidos ......................................................................................................................................... 89

5.4. Preparación de las mezclas para los cortes y ripios producto de la perforación ......... 90

5.4.1. Cálculo modelo del volumen que se requiere para tratar 500 gr de lodo ....................... 90

5.4.2. Cálculo de la cantidad de químico necesario para tratar cada barril de lodo ................ 91

5.4.3. Porcentaje de bario eliminado por cada sección ............................................................. 92

5.4.4. Análisis de Costos ............................................................................................................. 92

6. RESULTADOS..................................................................................................................... 94

viii

6.1. Resultados de la experimentación ....................................................................................... 94

6.1.1. Comparación grafica de los resultados obtenidos del tratamiento para la primera

sección ........................................................................................................................................ 94

6.1.2. Comparación grafica de los resultados obtenidos del tratamiento para la segunda

sección ........................................................................................................................................ 95

6.1.3. Comparación grafica de los resultados obtenidos del tratamiento para la tercera

sección ........................................................................................................................................ 96

6.2. Análisis de las variables para encontrar las condiciones adecuadas de operación en el

proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación para Zaranda

Primera Sección. ........................................................................................................................ 97

6.2.1. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de PH para datos de

zaranda primera sección. ............................................................................................................ 97

6.2.2. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de Conductividad para

datos de zaranda primera sección. ............................................................................................. 99

6.2.3. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de Bario para datos de

zaranda primera sección. .......................................................................................................... 101

6.2.4. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de Cadmio para datos de


6.2.5. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de Cromo para datos de




6.3. Análisis de las variables para encontrar las condiciones adecuadas de operación

en el proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación. ..................... 109


zaranda segunda sección. ......................................................................................................... 109


datos de zaranda segunda sección. ........................................................................................... 111







6.3.6. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de Vanadio para datos de


ix


en el proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación. ..................... 121


zaranda tercera sección. ........................................................................................................... 121


datos de zaranda tercera sección. ............................................................................................. 123










en el proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación Cortes

Primera Sección ....................................................................................................................... 133


cortes primera sección. ............................................................................................................. 133


datos de cortes primera sección. ............................................................................................... 135










en el proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación de Cortes

Segunda Sección. ..................................................................................................................... 145


cortes segunda sección. ............................................................................................................. 145


datos de cortes segunda sección. .............................................................................................. 147

x










en el proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación de Cortes

Tercera Sección. ...................................................................................................................... 157


cortes tercera sección................................................................................................................ 157


datos de cortes tercera sección. ................................................................................................ 159









7. DISCUSIÒN ....................................................................................................................... 170

8. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 172

9. RECOMENDACIONES .................................................................................................... 173

CITAS BIBLIOGRAFICAS................................................................................................... 174

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 177

ANEXOS .................................................................................................................................. 179

xi

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1. Clasificación API con respecto al tamaño de partícula ................................................. 27

Tabla 2. Densidad específica de materiales comunes en los campos petroleros ......................... 28

Tabla 4. Porcentaje de mezclas para el tratamiento .................................................................... 69

Tabla 5. Datos de la muestra a tratar ........................................................................................... 72

Tabla 6. Caracterización de las muestras de zarandas primera sección muestra original ........... 72

Tabla 7. Caracterización de las muestras de cortes primera sección muestra original ................ 72

Tabla 8. Caracterización de las muestras de cortes segunda sección muestra original ............... 73

Tabla 9. Caracterización de las muestras de cortes segunda sección muestra original ............... 73

Tabla 10. Caracterización de las muestras de zaranda tercera sección muestra original ............ 73

Tabla 11. Caracterización de las muestras de cortes tercera sección muestra original ............... 74

Tabla 12. Caracterización de las muestras de zaranda primera sección mezcla 1 ....................... 74

Tabla 13. Caracterización de las muestras de cortes primera sección mezcla 1 ......................... 74

Tabla 14. Caracterización de las muestras de zaranda segunda sección mezcla 1 ...................... 75

Tabla 15. Caracterización de las muestras de cortes segunda sección mezcla 1 ......................... 75

Tabla 16. Caracterización de las muestras de zaranda tercera sección mezcla 1 ........................ 75

Tabla 17. Caracterización de las muestras de cortes tercera sección mezcla 1 .......................... 76

Tabla 18. Caracterización de las muestras de zaranda primera sección mezcla 2 ...................... 76





Tabla 23. Caracterización de las muestras de cortes tercera sección mezcla 2 ........................... 78








xii






Tabla 36. Caracterización de las muestras de zaranda primera sección receta 1 ........................ 82

Tabla 37. Caracterización de las muestras de cortes primera sección receta 1 ........................... 82

Tabla 38. Caracterización de las muestras de zaranda segunda sección receta 1 ........................ 83

Tabla 39. Caracterización de las muestras de cortes segunda sección receta 1........................... 83

Tabla 40. Caracterización de las muestras de zaranda tercera sección receta 1 .......................... 83

Tabla 41. Caracterización de las muestras de cortes tercera sección receta 1 ............................. 84

Tabla 42. Dimensiones de la Tolva ............................................................................................. 87

Tabla 43. Especificaciones de Zarandas...................................................................................... 89

Tabla 44. Especificaciones para Hidrociclones ........................................................................... 89

Tabla 45. Especificaciones para Centrifugas Decantadoras ........................................................ 90

Tabla 46. Precio de los materiales utilizados para cada mezcla .................................................. 92

Tabla 47. Precio de los materiales utilizados para la mezcla 1 ................................................... 92




Tabla 51. Análisis de Varianza PH zaranda primera sección ...................................................... 97

Tabla 52. Coeficiente de Regresión PH zaranda primera sección ............................................... 97

Tabla 53. Valor óptimo PH zaranda primera sección ................................................................. 99

Tabla 54. Análisis de varianza Conductividad Zaranda primera sección ................................... 99

Tabla 55. Coeficiente de regresión conductividad zaranda primera sección .............................. 99

Tabla 56. Valor óptimo conductividad zaranda primera sección .............................................. 101

Tabla 57. Análisis de varianza de Bario zaranda primera sección ............................................ 101

Tabla 58. Coeficiente de regresión de bario zaranda primera sección ...................................... 101

Tabla 59. Valor óptimo de bario zaranda primera sección ........................................................ 103

Tabla 60. Análisis de varianza de Cadmio zaranda primera sección ........................................ 103

Tabla 61. Coeficiente de regresión de cadmio, zaranda primera sección ................................. 103

Tabla 62. Valor óptimo de cadmio, zaranda primera sección ................................................... 105

Tabla 63. Análisis de varianza de cromo, zaranda primera sección .......................................... 105

Tabla 64. Coeficiente de regresión de cromo, zaranda primera sección ................................... 105

Tabla 66. Análisis de varianza de vanadio, zaranda primera sección ....................................... 107

Tabla 67. Coeficiente de regresión de vanadio, zaranda primera sección ................................. 107

Tabla 68. Valor óptimo de vanadio, zaranda primera sección .................................................. 109

xiii

Tabla 69. Análisis de varianza de PH, zaranda segunda sección .............................................. 109

Tabla 70. Coeficiente de regresión de PH, zaranda segunda sección ....................................... 109

Tabla 71. Valor óptimo de PH, zaranda segunda sección ......................................................... 111

Tabla 72. Análisis de varianza de conductividad, zaranda segunda sección. ............................ 111

Tabla 74. Valor óptimo de conductividad, zaranda segunda sección ........................................ 113

Tabla 75. Análisis de varianza de bario, zaranda segunda sección ........................................... 113

Tabla 76. Coeficiente de regresión de bario, zaranda segunda sección .................................... 113

Tabla 77. Valor óptimo de bario, zaranda segunda sección ...................................................... 115

Tabla 78. Análisis de varianza de Cadmio, zaranda segunda sección ....................................... 115

Tabla 79. Coeficiente de regresión de cadmio, zaranda segunda sección ................................. 115

Tabla 80. Valor óptimo de cadmio, zaranda segunda sección .................................................. 117

Tabla 81. Análisis de varianza de cromo, zaranda segunda sección ......................................... 117

Tabla 82. Coeficiente de regresión de cromo, zaranda segunda sección .................................. 117

Tabla 83. Valor óptimo de cadmio, zaranda segunda sección .................................................. 119

Tabla 84. Análisis de varianza de vanadio, zaranda segunda sección ....................................... 119

Tabla 85. Coeficiente de regresión de vanadio, zaranda segunda sección ................................ 119

Tabla 86. Valor óptimo de Vanadio, zaranda segunda sección ................................................. 121

Tabla 87. Análisis de varianza de PH, zaranda tercera sección ................................................ 121

Tabla 88. Coeficiente de regresión de PH, zaranda tercera sección .......................................... 121

Tabla 89. Valor óptimo de PH, zaranda tercera sección ........................................................... 123

Tabla 90. Análisis de Varianza de conductividad, zaranda tercera sección .............................. 123

Tabla 91. Coeficiente de regresión de conductividad, zaranda tercera sección ........................ 123

Tabla 92. Valor óptimo de conductividad, zaranda tercera sección .......................................... 125

Tabla 93. Análisis de varianza de bario, zaranda tercera sección ............................................. 125

Tabla 94. Coeficiente de regresión de bario, zaranda tercera sección ....................................... 125

Tabla 95. Valor óptimo de bario, zaranda tercera sección ........................................................ 127

Tabla 96. Análisis de varianza de cadmio, zaranda tercera sección .......................................... 127

Tabla 97. Coeficiente de regresión de cadmio, zaranda tercera sección ................................... 127

Tabla 98. Valor óptimo de cadmio, zaranda tercera sección ..................................................... 129

Tabla 99. Análisis de varianza de cromo, zaranda tercera sección ........................................... 129

Tabla 100. Coeficiente de regresión de cadmio, zaranda tercera sección ................................. 129

Tabla 101. Valor óptimo de cadmio, zaranda tercera sección ................................................... 131

Tabla 102. Análisis de varianza de vanadio, zaranda tercera sección ....................................... 131

Tabla 103. Coeficiente de regresión de vanadio, zaranda tercera sección ................................ 131

Tabla 104. Valor óptimo de vanadio, zaranda tercera sección .................................................. 133

Tabla 105. Análisis de varianza de PH, cortes primera sección ................................................ 133

Tabla 106. Coeficiente de regresión de PH, cortes primera sección ......................................... 133

xiv

Tabla 107. Valor óptimo de PH, cortes primera sección ........................................................... 135

Tabla 108. Análisis de varianza de conductividad, cortes primera sección .............................. 135

Tabla 109. Coeficiente de regresión de conductividad, cortes primera sección........................ 135

Tabla 110. Valor óptimo de conductividad, cortes primera sección ......................................... 137

Tabla 111. Análisis de varianza de bario, cortes primera sección ............................................. 137

Tabla 112. Coeficiente de regresión de bario, cortes primera sección ...................................... 137

Tabla 113. Valor óptimo de bario, cortes primera sección ....................................................... 139

Tabla 114. Análisis de varianza de cadmio, cortes primera sección ......................................... 139

Tabla 115. Coeficiente de regresión de cadmio, cortes primera sección .................................. 139

Tabla 116. Valor óptimo de cadmio, cortes primera sección .................................................... 141

Tabla 117. Análisis de varianza de cromo, cortes primera sección ........................................... 141

Tabla 118. Coeficiente de regresión de cromo, cortes primera sección .................................... 141

Tabla 119. Valor óptimo de cromo, cortes primera sección...................................................... 143

Tabla 120. Análisis de varianza de vanadio, cortes primera sección ........................................ 143

Tabla 121. Coeficiente de regresión de vanadio, cortes primera sección ................................. 143

Tabla 122. Valor óptimo de vanadio, cortes primera sección ................................................... 145

Tabla 123. Análisis de varianza de PH, cortes segunda sección ............................................... 145

Tabla 124. Coeficiente de regresión de PH, cortes segunda sección ........................................ 145

Tabla 125. Valor óptimo de PH, cortes segunda sección .......................................................... 147

Tabla 126. Análisis de varianza de conductividad, cortes segunda sección.............................. 147

Tabla 127. Coeficiente de regresión de conductividad, cortes segunda sección ....................... 147

Tabla 128. Valor óptimo de conductividad, cortes segunda sección ........................................ 149

Tabla 129. Análisis de varianza de Bario, cortes segunda sección ........................................... 149

Tabla 130. Coeficiente de regresión de bario, cortes segunda sección ..................................... 149

Tabla 131. Valor óptimo de bario, cortes segunda sección ....................................................... 151

Tabla 132. Análisis de varianza de cadmio, cortes segunda sección ........................................ 151

Tabla 133. Coeficiente de regresión de cadmio, cortes segunda sección .................................. 151

Tabla 134. Valor óptimo de cadmio, cortes segunda sección ................................................... 153

Tabla 135. Análisis de varianza de cromo, cortes segunda sección .......................................... 153

Tabla 136. Coeficiente de regresión de cromo, cortes segunda sección ................................... 153

Tabla 137. Valor óptimo de cromo, cortes segunda sección ..................................................... 155

Tabla 138. Análisis de varianza de vanadio, cortes segunda sección ....................................... 155

Tabla 139. Coeficiente de regresión de vanadio, cortes segunda sección ................................. 155

Tabla 140. Valor óptimo de vanadio, cortes segunda sección .................................................. 157

Tabla 141. Análisis de varianza de PH, cortes tercera sección ................................................. 157

Tabla 142. Coeficiente de regresión de PH, cortes tercera sección ........................................... 157

Tabla 143. Valor óptimo de PH, cortes tercera sección ............................................................ 159

xv

Tabla 144. Análisis de varianza de conductividad, cortes tercera sección ................................ 159

Tabla 145. Coeficiente de regresión de conductividad, cortes tercera sección ......................... 159

Tabla 146. Valor óptimo de conductividad, cortes tercera sección ........................................... 161

Tabla 147. Análisis de varianza de bario, cortes tercera sección ............................................. 161

Tabla 148. Coeficiente de regresión de bario, cortes tercera sección ....................................... 161

Tabla 149. Valor óptimo de bario, cortes tercera sección ......................................................... 163

Tabla 150. Análisis de varianza de cadmio, cortes tercera sección ........................................... 163

Tabla 151. Coeficiente de regresión de cadmio, cortes tercera sección .................................... 163

Tabla 152. Valor óptimo de cadmio, cortes tercera sección...................................................... 165

Tabla 153. Análisis de varianza de cromo, cortes tercera sección ............................................ 165

Tabla 154. Coeficiente de regresión de cromo, cortes tercera sección ..................................... 165

xvi

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Equipo de Control de Sólidos................................................................................ 33

Figura 2. Componentes básicos de las zarandas vibradoras .............................................. 34

Figura 3. Tipos de movimientos de zarandas ............................................................................ 35

Figura 4. Movimiento lineal ....................................................................................................... 35

Figura 5. Zarandas de movimiento lineal .................................................................................. 36

Figura 6. Movimiento Circular................................................................................................... 36

Figura 7. Zaranda de movimiento circular ................................................................................. 37

Figura 8. Movimiento elíptico .................................................................................................... 37

Figura 9. Movimiento Elíptico ................................................................................................... 38

Figura 10. Malla de zaranda simple .......................................................................................... 38

Figura 11. Malla de zaranda múltiple ......................................................................................... 39

Figura 12. Configuración de la cubierta ..................................................................................... 40

Figura 13. Configuración de la Cubierta .................................................................................... 40

Figura 14. Tramados comunes de mallas .................................................................................. 41

Figura 15. Tipos de mallas ......................................................................................................... 42

Figura 16. Malla en forma piramidal ......................................................................................... 43

Figura 17. Funcionamiento de un hidrociclón ............................................................................ 48

Figura 18. Tipo de descarga de un hidrociclón .......................................................................... 50

Figura 19. Desarenador .............................................................................................................. 51

Figura 20. Deslimador ................................................................................................................ 52

Figura 21. Estructura interna de la centrifuga decantadora ....................................................... 53

Figura 22. Centrífuga decantadora ............................................................................................. 53

Figura 23. Proceso de coagulación ............................................................................................. 54

Figura 24. Proceso de floculación .............................................................................................. 55

Figura 25. Tipos de Zeolitas ........................................................................................................ 60

Figura 26. Carbón activado ......................................................................................................... 61

Figura 21. Diseño Experimental ................................................................................................. 66

Figura 28. Diagrama de bloque del Diseño del Sistema de Control de Sólidos ......................... 70

xvii

Figura 29. P&I sistema de control de sólidos ............................................................................. 71

Fig. 30. Esquema de la Tolva ..................................................................................................... 86

Figura. B.1. Zeolita verde.......................................................................................................... 181

Figura. B.2. Zeolita Crema ........................................................................................................ 181

Figura. C.1. Polisilicato de Sodio y Potasio .............................................................................. 182

Figura. C.2. Lignina Natural ..................................................................................................... 182

Figura. D.1. Carbón activado .................................................................................................... 183

Figura. E.1. Filtración de lixiviados .......................................................................................... 184

Figura. E.2. Cortes y ripios de perforación ............................................................................... 184

xviii

LISTA DE GRÁFICOS

Pág.

Gráfico 1. Bario vs. Tiempo de Zaranda Primera Sección .......................................................... 94

Gráfico 2. Bario vs. Tiempo de Cortes Primera Sección ............................................................ 94

Gráfico 3. Bario vs. Tiempo de Zaranda Segunda Sección ......................................................... 95

Gráfico 4. Bario vs. Tiempo de Cortes Segunda Sección ........................................................... 95

Gráfico 5. Bario vs. Tiempo de Zaranda Tercera Sección .......................................................... 96

Gráfico 6. Bario vs. Tiempo de Cortes Tercera Sección ............................................................. 96

Gráfico 7. Grafica de efectos principales para PH, zaranda primera sección ............................. 98

Gráfico 8. Superficie de respuesta estimada para PH, zaranda primera sección ......................... 98

Gráfico 9. Grafica de efectos principales para conductividad, zaranda primera sección .......... 100

Gráfico 10. Superficie de respuesta estimada para Conductividad, zaranda primera sección .. 100

Gráfico 11. Grafica de efectos principales para bario, zaranda primera sección ...................... 102

Gráfico 12. Superficie de respuesta estimada para bario, zaranda primera sección .................. 102

Gráfico 13. Grafica de efectos principales para cadmio, zaranda primera sección ................... 104

Gráfico 14. Superficie de respuesta estimada para Cadmio, zaranda primera sección ............. 104

Gráfico 15. Grafica de efectos principales para Cromo, zaranda primera sección ................... 106

Gráfico 16. Superficie de respuesta estimada para Cromo, zaranda primera sección ............... 106

Gráfico 17. Grafica de efectos principales para Vanadio, zaranda primera sección ................. 108

Gráfico 18. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, zaranda primera sección ............ 108

Gráfico 19. Grafica de efectos principales para PH, zaranda segunda sección ......................... 110

Gráfico 20. Superficie de respuesta para PH, zaranda segunda sección ................................... 110

Gráfico 21. Grafica de efectos principales para Conductividad, zaranda segunda sección ...... 112

Gráfico 22. Superficie de respuesta estimada para Conductividad, zaranda segunda sección .. 113

Gráfico 22. Grafica de efectos principales para Bario, zaranda segunda sección ..................... 114

Gráfico 23. Superficie de respuesta estimada para Bario, zaranda segunda sección ................ 114

Gráfico 24. Grafica de efectos principales para Cadmio, zaranda segunda sección ................. 116

Gráfico25. Superficie de respuesta estimada para Cadmio, zaranda segunda sección.............. 116

Gráfico 26. Grafica de efectos principales para Cromo, zaranda segunda sección ................... 118

Gráfico 27. Superficie de respuesta estimada para Cromo, zaranda segunda sección .............. 118

Gráfico 28. Grafica de efectos principales para Vanadio, zaranda segunda sección ................ 120

xix

Gráfico 29. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, zaranda segunda sección ............ 120

Gráfico 30. Grafica de efectos principales para PH, zaranda tercera sección ........................... 122

Gráfico 31. Superficie de respuesta estimada para PH, zaranda tercera sección ...................... 122

Gráfico 32. Grafica de efectos principales para Conductividad, zaranda tercera sección ......... 124

Gráfico 33. Superficie de respuesta estimada para Conductividad, zaranda tercera sección .... 124

Gráfico 34. Grafica de efectos principales para Bario, zaranda tercera sección ....................... 126

Gráfico 35. Superficie de repuesta estimada para Bario, zaranda tercera sección .................... 126

Gráfico 36. Grafica de efectos principales para Cadmio, zaranda tercera sección ................... 128

Gráfico 37. Superficie de respuesta estimada para Cadmio, zaranda tercera sección ............... 128

Gráfico 38. Grafica de efectos principales para Cromo, zaranda tercera sección ..................... 130

Gráfico 39. Superficie de repuesta estimada para Cromo, zaranda tercera sección .................. 130

Gráfico 40. Grafica de efectos principales para Vanadio, zaranda tercera sección ................... 132

Gráfico 41. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, zaranda tercera sección .............. 132

Gráfico 42. Grafica de efectos principales para PH, cortes primera sección ............................ 134

Gráfico 42. Superficie de respuesta estimada para PH, cortes primera sección ........................ 134

Gráfico 43. Grafica de efectos principales para conductividad, cortes primera sección ........... 136

Gráfico 45. Grafica de efectos principales para bario, cortes primera sección ......................... 138

Gráfico 46. Superficie de respuesta estimada para bario, cortes primera sección..................... 138

Gráfico 47. Grafica de efectos principales para Cadmio, cortes primera sección ..................... 140

Gráfico 48. Superficie de respuesta para cadmio, cortes primera sección ................................ 140

Gráfico 49. Grafica de efectos principales para Cromo, cortes primera sección ...................... 142

Gráfico 50. Superficie de respuesta estimada para Cromo, cortes primera sección .................. 142

Gráfico 51. Grafica de efectos principales para Vanadio, cortes primera sección .................... 144

Gráfico 52. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, cortes primera sección ............... 144

Gráfico 53. Grafica de efectos principales para PH, cortes segunda sección ............................ 146

Gráfico 54. Grafica de efectos principales para PH, cortes segunda sección ............................ 146

Gráfico 55. Grafica de efectos principales para Conductividad, cortes segunda sección ......... 148

Gráfico 56. Superficie de respuesta estimada para conductividad, cortes segunda sección ..... 148

Gráfico 57. Grafica de efectos principales para Bario, cortes segunda sección ........................ 150

Gráfico 58. Superficie de respuesta para Bario, cortes segunda sección .................................. 150

Gráfico 59. Grafica de efectos principales para Cadmio, cortes segunda sección .................... 152

Gráfico 60. Superficie de respuesta para Cadmio, cortes segunda sección ............................... 152

Gráfico 61. Grafica de efectos principales para Cromo, cortes segunda sección ...................... 154

Gráfico 62. Superficie des respuesta estimada para Cromo, cortes segunda sección ............... 154

Gráfico 63. Grafica de efectos principales para Vanadio, cortes segunda sección ................... 156

Gráfico 64. Grafica de efectos principales para Vanadio, cortes segunda sección ................... 156

Gráfico 65. Grafica de efectos principales para PH, cortes tercera sección .............................. 158

xx

Gráfico 66. Superficie de respuesta estimada para PH, cortes tercera sección ......................... 158

Gráfico 67. Grafica de efectos principales para conductividad, cortes tercera sección ............ 160

Gráfico 68. Superficie de respuesta estimada para Conductividad, cortes tercera sección ....... 160

Gráfico 69. Grafica de efectos principales para Bario, cortes tercera sección .......................... 162

Gráfico 70. Superficie es respuesta estimada para Bario, cortes tercera sección ...................... 162

Gráfico 71. Grafica de efectos principales para Cadmio, cortes tercera sección ...................... 164

Gráfico 72. Superficie es respuesta estimada para Cadmio, cortes tercera sección .................. 164

Gráfico 73. Grafica de efectos principales para Cromo, cortes tercera sección ........................ 166

Gráfico 74. Superficie de respuesta estimada para Cromo, cortes tercera sección ................... 166

Gráfico 75. Grafica de efectos principales para Vanadio, cortes tercera sección ..................... 168

Gráfico 76. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, cortes tercera sección ................. 168

xxi

LISTA DE ANEXOS

Pág.

ANEXOS................................................................................................................................... 179

ANEXO A. ANALISIS DE LAS ZEOLITAS POR RAYOS X ............................................... 180

ANEXO B. ZEOLITAS ............................................................................................................ 181

ANEXO C. POLISILICATO DE SODIO Y POTASIO, LIGNINA NATURAL .................... 182

ANEXO D. CARBÓN ACTIVADO ........................................................................................ 183

ANEXO E. ENSAYOS ............................................................................................................. 184

xxii

DISEÑO, CARACTERIZACIÓN Y TRATAMIENTO DE CORTES Y RIPIOS

PRODUCTO DE LA PERFORACIÓN DEL CAMPO YANAQUINCHA.

RESUMEN

Se disminuyó los parámetros contaminantes de cortes y ripios producto de la perforación los

cuales deben cumplir con la normativa ambiental vigente, para lo cual se realizó la

caracterización de diferentes parámetros contaminantes y además del diseño del sistema de

control de sólidos para incorporar el tratamiento.

Por tales razones se decide realizar un estudio de la combinación óptima de polisilicato de sodio

y potasio, zeolita, carbón activado, lignina natural para contrarrestar este problema que genera

un gran impacto ambiental y que a la vez nos permita el desecho de los cortes y ripios producto

de la perforación dentro de los parámetros establecidos por la ley.

El trabajo se inició con la caracterización de los cortes y ripios producto de la perforación,

determinándose que no cumple con las especificaciones de la norma. Con esta información se

plantea el cálculo de las diferentes concentraciones de polisilicato de sodio y potasio, zeolita,

lignina natural y carbón activado para ser añadidas a los cortes y ripios de perforación y los

resultados fueron evaluados a diferentes días para ver su evolución en función del tiempo.

De los resultados del estudio para el tratamiento de cortes y ripios de perforación se determinó

que la cantidad óptima es del 35% de zeolita, 53 % de polisilicato de sodio y potasio, 7% de

lignina natural y 5 % de carbón activado para de esta manera poder disminuir los contaminantes

y en función de esto también se pudo realizar el diseño del sistema de control de sólidos.

PALABRAS CLAVES: / CARACTERIZACIÓN / TRATAMIENTO / CONTAMINANTES /

CORTES / RIPIOS /

xxiii

DESIGN, CHARACTERISTICS AND TREATMENT OF CUTS AND PRODUCT

GRAVEL FIELD DRILLING YANAQUINCHA.

SUMMARY

The parameters containing the various cuts and gravel have decreased due to the perforation on

which must comply with the environmental regulations in force. The characterizing of different

pollutants has been carried out along with the design of the system control of solids to

incorporate the treatment.

Due to this reasons it has been decided to carry out a study in the combination of sodium

potassium polysilicate, zeolite, activated carbon and natural lignin to counteract this problem

that generates a great environmental impact and at the same time will allow us to discard the

cuts and gravel, product of the perforation inside the parameters established by the law.

The project started with the characterizing of cuts and gravel due to the perforation, determining

that it does not comply with the specifications according with the law. With this information the

estimate has been planted in the various different concentrations of potassium sodium

polysilicate, zeolite, natural lignin and activated carbon to be added to the cuts and gravel of

perforation and the results were evaluated in different days to account for the evolution in terms

of time.

The results given by the study in the treatment of cuts and gravel in perforation, has determined

that the optimal quantity is of 35% of zeolite, 53% of potassium sodium polysilicate, 7% of

natural lignin and 5% of activated carbon. In this manner we are able to decrease the pollutants

and its functions; from this the system control of solids was also able to be designed efficiently.

KEY WORDS: / CHARACTERIZATION / TREATMENT / POLLUTANTS / CUTS /

GRAVEL/

24

INTRODUCCIÓN

La actividad petrolera en el Ecuador empezó en la Península de Santa Elena a inicios del siglo

por una empresa inglesa, sin embargo la producción a niveles comerciales no se dio hasta el año

de 1925 y su explotación en el año de 1928, durante cerca de cuarenta años la explotación de

crudo se concentró en dicha península, pero las explotaciones no dieron los resultados

comerciales esperados y al final de la década de los cincuenta los yacimientos estaban casi

agotados, por lo que el país dejo de exportar crudo, en la década de los sesenta el gobierno

otorgó a varias empresas internacionales y encontraron los primeros pozos comerciales en el

Amazonía en el año de 1968 lo que reactivó en interés de compañías extranjeras, por lo que se

creó una Ley de Hidrocarburos en la cual recupera la riqueza petrolera del país.

Hoy en día la industria petrolera ha generado millones de dólares lo que podría cambiar el

panorama económico del país, pero a su vez también produce daños al ambiente y a los seres

vivos que habitan en la Amazonía los cuales son irreversibles, por lo que se ha comprometido a

las diferentes empresas petroleras a reducir los impactos ambientales para generar un desarrollo

sustentable con miras a conservar la naturaleza y a la vez aportar al desarrollo del mismo.

Este proyecto se justifica en la necesidad de tratar los cortes y ripios producto de la perforación

de pozos petroleros, los cuales deben cumplir con el Reglamento Ambiental para las

Operaciones hidrocarburiferas (RAOH) Decreto 1215 del 13 de febrero del 2001.

El objetivo del presente trabajo es encontrar la mezcla óptima de polisilicato de sodio y potasio,

zeolita, carbón activado y lignina natural que nos permita reducir de manera significativa el

contenido de bario presente en los cortes y ripios producto de la perforación y de esta manera

combatir el impacto ambiental.

Para llevar a cabo este trabajo se contó con muestras de cortes y ripios producto de la

perforación de tres secciones del pozo y se realizó las respectivas mezclas y se medió el

contenido de bario a días determinados y se observó el cambio de este en función del tiempo.

La medición del contenido de bario se encargó un laboratorio acreditado por la OAE el cual lo

realiza mediante la aplicación de la norma EPA 1311 (TCLP), el cual es un método de

extracción de muestra de suelo para el análisis químico, empleado como un método analítico

para simular la lixiviación.

25

Una vez obtenidos los resultados procedentes de los ensayos mencionados anteriormente se

realizó un análisis estadístico entre las muestras de cortes y ripios de perforación sin tratamiento

y las muestras de cortes y ripios con tratamiento en cada una de sus proporciones con el fin de

apreciar de mejor manera la variación del contenido de bario en cada muestra.

Una vez obtenido la mezcla óptima de polisilicato de sodio y potasio, zeolita, carbón activado y

lignina natural, podemos realizar el nuevo diseño del equipo de control de sólidos para la

aplicación del tratamiento a los cortes y ripios producto de la perforación.

26

1. MARCO TEÓRICO

1.1. Fundamentación Teórica

1.1.1. Pozo petrolero

Los lodos de perforación son una mezcla de arcillas, agua y productos químicos utilizados en

las operaciones de perforación los cuales nos sirven para lubricar y enfriar la broca de

perforación, para elevar hasta la superficie el material que va cortando la broca, para evitar el

colapso de las paredes del pozo y para mantener bajo control el flujo ascendente del aceite o el

gas. Es circulado en forma continua hacia abajo por la tubería de perforación y hacia arriba

hasta la superficie por el espacio entre la tubería de perforación y la pared del pozo. (1)

1.1.2. Perforación

Luego de la prospección sísmica, y una vez que se inicia la perforación, se empieza a generar

desechos contaminantes, siendo los más importantes los cortes y lodos de perforación.

Durante la perforación básicamente se tritura la roca, a profundidades que pueden llegar hasta

unos 6 kilómetros, produciendo un tipo de desechos llamados cortes de perforación.

Los cortes de perforación están compuestos de una mezcla heterogénea de rocas, cuya

composición depende de la estratología local, que puede incluir metales pesados, substancias

radioactivas u otros elementos contaminantes. Puede contener en mayor o menor grado por

hidrocarburos, son pues agentes contaminantes.

Entre mayor es la profundidad a la que se perfora, se generan mayor cantidad de desechos, los

mismos que contienen niveles más altos de toxicidad. En la perforación se utiliza los lodos de

perforación, que puede ser en base agua a aceite. (2)

1.1.3. Lodo de Perforación

Los lodos de perforación son una mezcla de arcillas, agua y productos químicos utilizados en

las operaciones de perforación los cuales nos sirven para lubricar y enfriar la broca de

perforación, para elevar hasta la superficie el material que va cortando la broca, para evitar el

colapso de las paredes del pozo y para mantener bajo control el flujo ascendente del aceite o el

gas. Es circulado en forma continua hacia abajo por la tubería de perforación y hacia arriba

hasta la superficie por el espacio entre la tubería de perforación y la pared del pozo.

1.1.4. Cortes y ripios de perforación

Los cortes y ripios son producto de los procesos de perforación de pozos petroleros, y que se

forman de todos los sólidos contenidos en el fluido de perforación agregados para mantener las

27

propiedades físico – químicas del fluido, mas todos los cortes o partículas que se desprenden de

la formación al perforar y que son arrastrados a la superficie por la fuerza ejercida del lodo en el

hueco.

Los cortes y ripios de perforación se clasifican por su tamaño y por su densidad.

1.1.4.1. Clasificación de los sólidos por su tamaño

Esta clasificación es una de las bases para el diseño de los equipos que conforman el control de

sólidos ya que estos se basan en el tamaño de las partículas para remover los sólidos y se

clasifican en cortes y ripios de perforación.

Ripios de perforación

Se denomina ripios de perforación a las rocas molidas por el taladro que son atraídas a las

superficie por los fluidos y se los separa en las zarandas, primera línea de defensa en el sistema

de control de sólidos, los cuales poseen un diámetro de 2000 a 4000 micras y generalmente

están compuestas de areniscas, arcillas, lutitas, carbonatos y haluros.

Cortes de perforación

Los cortes de perforación son los pedazos más pequeños de la formación perforada por la broca

y que el fluido devuelve a la superficie.

Estos cortes se los obtiene de la separación mecánica de las centrifugas después del sistema de

control de sólidos, las cuales son parte del sistema de dewatering, su diámetro suele ser de

tamaño coloidal. (3)

Tabla 1. Clasificación API con respecto al tamaño de partícula

Tamaño de las

partículas (micrones)

Clasificación de las

partículas

Tamaño del tamiz

Mayor a 2000 Grueso 10

2000-250 Intermedio 60

250-74 Medio 200

74-44 Fino 325

44-2 Ultra fino ---

2-0 Coloidal ---

Fuente: Baker, Fluidos Manual de Ingeniería

28

1.1.5. Clasificación de los sólidos por su densidad

Sólidos de alta densidad específica, es decir mayores a 4.2 (materiales densificantes).

Sólidos de baja densidad específica, los cuales se encuentran entre 1.6 a 2.9, estos contienen

arena, arcilla, carbonato de calcio, dolomita, lutitas y otros más. (4)

Tabla 2. Densidad específica de materiales comunes en los campos petroleros

Tipo de Sólido Densidad Específica

Galena 6,5

Hematita 5

Barita 4,0-4,5

Caliza 2,7-2,9

Arena 2,6-2,7

Bentonita 2,3-2,7

Sólidos Perforados 2,0-3,0

Agua (dulce) 1

Aceite Diesel 0,85

ISO-TEQ 0,792

Fuente: Baker, Fluidos Manual de Ingeniería

1.1.6. Contaminación

La contaminación es cualquier sustancia o forma de energía que puede provocar algún daño o

desequilibrio en un ecosistema, en el medio físico o en un ser vivo. Es siempre una alteración

negativa del estado natural del medio ambiente y por tanto, se genera como consecuencia de la

actividad humana.

Para que exista contaminación, la sustancia contaminante deberá estar en cantidad suficiente

como para provocar ese desequilibrio. Esta cantidad relativa puede expresarse como la masa de

la sustancia introducida en relación con la masa o el volumen del medio receptor de la misma.

Por su consistencia, los contaminantes se clasifican en:

Sólidos

Líquidos

Gaseosos

Agentes Sólidos

Están constituidos por la basura en sus diversas presentaciones, provocan contaminación del

suelo, del aire y del agua. Del suelo por que producen microorganismos y animales dañinos; del

aire por que producen mal olor y gases tóxicos y del agua por que la ensucia y no puede

utilizarse.

29

Agentes Líquidos

Incluyen las aguas negras, los desechos industriales, los derrames de combustibles derivados del

petróleo, los cuales dañan básicamente el agua de ríos, mares y océanos, y con ello provocan la

muerte de diversas especies.

Agentes Gaseoso

Incluyen la combustión del petróleo (óxido de nitrógeno y azufre) y la quema de combustibles

como la gasolina (que libera monóxido de carbono), la basura y los desechos de plantas y

animales.

Todos los agentes contaminantes provienen de una fuente determinada y puede provocar

enfermedades respiratorias y digestivas.

Se denomina contaminación atmosférica o contaminación ambiental a la presencia en el

ambiente de cualquier agente (físico, químico o biológico) o bien de una combinación de varios

agentes en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud,

para la seguridad o para el bienestar de la población o que puedan ser perjudiciales para la vida

vegetal o animal, o que impidan el uso habitual de las propiedades y lugares de recreación.

La contaminación es también la incorporación a los cuerpos receptores de sustancias sólidas,

líquidas o gaseosas o de mezclas de ellas, siempre que alteren desfavorablemente las

condiciones naturales de los mismos o que puedan afectar la salud, la higiene o el bienestar del

público. (5)

30

2. DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL DE SÓLIDOS

2.1. Remoción de Cortes y Ripios de Perforación

Durante la perforación de un pozo, los sólidos constituyen el principal contaminante de los

fluidos de perforación, los cuales se van incorporando al fluido, y a medida que se van

recirculando su tamaño disminuye lo cual dificulta la descarga del sistema.

El objetivo general del Control de Sólidos es la remoción de cortes y ripios producto de la

perforación, esta remoción se alcanza paso a paso y es progresiva de manera que permite que

cada equipo optimice el desempaño de los siguientes equipos. Además el sistema debe permitir

el ajuste del mismo para eliminar los sólidos indeseables y recuperar el valioso material

densificante.

El Control de Sólidos propiamente aplicado busca:

Maximizar la extracción de cortes y ripios de perforación

Minimizar la perdida de lodo

Devolver un lodo limpio al pozo a través del sistema activo

Minimizar la dilución con lodo

Disminuir el costo total de operación

Disminuir el impacto ambiental es una de las funciones as importantes del Sistema de

Control de Sólidos al generar menor volumen total de desechos y menor humedad en estos

para facilitar su manejo.

2.2. Mecanismos de Control de Sólidos

Los equipos utilizados en el control de sólidos se basan en la Ley de Stokes, la cual se basa en

la velocidad de asentamiento de las partículas. Dichas partículas son separadas secuencialmente

desde tamaños de arena a limo de arcilla (coloidales).

Los principales métodos para el control de sólidos son los siguientes:

Dilución o desplazamiento

Sedimentación

Método mecánico

2.2.1. Dilución o desplazamiento

31

El método de dilución consiste en la disminución de la concentración de cortes y ripios

presentes en el fluido de perforación mediante la adición de un nuevo lodo para mantener la

densidad del sistema del lodo a medida que se va perforando.

Las principales funciones de la dilución son:

Reducir la concentración de sólidos dejados por un equipo mecánico de remoción de

sólidos.

Reemplazar los líquidos perdidos cuando se han usado equipos mecánicos de control de

sólidos. (6)

Al agregar fluido nuevo al sistema para mantener sus propiedades físico-químicas indica un

incremento del contenido de sólidos lo cual nos puede traer como consecuencia la generación de

volúmenes excesivos y entonces los costos de descarte y limpieza podrán ser muy grandes.

El costo de dilución en comparación con las otras técnicas de control de contenido de sólidos es

alto por lo que es importante contar con un medidor de flujo de líquido para poder analizar y

optimizar el comportamiento del sistema.

El método del desplazamiento consiste en retirar los contaminantes existentes en el fluido sin la

utilización de químicos, este es el método más costoso de control de sólidos y se lo considera

como la última opción. (7)

2.2.2. Sedimentación

El método de sedimentación se lo utiliza para separar sólidos de gran tamaño y además se

requiere de grandes espacios y de un mayor tiempo de separación de los ripios producto de la

perforación.

2.2.3. Método mecánico

Durante la perforación de un pozo es necesario retirar la mayor cantidad de sólidos presentes en

el sistema para poder reutilizar el fluido de perforación.

Este método se lleva a cabo mediante la utilización de varios equipos los cuales cumplen una

función específica dentro del sistema de separación.

La separación que se realiza es selectiva ya que los cortes y ripios producto de la perforación se

separan del fluido mediante diferencia de tamaños y pesos, además el sistema debe tener la

habilidad para diferenciar entre los sólidos perforados y el valioso material pesante del fluido de

perforación.

El tipo y cantidad de sólidos contenidos en el sistema de lodo son de vital importancia y

determinan en la mayoría de los casos la densidad del lodo, viscosidad, resistencia al filtrado, y

32

demás propiedades físico-químicas; a la vez que pueden representar costos altos en el caso de

que se presenten problemas por la no remoción de los sólidos del sistema. (8)

El método mecánico se lo considera como el más económico si se realiza una instalación

adecuada de los equipos puede llegar a realizar una separación efectiva de los cortes y ripios

del lodo.

El método de remoción de sólidos se puede dividir en tres partes principales

La sección de remoción, donde se lleva a cabo la separación de los cortes y ripios producto

de la perforación por medio de los equipos que deben estar instalados de una forma

secuencial de tal forma que se pueda separar los sólidos por su diámetro. En esta sección

tenemos los siguientes procesos en el orden de mayor a menor diámetro de remoción, las

mallas que son la primera línea de defensa, la centrifuga que mueven partículas más finas

aprovechando la Ley de Stokes para aumentar la fuerza G, los acondicionadores de lodo y

sistemas de recuperación de fluido.

La sección de aditivos donde se agrega químicos a los cortes y ripios de perforación para

lograr los efectos de floculación, coagulación y ajuste de pH.

la sección de succión y pruebas que es donde se toman las muestras para medir que los

cortes y ripios cumplan con la Normativa Ambiental y se despacha el fluido separado de los

cortes y ripios para integrarlo nuevamente en el sistema activo de lodos de perforación.

2.2.4. Equipo de control de sólidos

La combinación más óptima de equipos de control de sólidos depende del tamaño y tipo de

partícula a separar.

Es importante optimizar la remoción de sólidos del sistema de fluidos durante la perforación

para minimizar los costos de dilución del lodo y reducir la cantidad de líquido y sólidos

generados.

Cada pieza del equipo del sistema de control de sólidos, desde las zarandas hasta las centrifugas

son de suficiente capacidad para el manejo de los volúmenes utilizados durante la perforación.

Dentro de los equipos que comprenden el control de sólidos están:

Zarandas Vibradoras

Hidrociclones

Desarenadores

Deslimadores

Centrifugas

Deshidratación

33

Figura 1. Equipo de Control de Sólidos

2.2.4.1. Zaranda Vibradoras

Las zarandas vibratorias es el más importante dispositivo del control de sólidos, y son la

primera línea de defensa contra el aumento del contenido de sólidos en el fluido de perforación

y estas eliminan las partículas sólidos de mayor tamaño y evitar su degradación en partículas

más pequeñas.

A este dispositivo se lo puede describir como un separador vibratorio con tamices usados para

remover sólidos de perforación del fluido.

Las zarandas tienen un depósito debajo del panel vibrador para recolectar el fluido de

perforación limpio y retornarlo al sistema de lodo, mientras tanto, los sólidos se quedan

retenidos por las aberturas de las mallas del tamiz, las cuales son más pequeñas que el diámetro

de los sólidos de mayor tamaño, para posteriormente ser descargados y desechados luego de

pasar por las zarandas.

El 90% de los sólidos generados pueden ser removidos por las zarandas el 10% restante

corresponde a partículas de menor tamaño como limo y coloidal, las cuales son removidos por

el resto de equipos que integran el sistema de control de sólidos.

34

Manejan el 100% del flujo de lodo y pueden remover grava, arena gruesa y fina con mallas de

24 mesh a 325 mesh y a demás pueden producir ripios relativamente secos.

2.2.4.1.1. Componentes básicos de las zarandas vibradoras

Figura 2. Componentes básicos de las zarandas vibradoras

2.2.4.1.2. Principios de Operación

La operación de las zarandas están en función de:

Norma de vibración

Dinámica de la vibración

Tamaño de la cubierta y su configuración

Características de las mallas (mesh y condición de la superficie)

Reología del lodo (especialmente densidad y viscosidad)

Ritmo de la carga del sólido (9)

a. Norma de vibración

La posición de los vibradores determina el patrón de vibración. Existen tres tipos comunes de

movimientos de las zarandas que pueden ser conminados en cascada para producir una mejor

eficiencia de remoción de sólidos.

Movimiento circular

Movimiento lineal

Movimiento elíptico (10)

35

Figura 3. Tipos de movimientos de zarandas

Zarandas de Movimiento Lineal

Las zarandas de movimiento lineal son más versátiles y comúnmente utilizada, produciendo una

fuerza G bastante alta y un transporte medianamente rápido de los ripios, el cual está en función

de:

Velocidad rotacional

Angulo de cubierta

Posición de la malla

El movimiento lineal se lo obtiene usando dos vibradores contra-rotativos

El patrón de vibración balanceado dinámicamente. La fuerza neta en la canasta es cero excepto

a lo largo de la línea que pasa por el centro de gravedad.

El ángulo de esta línea de movimiento es normalmente de 45 a 50 grados en relación a la

superficie de la zaranda para obtener un transporte de sólidos máximo. (11)

Figura 4. Movimiento lineal

36

Figura 5. Zarandas de movimiento lineal

Zaranda de Movimiento Circular Este tipo de zaranda es la más antigua y tiene una baja fuerza G y produce un transporte rápido,

este diseño es eficaz con los sólidos pegajosos de tipo arcilloso, al reducir el impacto que estos

sólidos tienen sobre la superficie de la malla.

Su canasta se mueve en un movimiento circular uniforme, presenta un patrón de vibración

variable y su diseño es en forma horizontal con capacidad limitada, los vibradores se encuentran

colocados a cada lado de la canasta, en su centro de gravedad con el eje rotacional

perpendicular a la canasta (12)

Figura 6. Movimiento Circular

37

Figura 7. Zaranda de movimiento circular

Zaranda de movimiento elíptico Es la versión modificada de la zaranda de movimiento circular, en la cual se levanta el centro de

gravedad por encima de la cubierta y se usan contrapesos para producir el movimiento

“oviforme” cuya intensidad y desplazamiento vertical varían a medida que los sólidos bajan por

la cubierta.

Tiene una fuerza G moderadamente alta y un transporte lento en comparación con los tipos

circulares o lineales, este tipo de zaranda produce un mayor secado. (13)

Patrón de vibración desbalanceado, existen diferentes tipos de movimientos sobre la canasta, los

viradores no rotan en el centro de gravedad de la zaranda aplicándose el torque sobre esta.

Este tipo de zaranda es operada con inclinación hacia la descarga de sólidos disminuyendo la

capacidad.

Figura 8. Movimiento elíptico

38

Figura 9. Movimiento Elíptico

Se puede combinar varias zarandas en cascada para obtener una mayor eficiencia de remoción

de sólidos. Por tal motivo las zarandas pueden ser simples o múltiples.

Zaranda Simple

Las zarandas simples pueden estar en cascada o ser de tres tamices estándar, se coloca en primer

lugar los tamices finos para descartar sólidos y los gruesos al final para secar mejor los ripios y

así tener una menor perdida de fluido. (14)

Figura 10. Malla de zaranda simple

Zaranda Múltiples Las zarandas múltiples los tamices se disponen uno encima de otro utilizando los tamices más

gruesos encima y los más finos abajo. (15)

39

Figura 11. Malla de zaranda múltiple

b. Dinámica de vibración

La masa de los contrapesos y la frecuencia determina la dinámica de la vibración

Aceleración

(1)

La mayoría de las zarandas operan con fuerzas G´s entre 2.5 a 5. La capacidad de flujo y secado

de cortes es directamente proporcional a la aceleración. Las zarandas con contrapesos ajustables

pueden variar la fuerza G aplicada, pero, la vida dl equipo y de la malla es inversamente

proporcional a la aceleración.

Frecuencia

Los vibradores de las zarandas giran normalmente con RPM´s entre 1200 y 1800 a 60Hz. La

prolongación del golpe varía en forma inversa con los RPM.

Longitud del golpe: Distancia vertical de desplazamiento de la canasta de la zaranda. (16)

c. Configuración de la cubierta

La cubierta de ángulo ajustable se creó para optimizar el procesamiento de fluido y variar la

acción de transporte y secado de los cortes.

Al usar ángulos mayores a 3 hay que tener cuidado con los cortes acumulados en la región

líquida. La acción vibratoria y la residencia extendida generan más finos. (17)

G’s = [Stroke (in) x RPM2

] / 70400

40

Figura 12. Configuración de la cubierta

Figura 13. Configuración de la Cubierta

d. Mallas y tamices

La cantidad de sólidos removidos por las zarandas vibratorias depende principalmente de la

malla del tamiz ya que mientras más fina sea la malla se podrá lograr una mayor remoción de

sólidos, en conclusión las zarandas son buenas como lo sean el tamaño y la calidad del tamiz.

Una de las principales funciones de las mallas de las zarandas es transmitir las vibraciones y la

fuerza G a los ripios y fluidos de perforación y alcanzar un buen rendimiento.

41

Vida del tamiz

Esta se basa en el diámetro del alambre del tamiz y el soporte del mismo en la cama vibratoria.

La malla generalmente se elabora con alambres que se encuentran en un rango de 0.028 mm a

0.710 mm y son de acero inoxidable de grado 304 ó 316. En cuanto al tamaño de la malla, van

desde malla 8 (2360 micrones) hasta malla 400 (37 micrones).

La vida del tamiz depende en gran medida de la frecuencia de vibración de la cama vibratoria.

Las frecuencias de vibración generalmente disponibles para las aplicaciones de perforación son

1200 VPM (vibraciones por minuto), 1500VPM, 1800 VPM. (18)

Tamaño de la malla

Se refiere al número de aberturas que tienen el tamiz por pulgada lineal. La descripción del tipo

de tamiz se hace en función de dicho número y según él se conoce el tipo de malla a utilizarse.

Si se tiene un tamiz cuadrado de malla 30x30, quiere decir que tiene 30 aberturas a lo largo de

una pulgada en ambas direcciones. Mientras que con un tamiz oblongo de malla 70x30

(abertura rectangular), se quiere decir que se tiene 70 aberturas a lo largo de una pulgada en una

dirección, y 30 en la otra (perpendicular). Según el fabricante se puede conocer el mismo tipo

de tamiz bajo diferentes nombres y muchas veces se nombre un tamiz según su área cuadrada,

para intentar describir una malla rectangular. (19)

Figura 14. Tramados comunes de mallas

Área de abertura

Se refiere al área efectiva abierta de la malla, o el área total de la malla que no está bloqueada

por los alambres o la estructura de soporte. Es una medida de cual porcentaje de esa área está

procesando fluido. (20)

% Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑢𝑏𝑖𝑒𝑟𝑡𝑎 = (1

𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎− ∅𝑎𝑙𝑎𝑚𝑏𝑟𝑒) ∙ (𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎)2 ∙ 100

42

(2)

Tipos de tamiz

Los tamices que se utilizan hoy en día se diferencian según la construcción o diseño, y finura de

la malla. La finura de la malla determinará el porcentaje de área abierta mientras que, según su

diseño las mallas se construyen de tipo bidimensional y tridimensional. Los tamices

bidimensionales se puede clasificar en:

Tamiz de paneles: con dos o tres capas unidas en cada lado por una tira de una pieza en

gancho doblada en dos.

Tamiz de chapas perforadas: con dos o tres capas unidas a una chapa metálica perforada

que proporciona sostén y es fácil de reparar.

Figura 15. Tipos de mallas

Los tamices tridimensionales son mallas de chapa perforada con una superficie corrugada que

corre paralelamente al flujo del fluido. Esta configuración proporciona mayor área de

separación que la configuración de la malla bidimensional. Los diferentes tipos de tamices

tridimensionales son:

a) Pirámide

b) Meseta

Además del diseño del tamiz se debe considerar el tipo de tejido de la malla, ya que se cuenta

con tejidos de mallas estándar utilizados específicamente para la industria petrolera, tales como

el tejido cuadrado simple, tejido cuadrado cruzado, tejido rectangular simple y tejido

rectangular especial. Por otra parte, el tamiz puede ser configurado en una sola capa, con

respaldo o en múltiples capas con respaldo. La combinación de todas estas diferentes

configuraciones de mallas y capas se efectúa con el propósito de maximizar las características

de separación potencias y manejo volumétrico de la malla. (21)

43

Figura 16. Malla en forma piramidal

Inclinación de la canasta

Para obtener la mayor remoción de partículas del sistema, se debe extender la mayor cantidad

posible de fluido sobre la superficie del tamiz, para lo cual se utilizan unas compuertas de

control de alimentación que se encuentran entre el “falso vientre” y la superficie del tamiz.

Sin embargo, para lograr una remoción efectiva de partículas, la canasta de la zaranda debe

tener una inclinación óptima, buscando que el fluido de retorno se extienda hasta dentro de un

pie del extremo del tamiz, ya que esta es la condición ideal para lograr la mayor remoción de

sólidos indeseables. Los cambios en la inclinación de la canasta afectan la velocidad de marcha

del fluido y el tiempo de retención. Según la posición de la canasta se obtiene las siguientes

características en la remoción de sólidos.

Aumento de la inclinación: Si la inclinación es cuesta abajo, aumenta la velocidad de marcha

del fluido y disminuye el tiempo de retención, por lo cual los ripios se descargan más húmedos

y se maneja un mayor caudal de fluido. Si la inclinación es cuesta arriba (se recomienda

máximo 3 grados), el sólido se mueve lentamente hacia delante y el sólido se descarga muy

seco, lo cual favorecen a la degradación de tamaño de sólido a partículas de menor tamaño.

Disminución de la inclinación: Mientras más cercana es la posición horizontal, se reduce la

velocidad de avance del fluido y aumenta el tiempo de retención, por lo cual el ripio se descarga

más seco, pero a su vez se maneja un menor caudal de fluido.

Se recomienda antes de realizar algún cambio en el tamiz de una zaranda por problemas de

caudal, ajustar primero la inclinación del mismo para ver si se puede solucionar el problema.

De vez en cuando se observa que los ripios pueden ser del mismo tamaño que la abertura de las

mallas y por lo tanto estas se obstruyen. Esto genera una reducción en la capacidad del manejo

44

del tamiz, y en consecuencia, pérdida de una porción significa de fluido. Para solucionar este

tipo de problemas se recomienda la sustitución inmediata del tamiz por uno de malla más fina.

De esta manera se retienen los ripios para que puedan ser transportados hacia el final de la

zaranda. (22)

2.2.4.1.3. Fluido de perforación

El fluido de perforación es una suspensión coloidal en base a una mezcla de arcillas, agua y

productos químicos utilizados en las operaciones de perforación rotatoria. Este fluido

generalmente se lo denomina como lodo de perforación y es circulado en forma continua hacia

abajo por la sarta de perforación (tubería de perforación) y hacia arriba hasta la superficie por el

espacio anular que hay entre la sarta de perforación y las paredes del pozo.

Las funciones más importantes del fluido son:

Transportar los ripios de perforación del fondo del hueco hacia la superficie: dicha función

dependerá de algunos factores como es la densidad del fluido, viscosidad del fluido,

viscosidad del fluido en el anular, velocidad anular, densidad de los cortes y tamaño de los

cortes.

Lubricar, enfriar la broca y la sarta de perforación.

Prevenir el derrumbamiento de paredes y controlar las presiones de las formaciones.

Mantener en suspensión los ripios cuando se interrumpe la circulación.

Soportar parte del peso de la sarta de perforación o del revestidor

Prevenir daños de la formación

Facilitar la máxima obtención de información sobre las formaciones perforadas. (23)

2.2.4.1.4. Propiedades del fluido

Las propiedades físico-químicas básicas que debe tener y controlarse en un fluido son:

Densidad del lodo

Esta propiedad permite que todos los fluidos contenidos dentro del hoyo se queden en la

formación durante la perforación. La densidad máxima del fluido está determinada por el

gradiente de presión. Para evitar el paso del fluido desde la formación al hoyo, el lodo debe

poseer una presión mayor a la presión de los poros. La presión del poro generalmente excede a

la presión ejercida por el peso de la tierra sobre la profundidad evaluada, a esta se la conoce

como presión de sobrecarga.

45

La capacidad de sostener y transportar los ripios hacia la superficie en un lodo aumenta con la

densidad.

Reología

Su definición está relacionada con la deformación de los materiales incluido el flujo. Dentro de

este contexto, las propiedades de flujo y la viscosidad, son las expresiones más comúnmente

utilizadas para describir las cualidades y características de un lodo de perforación.

La viscosidad es la resistencia que presentan los fluidos a su movimiento en función de algunos

factores como:

volumen del sólidos en el lodo

volumen de fluido disperso

número de partículas por unidad de volumen

viscosidad de la fase líquida continua

forma y tamaño de las partículas sólidas

atracción o repulsión entre las partículas sólidas, entre sólido y fase líquida.

Los fluidos de perforación son tixotrópicos y una medida de viscosidad de un fluido de este tipo

será válida únicamente para la tasa de corte a la cual la medida fue hecha.

Entre las propiedades reológicas están:

Viscosidad Plástica

Viscosidad Aparente

Resistencia a la Gelatinización

Punto Cedente

Factores que afectan a la reología

Temperatura

La temperatura de un lodo depende de la temperatura, generalmente la viscosidad decrece a

medida que aumenta la temperatura

Tiempo

La reología de un lodo depende del tiempo, las resistencias de gel son una manifestación de

la dependencia del tiempo, que solamente se desarrollara después de un periodo durante el

cual el lodo ha sido sometido a una velocidad de corte igual a cero. (24)

a) Viscosidad Plástica: es la resistencia por la fricción mecánica. Esta fricción se produce

entre sólidos contenidos en el lodo, entre sólidos y el líquido que los contiene y debido al

esfuerzo cortante del propio líquido. Es decir, que entre mayor es el porcentaje de sólidos

en el sistema mayor será la viscosidad plástica. El control de la viscosidad plástica se

puede realizar mediante diluciones o por mecanismos de control de sólidos, los cuales

46

deberán estar en buenas condiciones. Las lecturas de viscosidad plástica se las realiza en un

viscosímetro

Vp (cps) = lectura a 600 rpm – lectura a 300 rpm (3)

b) Viscosidad Aparente: Se define como la viscosidad en centipoises que un fluido

newtoniano tiene en un viscosímetro rotacional, a una velocidad de cote previamente

establecida y que denota los efectos simultáneos en todas las propiedades de flujo

Su valor puede estimarse de la siguiente manera:

VA (cps) = lectura a 600 rpm / 2 (4)

c) Resistencia a la gelatinización: Es una propiedad de reología que representa la fuerza de

floculación bajo condiciones estáticas. Esta fuerza es una medida del esfuerzo de ruptura o

resistencia del gel formado después de reposo. Si la tasa de gelatinización que se refiere al

tiempo necesario para formar el gel es larga, se dice que la tasa baja, y es alta cuando el

tiempo de formación es corto; a esta propiedad se la denomina tixotrópica. Esta propiedad

es muy importante conocerla ya que de esta dependerá la buena circulación del lodo en el

hoyo.

La resistencia a la gelatinización debe ser suficientemente baja para:

Permitir que la arena y el ripio sea depositado en el tanque de decantación.

Permitir un buen funcionamiento de las bombas y una adecuada velocidad de circulación.

Minimizar el efecto de succión cuando se saca la tubería y del pistón cuando se introduce la

misma en el hoyo.

Permitir la separación del gas incorporado al lodo

d) Punto cedente: Es la resistencia a fluir debida a las fuerzas de atracción electroquímica

entre las partículas sólidas. Estas fuerzas son el resultado de cargas positivas y negativas

cerca de las superficies de las partículas. El punto cedente alto se debe a contaminantes

presentes en el lodo como carbonatos, calcio y sólidos arcillosos de formaciones; el cual a

valores altos puede causar la floculación del lodo, el cual debe controlarse con

dispersantes.

El punto cedente bajo de flujo depende de:

las propiedades de superficie de los sólidos del lodo

La concentración de los sólidos en el volumen del lodo

La concentración y los tipos de iones en la fase líquida del lodo

Para determinar el punto cedente se determina con la siguiente fórmula

47

VP (cps/100 p2) = lectura a 300 rpm – Vp (5)

(25)

Contenido de sólidos

Un fluido de perforación se caracteriza por tener sólidos deseables como las arcillas y la barita,

e indeseables como ripios y arenas; los cuales deben ser eliminados del sistema para que no se

presenten problemas.

Es de vital importancia mantener un porcentaje de sólidos específicos en el fluido de

perforación dentro de valores correspondientes al peso del lodo. Aunque es imposible remover

totalmente los sólidos perforados, es posible controlar y remover estos a una cantidad que

permita una perforación adecuada y eficiente. (26)

2.2.4.2. Hidrociclones

A pesar de que la zaranda es considerado el aparato principal para remover sólidos, los

hidrociclones son un método de ahorro para remover muchos de los sólidos finos dejados pasar

por el agitador en lodo sin peso. En algunas formaciones los sólidos son muy finos para que la

zaranda los remueva. Se debe depender de los hidrociclones para que remuevan la mayoría de

los sólidos. En estas ocasiones la zaranda protege los hidrociclones de partículas grandes las

cuales pueden causar bloqueo.

Los hidrociclones son recipientes de forma cónica en los cuales la energía de presión es

transformada en fuerza centrífuga. El fluido es alimentado por medio de una bomba centrífuga a

través de una entrada que lo envía tangencialmente en la cámara de alimentación. Una corta

tubería llamada tubo vórtice se extiende hacia abajo en el cuerpo del cono forzado a la corriente

en forma de remolino a dirigirse hacia abajo en dirección del extremo delgado del cono donde la

abertura del fondo debe ser menor que la abertura dl vórtice. Las fuerzas centrífugas que se

desarrollan en esas circunstancias multiplican la velocidad de sedimentación de los sólidos más

pesados (de igual manera sucede con las partículas de líquido más denso), forzándolos hacia

afuera contra la pared del cono. Las partículas más livianas se dirigen hacia adentro y hacia

arriba como un vórtice espiralado que la lleva hacia el orificio de la descarga superior o del

efluente.

48

Figura 17. Funcionamiento de un hidrociclón

Los hidrociclones están diseñados para descargar un fluido muy pesado el cual es generalmente

de 1 a 4 plg más pesado que el fluido del sistema original. Estos suelen ser utilizados en todos

los fluidos base agua de baja densidad y no son recomendados en sistemas de fluidos

densificados debido a que la mayor parte de la barita es descargada. Los hidrociclones presentan

una gran ventaja en cuanto a su simplicidad y funcionamiento poco costoso, además de procesar

altas tasas de fluido, sin embargo es difícil dar un punto de corte preciso con los hidrociclones.

La operación y mantenimiento apropiados de los hidrociclones, aseguran la remoción de una

gran cantidad de sólidos extremadamente finos a bajo costo, pero para alcanzar este

comportamiento eficiente de los equipos se debe tener en consideración cierto parámetros

indispensables para la selección y manejo de los mismos, como lo son la cantidad apropiada de

cabeza hidrostática, el tipo de descarga generada y las dimensiones de los conos según el tipo de

fluido y caudal manejados. (27)

Estos parámetros sed escriben a continuación:

49

Cabeza hidrostática

Cuando se utiliza la cantidad adecuada de cabeza hidrostática, lo cual se traduce como presión

el resultado es un movimiento del fluido como el de un tornado o ciclón, este es el principio de

operación básico de todos los hidrociclones, por lo tanto es un parámetro determinante en el

funcionamiento de los mismos. La cabeza hidrostática está relacionada con la presión de la

siguiente manera:

𝐶𝐻 = 𝑃

0.052 𝑥 𝜌 (6)

Donde:

CH = cabeza hidrostática (pies)

P = presión (lpc)

ρ = densidad del lodo (lpg)

La cabeza hidrostática debe ser medida en la entrada de la válvula, debido a que disminuirá

entre la bomba y la válvula de hidrociclón. Si se tiene menos cabeza hidrostática de la necesaria

se obtendrán pequeños volúmenes de fluido procesado y un punto de corte mayor al deseado.

Por otro lado una cantidad muy alta de cabeza hidrostática también es perjudicial debido a que

una gran cantidad de sólidos permanece en el sistema del lodo.

Para la operación de los hidrociclones se recomienda que las presiones deban encontrarse en el

rango de 50 a 100 pies de cabeza hidrostática.

Tipo de descarga

La operación eficiente de los hidrociclones depende en gran parte del tipo de descarga inferior

que se genere, por lo tanto debe ser tomada muy en cuenta. El tipo de descarga deseada es del

tipo spray, es decir, en forma de una aspersión fina, y con una ligera succión de aire en el

centro. También se puede obtener una descarga en forma de chorro sin succión de aire, la cual

no es deseable debido a que la remoción de sólidos será deficiente y por ende se obtendrán altos

puntos de corte.

50

Figura 18. Tipo de descarga de un hidrociclón

Tipos de hidrociclones según sus dimensiones y usos

El tamaño de los conos es determinante para establecer el tamaño de partículas a separar. Por lo

tanto es tamaño y cantidad de los hidrociclones dependerán del uso y aplicación que se les da.

Por ejemplo los hidrociclones utilizados como desarenadores usualmente son de 6 a 12 pulgadas

de largo, donde lo más frecuente es utilizar dos unidades de 12”, los deslimadores son de 4 a 6”

de largo y se utilizan generalmente 12 o más hidrociclones de 4”, y con los microclones o

eyectores de arcilla que son de 2” de largo se utilizan alrededor de 20 unidades. La capacidad de

manejo obviamente está relacionada con el tamaño del hidrociclón, así mientras más pequeño

sea el mismo, más cantidad de unidades serán necesarias para una cantidad específica de fluido.

(28)

2.2.4.3. Desarenadores y deslimadores

Los desarenadores son necesarios para prevenir la sobrecarga de los deslimadores, para lo cual

se utilizan una unidad de dos hidrociclones de 12” con capacidad de 500gpm/cono. La ventaja

de estos conos es su gran capacidad de manejo volumétrico, pero tienen un alto punto de corte

comprendido en el rango de 45 a 74 micrones.

Los desarenadores deben ser utilizados en fluidos ligeramente densificados en los cuales no se

pueden utilizar zarandas de malla muy fina, pero en donde el contenido de arena debe ser

reducido. Durante la utilización de los desarenadores como equipo de control de sólidos, el peso

51

del lodo y el contenido de barita deben ser monitoreados cuidadosamente, debido a que gran

parte de la barita podría ser removida por el equipo.

Figura 19. Desarenador

Para alcanzar la máxima eficiencia de remoción, el fluido debe ser desarenado antes de pasar

por el equipo, deslimador. Normalmente se utiliza una unidad de 12 hidrociclones o más de 4”

cada uno, los cuales manejan un volumen de 75 gpm/cono.

Los desarenadores y deslimadores deben ser colocados secuencialmente y no en paralelo. El

desarenador debe normalmente tomar succión del comportamiento de descarga del

desgasificador (silo hay), y descargar en el siguiente compartimento corriente abajo. Mientras el

deslimador debe tomar succión del compartimento de descarga de los desarenadores y descargar

de igual manera en el siguiente compartimento corriente abajo. (29)

52

Figura 20. Deslimador

La capacidad volumétrica apropiada para los desarenadores y los deslimadores debe ser igual a

un rango de 115 a 150% de la tasa de circulación del fluido. Ambos desarenadores y

deslimadores deben ser utilizados principalmente mientras se está perforando hoyos de

superficie, y cuando se estén utilizando fluidos ligeramente densificados. (30)

2.2.4.4. Centrifugas decantadoras

Así con el propósito de realizar una separación eficiente, existen dos tipos de centrifugas

disponibles:

a) El separador centrífugo de rotor perforado, conocido como Separador de Fluidos de

Rotatoria.

b) Centrifuga Decantadora de tazón sólido, conocida como decantadora.

Las centrifugas decantadoras nos ayudan a la separación de los sólidos coloidales y algunos

aditivos, que no han sido removidos ni por las zarandas ni los hidrociclones.

Consiste en un recipiente de forma cónica o bowl, rodando sobre su eje a diferente velocidad

(entre 1200 y 4000 rpm). Presenta un sinfín ubicado dentro del bowl, que gira en la misma

dirección del bowl generando una velocidad diferencial respecto al mismo entre 18 y 90 rpm.

La velocidad diferencial permite el transporte de los sólidos por las paredes del bowl en donde

los sólidos han sido decantados por la fuerza centrífuga.

El éxito de la operación depende de su trabajo continuo, la capacidad para descargar sólidos

relativamente secos y alcanzar una alta eficiencia de separación. (31)

53

Figura 21. Estructura interna de la centrifuga decantadora

Figura 22. Centrífuga decantadora

El desempeño óptimo de las centrífugas decantadoras depende de factores tales como las

dimensiones del equipo, la velocidad de rotación, viscosidad del fluido y el tipo de sólido de

alimentación a la máquina. Dependiendo de estos parámetros se obtendrá un punto de corte alto

según los requerimientos de cada caso, y por lo tanto una remoción eficiente de los sólidos.

La acumulación de sólidos finos de perforación incrementa la viscosidad y fuerzas de gel en el

fluido, lo cual indica la necesidad de una centrífuga. Sin embargo el uso de una centrífuga

descargará algunos aditivos sólidos necesarios para el fluido, como la bentonita y lignitos. Por

lo tanto se deben realizar tratamientos al fluido para compensar la pérdida de dichos materiales

y mantener unas óptimas propiedades del fluido de perforación, ya que de no hacerlo se

generarán problemas como pega diferencial de la tubería, además de una formación inadecuada

del revoque en las paredes del hoyo. (32)

54

2.2.4.5. Dewatering

Dewatering o deshidratación de lodo es el proceso de remoción de la mayoría de los sólidos

coloidales en exceso presentes en los lodos de perforación base agua mediante la adición de

productos químicos para coagular y flocular los sólidos presentes.

Sin la aplicación de un proceso químico o deshidratación de lodo, la separación mecánica de

líquidos y sólidos mediante la utilización de la centrifuga está limitada a 2 o 3 micrones. Por

esto que la deshidratación de lodo vence esta limitación mediante la floculación del lodo por el

pre-tratamiento químico para incrementar el tamaño de partícula efectivo de los sólidos

suspendidos.

La coagulación es la adición de productos químicos al agua, los cuales causan que las partículas

coloidales se agrupen en otras más grandes cuando entren en contacto. Esta mezcla es utilizada

durante la coagulación para proveer una rápida e uniforme dispersión de los químicos y también

incrementar el acople entre partícula y partícula. Normalmente, el proceso completo ocurre en

menor de un segundo.

Figura 23. Proceso de coagulación

La floculación generalmente es seguida por la coagulación y puede describir como un puente

físico-químico o aglomeración de las partículas coaguladas. El proceso de floculación involucra

una mezcla de partículas, hasta que los flóculos son formados.

La separación de los líquidos y sólidos del sistema de lodo ocurre fácilmente mediante la

eliminación de grandes sólidos floculados en forma de lodo húmedo. Los sólidos provenientes

de la deshidratación de lodo es descargado dentro de los contenedores y el agua recuperada es

retornada para almacenar o en forma directa para el sistema activo de lodo. El agua obtenida de

esta deshidratación puede ser reciclada en forma de dilución en el proceso o retornada al

sistema activo de lodo o transferida a los tanques de agua de perforación para su uso como

dilución.

55

Figura 24. Proceso de floculación

El objetivo principal del sistema de deshidratación de lodo, es procesar los desechos de

perforación para:

Reducción del volumen de los desechos líquidos generados

Reutilización

Disposición

Descarga de manera ambientalmente segura y costo efectivo.

La utilización efectiva del sistema de deshidratación puede reducir los costos del fluido en más

del 40% de su costo original, evitando dilución, pérdida de lodos, optimización de la reología,

etc. (33)

56

3. CARACTERIZACION Y MARCO LEGAL DE CORTES Y RIPIOS PRODUCTO DE

LA PERFORACIÓN

3.1. Parámetros de contaminación

En el proceso de la perforación, el lodo sufre modificaciones debido a la incorporación de

diferentes sólidos los cuales provienen de los cortes como también de los coloidales producidos

por la degradación de los aditivos añadidos a este, sin embargo la contaminación más intensa es

producida por los sólidos que han sido perforados durante el proceso. Las empresas encargadas

de la elaboración de fluidos de perforación y del control de sólidos han ido creando nuevas

técnicas más limpias y de mejor tecnología incentivando al uso de productos biodegradables en

sus fluidos con el fin de minimizar los impactos ambientales y costos operacionales.

Entre los parámetros que determinan la contaminación de los ripios de perforación están:

Conductividad Eléctrica

Potencial hidrógeno (Ph)

Hidrocarburos totales del petróleo (TPH)

Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP´s)

Metales Pesados (34)

3.1.1. Conductividad Eléctrica

La conductividad eléctrica es la capacidad que presenta un cuerpo de permitir el paso de la

corriente eléctrica a través de sí.

En los fluidos de perforación se solía añadir cloruro de potasio como agente inhibidor de

arcillas, el cual es un producto ambientalmente amigable ya que genera conductividades

eléctricas muy altas valores entre 10.000 uS/cm, constituyéndose en un foco de contaminación

en el ripio de perforación; para solucionar este problema actualmente se utiliza productos

biodegradables para el ambiente; agentes base amina, orgánico, catiónico, multivalente, del cual

la conductividad eléctrica es baja en comparación con el cloruro de potasio, siendo los valores

menores a 4000 uS/cm, por lo que la mayoría de los países cumple con los límites permisibles

en la ley. (35)

3.1.2. Potencial Hidrógeno (Ph)

Un Ph ácido o básico de los cortes y ripios producto de la perforación puede causar problemas

a plantas y animales si estos son dispuestos al medio ambiente sin un tratamiento previo. La

57

disposición inapropiada de efluentes líquidos o sólidos con valores de pH fuera de los

parámetros establecidos, pueden alterar de manera significativa cualquier ecosistema, por lo que

un control y neutralización del potencial hidrógeno podría ser la solución previa a su

disposición. (36)

3.1.3. Hidrocarburos totales TPH

Los hidrocarburos totales, son una mezcla de productos químicos compuestos principalmente de

hidrógeno y carbono, no se encuentran presentes en las propiedades de los fluidos de

perforación base agua ya que su líquido principal es agua y no aceite y además en los procesos

de perforación raramente el fluido se mezcla con hidrocarburo, es por esta razón que

generalmente no presentan valores altos de TPH, lo que hace de este ripio un residuo no

peligroso. (37)

3.1.4. Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP´s)

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos son sustancias liposolubles, los cuales se forman de

la combustión del petróleo y residuos del procesamiento del carbón; siendo un grupo de

hidrocarburos que consisten en moléculas que contienen dos o más anillos aromáticos de seis

carbonos fusionados.

Los HAP´s entran al medio ambiente principalmente a través de las emisiones al aire, también

pueden entrar al agua de superficie a través de las descargas de las plantas industriales y las

plantas de tratamiento de aguas residuales y pueden ser liberados a los suelos de los sitios de

desechos peligrosos si se escapan de los contenedores de almacenamiento.

La movilización de los HAP´s en el medio ambiente depende de las propiedades de cada uno de

ellos, generalmente se disuelven fácilmente en el agua, en el aire están presentes como vapores

o se encuentran adheridos a las superficies de pequeñas partículas sólidas. (38)

3.1.5. Metales Pesados

Los metales pesados presentes en algunos aditivos químicos y en algunas de las formaciones

tienden a reaccionar con los sólidos y arcillas del sistema; los cuales con muy difícilmente

biodegradables por lo que pueden bioacumularse pudiendo pasar a la cadena alimenticia

causando serios problemas. Entre los metales pesados más representativos y que pudieran

causar un impacto significativo son el bario, cromo cadmio y vanadio; del cual el bario es el que

58

más atención prestaría por el alto uso de barita en el fluido de perforación como producto

densificante.

Estos metales son difícilmente movibles en el ambiente por lo que se desconoce un tratamiento

efectivo que permita su eliminación. Existen tratamientos para eliminación de metales pesados

que representan costos muy altos por lo que se realizan tratamientos únicamente para neutralizar

e inhibir su toxicidad y efecto al ambiente.

La caracterización de los cortes y ripios producto de la perforación se realiza conforme a los

parámetros establecido en la Tabla 7a de la Normativa Ambiental RAOH 1215 en la cual nos

indica los niveles establecidos de Bario, Cadmio, Vanadio, Cromo total, Potencial hidrógeno

(pH), conductividad eléctrica, hidrocarburos totales, hidrocarburos aromáticos policíclicos

(HAP´s). (39)

Bario

El bario es un elemento comúnmente conocido en la naturaleza, el cual en la corteza terrestre se

encuentra en rangos de 400 a 1200 ppm. El tiempo de residencia del bario en el medio ambiente

o los sedimentos depende en la forma en que éste sea liberado.

En los procesos geoquímicos, el bario está asociado al potasio debido a su similitud iónica. El

bario no es un elemento movible en el suelo porque es fácilmente precipitado en presencia de

sulfatos y carbonatos y fuertemente absorbido por arcillas.

Con los antecedentes obtenidos de la disposición de cortes y ripios producto de la perforación,

el bario es el elemento que más importancia representa en el estudio, ya que durante la

elaboración de lodos para la perforación este es uno de los elementos que se encuentra en mayor

cantidad y se encuentra formando parte de la barita o baritina, por lo que su presencia en el ripio

y su lixiviado va a denotar una cantidad superior en comparación al resto de metales. (40)

Cadmio

El cadmio rara vez se suele encontrar solo en la naturaleza, sino en asociación con minerales de

Zn principalmente, o cercano a este. La concentración promedio de Cd en la corteza terrestre

está estimada en 0.15 ug/g de suelo /Weast. 1969); pero es la actividad humana la que más

impacto ocasiona al medio por adición de cadmio. En general, la absorción de Cadmio por los

sueles se ve modificada por la presencia de ciertos iones en el medio, así cationes divalentes

como: Ca2+, Co2+, Cu2+, Ni2+ y Pb2+, disminuyen la adsorción de cadmio en suelos debido a

la competencia entre el cadmio y estos iones por los lugares de adsorción en los suelos; sin

embargo, es el fosfato el que ayuda a la retención del ion en suelos. (41)

59

Cromo

La principal fuente de contaminación de cromo para el medio ambiente es indudablemente de

carácter industrial como efluentes y desechos de fábrica. El cromo en la corteza terrestre es más

abundante que algunos elementos esenciales como el Co, Cu, Zn, Mo, Ni, Pb, y Cd; en la cual

se estima un valor de 37 ppm de cromo.

Los tres factores que interfieren en el comportamiento del cromo en el suelo en función de su

estado de oxidación (+3, +6) son: pH, potencial redox y materia orgánica. El comportamiento

oxidativo del cromo es de gran importancia en el entorno ambiental debido a la toxicidad que

cada estado posee para el desarrollo vegetal, manifestándose el Cr6+ mucho más tóxico que el

Cr3+. (42)

Vanadio

Este elemento está generalmente en la corteza terrestre en un rango de 100 a 2560 ppm. El

promedio global de la cantidad de vanadio en suelos ha sido calculado en variaciones de 18 ppm

a 115 ppm. A pesar de que no hay existencia o reportes de contaminación en suelos por

vanadio. Los procesos industriales son los que incrementan los depósitos de residuos ricos en

vanadio en el suelo. (43)

3.2. Tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación

El objetivo principal del tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación es disminuir

los contaminantes existentes en estos, para lo cual se procedió a aplicar una mezcla de

polisilicato de sodio y potasio, zeolita, carbón activado y cascarilla de arroz, elementos

altamente reconocidos en la industria como agentes descontaminantes debido a sus estructuras

moleculares que les permite actuar como tamices y retener los elementos no deseados que

destruyen el ambiente.

3.2.1. Elementos utilizados en el tratamiento

3.2.1.1. Zeolita

Las zeolitas son aluminosilicatos hidratados altamente cristalinos que al deshidratarse forman

una estructura porosa, estas cavidades se encuentra ocupadas por iones grandes y moléculas de

agua con gran libertad de movimiento que permiten en intercambio iónico. Los elementos

presentes en las zeolitas son aluminio, silicio, sodio, hidrógeno y oxígeno y dependiendo de la

de la forma en que se encuentren dispuestos estos se obtienen diferentes compuestos.

60

Para identificar los elementos que componen las zeolitas y determinar los compuestos que lo

conforman necesitamos de lo siguiente:

Análisis elemental para determinar qué átomos componen la muestra

Estudio radio cristalográfico para saber cómo se distribuyen los átomos en el espacio.

Estudio por microscopia electrónica para conocer la homogeneidad de la zeolita.

En los poros de las zeolitas se encuentran cationes hidratados los cuales están unidos

débilmente y preparados para intercambiarse con otros cationes cuando se encuentran en un

medio acuoso, en el tratamiento de cortes y ripios de perforación las zeolitas van a intercambiar

iones calcio y magnesio por bario presente en los cortes y ripios. (44)

Figura 25. Tipos de Zeolitas

3.2.1.2. Carbón Activado

El carbón activa es un producto que posee una estructura cristalina reticular similar a la del

grafito; es muy poroso y puede llegar a desarrollar áreas superficiales e 1500 m2/g de carbón.

La adsorción es un proceso por el cual los átomos en la superficie de un sólido atraen y retienen

moléculas de otros compuestos. Por lo tanto al ser un fenómeno que ocurre en la superficie

mientras mayor área superficial disponible tenga un sólido mejor adsorbente podrá ser. Los

poros cuyo tamaño no exceda los 2 nanómetros son llamados microporos, es donde ocurre el

fenómeno de adsorción, los que exceden los 50 nanómetros son llamados macroporos estos

tienen un papel importante en el transporte de adsorbato a través de los macroporos hasta los

microporos. (45)

61

Figura 26. Carbón activado

3.2.1.3. Polisilicato de sodio y Potasio

El polisilicato de sodio y potasio es un agente de estructuración de los cortes y ripios de

perforación, que nos ayuda a regular el pH de los suelos y facilita las reacciones de intercambio

iónico.

Dentro de las características del polisilicato de sodio y potasio esta que es de color negro debido

a la alta tasa de materia orgánica, su estructura es estable con micro agregación y alta

porosidad, presenta una buena tasa de humedad y gran permeabilidad. (46)

3.2.1.4. Cascarilla de arroz

La cascarilla de arroz es un subproducto de la industria molinera que está conformada por

celulosa y sílice, que ayuda a mejorar la estructura del suelo (lodos, cortes y ripios de

perforación), permitiendo las formaciones de micro celas llenas de aire indispensables para

reacciones de oxidación biológica. Es una fuente potencial a largo plazo de nutrientes que

contribuirán a mantener la fertilidad de los suelos. Dentro de sus principales características esta:

Alta capacidad de aireación

Baja capacidad de retención de humedad

Baja tasa de descomposición

Liviano

Su principal costo es el transporte (47)

62

3.3. Marco Legal

El tratamiento y disposición de cualquier desecho industrial sea este de naturaleza física,

química o biológica; de estado líquido o sólido ha sido a lo largo de los años un inconveniente

para la industria en general, debido a las consecuencias ambientales derivadas del desecho y los

procesos de recuperación de los medios afectados con el objetivo de dar solución a los

problemas y sobre todo controlar en gran medida los impactos generados de los procesos

industriales, se ha establecido normas técnicas legales dirigidas a la regulación de todas las

etapas de los procesos, especialmente a la generación, manejo y disposición de cada uno de los

desechos industriales, para así promover técnicas y procesos más limpios con el menor impacto

posible al ambiente.

Es de vital importancia conocer la ley vigente aplicable a los desechos generados en cada una de

las operaciones hidrocarburíferas, especialmente los encaminados al manejo y disposición de

los cortes y ripios de perforación en los procesos de perforación petrolera.

En el Ecuador, la legislación se encuentra bajo las normas fundamentales distadas en la presente

Constitución Política de la República del Ecuador vigente a partir de su última modificación en

el año 1998, en la que se establecen varias normas que amparan los derechos y libertades de

cada uno de los ciudadanos dentro de los límites del Estado.

El artículo 86 de la Carta Magna dispone que el Estado protegerá el derecho de la población a

vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que garantice un desarrollo

sustentable, por lo que declara de interés público y que se regulará conforme a la Ley de

preservación del medio ambiente, la conservación de los ecosistemas, la biodiversidad y la

integridad del patrimonio genético del país, así como la prevención de la contaminación

ambiental, la explotación sustentable de los recursos naturales y los requisitos que deban

cumplir las actividades públicas y privadas que puedan afectar al medio ambiente.

La ley de Hidrocarburos, en su artículo 31, literales s) y t), obliga a Petroecuador, sus

contratistas o asociados en exploración y explotación de hidrocarburos, refinación, transporte y

comercialización, a ejecutar sus labores sin afectar negativamente a la organización económica

y social de la población asentada en su área de acción, ni a los recursos naturales renovables y

no renovables locales, así como conducir las operaciones petroleras de acuerdo a las leyes y

reglamentos de protección del medio ambiente y de seguridad del país.

En el artículo 12 de la Ley de Gestión Ambiental, publicado en el Registro Oficial No. 245 del

30 de Julio de 1999, se preceptúa que son obligaciones de los instituciones del Estado del

Sistema descentralizado de Gestión Ambiental en el ejercicio de sus atribuciones y en el ámbito

de su competencia aplicar los principios establecidos en dicha ley y ejecutar las acciones

específicas del medio ambiente y de los recursos naturales así como el de regular y promover la

63

conservación del medio ambiente y el uso sustentable de los recursos naturales en armonía con

el interés social.

La ley de Gestión Ambiental, en su artículo 33, se establece entre otros instrumentos de

aplicación de las normas ambientales los siguientes parámetros de calidad ambiental, normas de

efluentes y emisiones y evaluación de impacto ambiental.

Mediante decreto Ejecutivo No. 2982, publicado en el registro Oficial No. 766 del 24 de agosto

de 1995, se expidió el Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el

Ecuador.

A partir de dichos antecedentes y tomando en cuenta que es de suma importancia lar mayor

interés y control a las disposiciones reglamentarias que norman la gestión ambiental en las

operaciones hidrocarburíferas, especialmente a dichos aspectos en los cuales están directamente

involucrado el ser humano y aquellos aspectos técnicos que no ha sido considerado

anteriormente y en ejercicio del artículo 171 No. 5 de la Constitución de la República, expedir

mediante registro oficial No. 265 del 13 de febrero del 2001 y decreto ejecutivo No. 1215 del

Reglamento Sustitutivo al Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el

Ecuador (RAOH 1215); el cual tiene por objeto regular las actividades hidrocarburíferas de

explotación, desarrollo, producción, almacenamiento, transporte, industrialización y

comercialización del petróleo y sus afines, susceptible a producir impactos ambientales

significativos, los cuales necesitarán de un estudio ambiental previo a su operación.

3.3.1. Reglamento Ambiental para el manejo y disposición de los ripios de perforación.

Según el Capítulo III, artículo 28 literal c) menciona que se prohíbe la disposición no controlada

de cualquier tipo de desecho. Los sitios para la disposición de desechos, tales como rellenos

sanitarios y piscinas de disposición final contarán con un sistema adecuado de canales para el

control de lixiviados, así como el tratamiento y monitoreo de estos previo a su descarga.

En el artículo 29, literal b) para el manejo y tratamiento de descargas líquidas nos mencionan

que todo efluente líquido, proveniente de las diferentes fases de operación que deba ser

descargado al entorno, deberá cumplir antes de la descarga con los límites permisibles

establecidos en la Tabla No. 4 del anexo 2 del actual reglamento.

Del capítulo VI, artículo 52 sobre normas operativas de perforación exploratoria y de avanzada

en su literal d.2 del tratamiento y disposición final y ripios de perforación hace referencia que:

Todo sitio de perforación en tierra o costa afuera dispondrá de un sistema de tratamiento y

disposición de los fluidos y sólidos que se produzcan durante la perforación.

Durante la perforación y concluida ésta, los fluidos líquidos tratados a medida de lo posible

deberán reciclarse y/o podrán disponerse conforme con lo dispuesto en el artículo 29 de este

64

Reglamento. El monitorea físico-químico de las descargas al ambiente se realizará

diariamente y será documentado y reportado a la Subsecretaría de Protección en informes

mensuales.

Durante y después de la perforación, los desechos sólidos, tanto lodos de decantación así

como ripios de perforación, podrán disponerse una vez que cumplan los parámetros y

límites de la Tabla No. 7 del Anexo 2 de este Reglamento.

Los sujetos de control y sus operadoras y afines en la ejecución de sus operaciones cumplirán

con los límites permisibles de lixiviado para la disposición final de lodos y ripios de perforación

en superficie, según lo estipulado en el Capítulo XII, artículo 86, anexo 2, tabla No. 7 sobre

parámetros de límites permisibles en la ley.

La tabla No. 7 del anexo 2 del reglamento menciona que, los lodos y ripios de perforación para

su disposición final en superficie tienen que, cumplir con los parámetros y límites permisibles

indicadas en la tabla, dependiendo si el sitio diseñado para la disposición final cuenta con

impermeabilizante en la base o simplemente va a estar en contacto directo con el ambiente. Cuál

sea el caso se realizará muestreos periódicos de tal manera que se obtengan muestras

compuestas representativas en función del volumen total dispuesto en el sitio.

La siguiente tabla corresponde a los límites permisibles correspondientes que deberá tener el

ripio de perforación para sitios con impermeabilizante y sin ella.

Tabla 3. Límites permisibles para la disposición final de ripios de perforación

Fuente: RAOH 1215. 2001. Capítulo XII. Art. 86. Anexo 2. Tabla No.7

65

4. PARTE EXPERIMENTAL

4.1. Diseño Experimental

Se propone la incorporación de zeolita, polisilicato de sodio y potasio, carbón activado y

cascarilla de arroz a los cortes y ripios de perforación obtenidas de las diferentes secciones del

pozo, tomando como base la caracterización fisicoquímica y física de la zeolita y los cortes y

ripios producto de la perforación.

Se iniciará realizando pruebas de bario a los cortes y ripios base de las diferentes secciones, es

decir los cortes y ripios que se obtienen directamente del equipo de control de sólidos para tener

una base referencial de donde partir y realizar un análisis comparativo con los resultados

posteriores al tratamiento de cortes y ripios, luego incluir la zeolita, polisilicato de sodio y

potasio, carbón activado y cascarilla de arroz en proporciones progresivas recomendadas,

realizar las pruebas de bario para cada proporción a los diferentes días y finalmente compararlas

entre sí y con los cortes y ripios base finalizando con las recomendaciones de la mezcla que

genere los mejores resultados como aditivo para mejorar los parámetros de bario de los cortes y

ripios producto de la perforación y así poder disponerlos en las piscinas.

4.1.1. Esquema del diseño experimental del tratamiento de cortes y ripios producto de la

perforación

Se realiza un análisis del contenido de bario en los cortes y ripios producto de la perforación, y

se determinará si el bario ha variado con el pasar de los días.

66

Figura 21. Diseño Experimental

Zarandas

(Ripios)

Pri

mer

a

Sec

ció

n

día 1

Dewatering

(Cortes)

día 5

Zarandas

(Ripios)

Med

ició

n d

e B

ario

Co

rtes

y R

ipio

s

Seg

un

da

Sec

ció

n

Tra

tam

iento

esta

dís

tico

Res

ult

ado

s y

grá

fica

s

Dewatering

(Cortes)

día 15

Zarandas

(Ripios)

Ter

cera

Sec

ció

n

Pro

ced

imie

nto

Exp

erim

enta

l

día 30

Dewatering

(Cortes)

Co

mp

arac

ión

de

resu

ltad

os

Zarandas

(Ripios)

Pri

mer

a

Sec

ción

20%

zeolita

día 1

Dewatering

(Cortes)

Mez

clar

co

n Z

eoli

ta,

Po

lisi

licat

o d

e N

a

y

K,

Car

bón

ac

tiv

ado

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scar

illa

d

e

arro

z

25%

zeolita

día 5

Zarandas

(Ripios)

Tra

tam

iento

esta

dís

tico

R

esu

ltad

os

y g

ráfi

cos

Cort

es y

Rip

ios

Seg

unda

Sec

ción

Med

ició

n d

e

Bar

io

Dewatering

(Cortes)

30%

zeolita

día

15

Zarandas

(Ripios)

Ter

cera

Sec

ció

n

35%

zeolita

día

30

Dewatering

(Cortes)

67

4.1.2. Materiales y Equipo

4.1.2.1. Materiales para la preparación de las muestras

Balanza analítica (Ap± 0,01g)

Espátula

Recipiente plástico

Cajas petri

Fundas Ziploc

4.1.3. Sustancias y reactivos

Muestra de cortes y ripios de perforación

Zeolita

Carbón activado

Cascarilla de arroz

Polisilicato de sodio y potasio

Agua destilada

4.1.4. Muestreo

Las muestras obtenidas de cortes y ripios producto de la perforación vienen en canecas y estas

se sedimentan hasta llegar al laboratorio por lo que es necesario homogenizar la muestra con

una espátula para poder obtener una porción representativa de muestra, esta porción la

colocamos en una funda con sello hermético hasta su posterior uso.

4.1.5. Procedimiento

4.1.5.1. Procedimiento para la preparación de la muestra

a) Encender la balanza y encerarla

b) Colocar un recipiente plástico en la balanza y volver a encerarla

c) Pesar 2000 gramos de la muestra de ripios

d) Homogenizar la muestra durante 10 minutos y dejarla reposar por 10 minutos mas

e) Volver a mezclar la muestra, hacer el mismo procedimiento por tres ocasiones más.

68

f) Dividir la muestra en fundas con sello hermético coda una de ellas con 400 gramos.

g) Tomar una funda con muestra a los 1, 5, 15 y 30 días después de haber preparado la muestra

y enviarlos a un laboratorio a medir el contenido de bario

h) Observar los cambios que presenta en los diferentes días.

i) Realizar el mismo procedimiento con los cortes obtenidos de la sección de dewatering.

4.1.5.2. Procedimiento para el tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación

a) Encender la balanza y encerarla

b) Colocar un recipiente plástico en la balanza y volver a encerarla

c) Pesar 2000 gramos de la muestra de ripios

d) Homogenizar la muestra durante 10 minutos y dejarla reposar por 10 minutos mas

e) Volver a mezclar la muestra, hacer el mismo procedimiento por tres ocasiones más.

f) Pesar la zeolita, carbón activado, polisilicato de sodio y potasio y cascarilla de arroz basados

en la concentración de la zeolita y el costo final del tratamiento.

g) Añadir a la muestra de cortes y ripios y mezclar por un periodo de 10 minutos y dejar

reposar por otros 10 minutos

h) Realizar este paso anterior por dos ocasiones mas

i) Dividir la muestra en fundas con sello hermético coda una de ellas con 400 gramos.

j) Tomar una funda con muestra a los 1, 5, 15 y 30 días después de haber preparado la muestra

y enviarlos a un laboratorio a medir el contenido de bario

k) Observar los cambios que presenta en los diferentes días.

l) Realizar el mismo procedimiento con los cortes obtenidos de la sección de dewatering.

4.1.6. Elaboración de las mezclas para el tratamiento de cortes y ripios de perforación

Los productos utilizados en el tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación son

reconocidos en la industria como agentes descontaminantes debido a sus estructuras

moleculares que les permite actuar como tamices y retener los elementes que destruyen el

medio ambiente.

Las cantidades utilizadas de cada compuesto para el tratamiento se basó en un trabajo realizado

por la empresa PROPET la cual determinó que se debe colocar 6,59 gramos de compuestos para

el tratamiento, es decir entre zeolita, carbón activado, cascarilla de arroz y polisilicato de sodio

y potasio por cada 500 gramos de muestra, con lo que se determinó una relación directa entre la

variación de carbón activado y polisilicato de sodio y potasio, se realizó una variación de un 5%

69

en la concentración del a zeolita ya que este componente es el principal agente de intercambio

iónico usadas para el tratamiento y teniendo una densidad de los cortes y ripios de 2,6 g/cm3.

Se realizaron estudio sobre la calidad de las zeolitas que se disponía en el laboratorio y sobre

una mezcla de estos productos de concentración desconocida para de acuerdo a ello poder

determinar la concentración de zeolita máxima con que se puede empezar a realizar las mezclas

teniendo como segundo factor a considerar en estas mezclas el costo final del tratamiento que

no debe exceder un costo de 0,95 centavos de dólar por cada barril de cortes y ripios tratados.

La concentración de cascarilla de arroz se determinó un valor constante para todas las mezclas

determinado de igual manera por la empresa PROPET ya que su principal función es dar una

mejor estructura al suelo.

Se realizaron 4 mezclas con las seis canecas de muestras de cortes y ripios de perforación que

disponíamos de las tres secciones del pozo.

Se efectuó una variación de la cantidad de cada componente para el tratamiento de cortes y

ripios con el fin de observar cuál de las diferentes combinaciones reduce en mayor cantidad el

bario.

Una vez cumplido con el procedimiento del tratamiento de cortes y ripios de perforación,

tomando en cuenta las cantidades de cada compuesto, serán analizados los resultados que nos

permitirán evaluar y seleccionar la combinación óptima.

A continuación se presenta una tabla con la concentración de cada uno de los componentes

utilizados para el tratamiento.

Tabla 4. Porcentaje de mezclas para el tratamiento

Mezclas % peso % peso % peso % peso

Zeolita M 35 30 25 20

carbón activado 5 20 18 25

cascarilla de arroz 7 7 7 7

Polisilicato de

Sodio y Potasio

53 43 50 48

Total 100 100 100 100

70

4.2. Diseño del Proceso

A continuación se presenta un diagrama de bloques del sistema de control de sólidos

Figura 28. Diagrama de bloque del Diseño del Sistema de Control de Sólidos

71

Figura 29. P&I sistema de control de sólidos

72

4.3. Datos Experimentales

Tabla 5. Datos de la muestra a tratar

Valor Unidad

Densidad del

lodo

2,6 g/cm3

Peso muestra 500 g

4.3.1. Datos de laboratorio de la caracterización de cortes y ripios Muestra Original

Tabla 6. Caracterización de las muestras de zarandas primera sección muestra original

Muestra Original

Tiempo (días) 1 5 15 30

Ph 7,57 7,68 7,60 7,70

Conductividad, (us/cm)

1117 1230 1861 1534

Bario (mg/l) 52,055 53,135 53,714 52,314

Cadmio, (mg/l) 0,020 0,021 0,020 0,022

Cromo, (mg/l) 0,853 0,878 0,845 0,832

Vanadio, (mg/l) 0,157 0,147 0,132 0,132

Tabla 7. Caracterización de las muestras de cortes primera sección muestra original

Muestra Original


Ph 7,58 7,62 7,35 7,42


1039 1357 1420 1540

Bario (mg/l) 39,115 37,775 38,331 38,850

Cadmio, (mg/l) 0,010 0,009 0,090 0,090

Cromo, (mg/l) 0,754 0,769 0,710 0,732

Vanadio, (mg/l) 0,070 0,072 0,070 0,074

73

Tabla 8. Caracterización de las muestras de cortes segunda sección muestra original

Muestra Original


Ph 8,43 8,20 8,60 8,50


664 673 680 653

Bario (mg/l) 62,322 60,840 61,035 63,515

Cadmio, (mg/l) 0,028 0,027 0,028 0,027

Cromo, (mg/l) 0,953 0,904 0,815 0,875

Vanadio, (mg/l) 0,184 0,180 0,179 0,175

Tabla 9. Caracterización de las muestras de cortes segunda sección muestra original

Muestra Original


Ph 9,13 8,50 8,32 8,83


552 632 641 650

Bario (mg/l) 55,471 53,852 50,992 52,522

Cadmio, (mg/l) 0,015 0,014 0,015 0,015

Cromo, (mg/l) 0,801 0,790 0,721 0,732

Vanadio, (mg/l) 0,085 0,083 0,085 0,084

Tabla 10. Caracterización de las muestras de zaranda tercera sección muestra original

Muestra Original


Ph 8,41 8,59 8,76 8,95


789 825 932 870

Bario (mg/l) 46,570 44,371 45,780 45,912

Cadmio, (mg/l) 0,020 0,021 0,020 0,020

Cromo, (mg/l) 0,251 0,311 0,345 0,415

Vanadio, (mg/l) 0,095 0,093 0,092 0,090

74

Tabla 11. Caracterización de las muestras de cortes tercera sección muestra original

Muestra Original


Ph 8,51 7,84 8,03 8,21


1351 1574 1498 1589

Bario (mg/l) 36,515 39,542 37,237 35,274

Cadmio, (mg/l) 0,010 0,009 0,009 0,009

Cromo, (mg/l) 0,201 0,182 0,194 0,197

Vanadio, (mg/l) 0,074 0,070 0,072 0,070

4.3.2. Datos de laboratorio de la caracterización de cortes y ripios Mezcla 1

Tabla 12. Caracterización de las muestras de zaranda primera sección mezcla 1

Muestra MEZCLA 1


Ph 7,58 8,13 8,40 8,10


2110 2435 2554 2670

Bario (mg/l) 48,074 30,712 15,244 4,871

Cadmio, (mg/l) 0,025 0,024 0,025 0,025

Cromo, (mg/l) 0,845 0,847 0,836 0,824

Vanadio, (mg/l) 0,124 0,128 0,125 0,127

Tabla 13. Caracterización de las muestras de cortes primera sección mezcla 1

Muestra MEZCLA 1


Ph 7,68 8,14 8,5 8,34


1057 1389 1540 1456

Bario (mg/l) 45,173 33,214 19,543 3,012

Cadmio, (mg/l) 0,015 0,015 0,014 0,014

Cromo, (mg/l) 0,675 0,684 0,625 0,655

Vanadio, (mg/l) 0,024 0,027 0,026 0,023

75

Tabla 14. Caracterización de las muestras de zaranda segunda sección mezcla 1

Muestra MEZCLA 1


Ph 6,12 7,16 8,39 8,14


687 723 839 639

Bario (mg/l) 54,114 40,191 22,747 3,240

Cadmio, (mg/l) 0,030 0,031 0,032 0,031

Cromo, (mg/l) 0,923 0,954 0,936 0,984

Vanadio, (mg/l) 0,189 0,187 0,187 0,188

Tabla 15. Caracterización de las muestras de cortes segunda sección mezcla 1

Muestra MEZCLA 1


Ph 9,02 8,70 8,34 8,50


464 650 830 629

Bario (mg/l) 50,741 45,372 26,743 2,077

Cadmio, (mg/l) 0,014 0,013 0,013 0,014

Cromo, (mg/l) 0,234 0,287 0,284 0,275

Vanadio, (mg/l) 0,051 0,049 0,047 0,048

Tabla 16. Caracterización de las muestras de zaranda tercera sección mezcla 1

Muestra MEZCLA 1


Ph 9,07 8,49 8,29 7,39


716 948 843 937

Bario (mg/l) 38,172 17,677 8,422 4,722

Cadmio, (mg/l) 0,020 0,024 0,024 0,024

Cromo, (mg/l) 0,736 0,728 0,725 0,725

Vanadio, (mg/l) 0,152 0,150 0,154 0,150

76

Tabla 17. Caracterización de las muestras de cortes tercera sección mezcla 1

Muestra MEZCLA 1


Ph 8,80 7,29 8,34 8,39


299 527 739 738

Bario (mg/l) 35,128 28,153 16,245 3,504

Cadmio, (mg/l) 0,010 0,009 0,009 0,010

Cromo, (mg/l) 0,187 0,178 0,164 0,135

Vanadio, (mg/l) 0,062 0,067 0,067 0,069



Muestra MEZCLA 2


Ph 7,95 8,32 8,34 8,85


1056 1500 1749 1430

Bario (mg/l) 46,549 30,176 16,741 5,077

Cadmio, (mg/l) 0,024 0,025 0,024 0,024

Cromo, (mg/l) 0,745 0,761 0,723 0,751

Vanadio, (mg/l) 0,175 0,178 0,177 0,172


Muestra MEZCLA 2


Ph 7,84 7,99 8,36 8,74


1215 1697 1839 2390

Bario (mg/l) 40,870 29,476 16,813 3,742

Cadmio, (mg/l) 0,010 0,011 0,010 0,012

Cromo, (mg/l) 0,675 0,635 0,684 0,624

Vanadio, (mg/l) 0,065 0,068 0,067 0,068

77


Muestra MEZCLA 2


Ph 8,45 8,90 8,34 8,50


712 930 1102 948

Bario (mg/l) 57,244 39,656 19,757 5,330

Cadmio, (mg/l) 0,032 0,033 0,032 0,033

Cromo, (mg/l) 0,994 0,912 0,942 0,913

Vanadio, (mg/l) 0,199 0,192 0,191 0,192


Muestra MEZCLA 2


Ph 8,11 8,29 8,94 8,13


400 620 890 739

Bario (mg/l) 50,743 41,871 27,151 4,585

Cadmio, (mg/l) 0,015 0,015 0,014 0,014

Cromo, (mg/l) 0,254 0,254 0,287 0,236

Vanadio, (mg/l) 0,050 0,048 0,049 0,048


Muestra MEZCLA 2


Ph 8,16 8,38 8,79 8,93


145 204 395 328

Bario (mg/l) 38,125 22,744 13,012 5,095

Cadmio, (mg/l) 0,024 0,023 0,023 0,023

Cromo, (mg/l) 0,715 0,725 0,736 0,752

Vanadio, (mg/l) 0,123 0,125 0,124 0,123

78


Muestra MEZCLA 2


Ph 8,93 8,46 8,82 8,99


381 551 598 679

Bario (mg/l) 33,178 24,713 15,748 3,877

Cadmio, (mg/l) 0,009 0,008 0,008 0,008

Cromo, (mg/l) 0,125 0,158 0,174 0,146

Vanadio, (mg/l) 0,062 0,065 0,064 0,062



Muestra MEZCLA 3


Ph 8,01 7,89 7,99 8,21


1850 2340 2500 2410

Bario (mg/l) 48,243 33,141 20,745 10,445

Cadmio, (mg/l) 0,025 0,026 0,026 0,025

Cromo, (mg/l) 0,954 0,925 0,931 0,915

Vanadio, (mg/l) 0,101 0,111 0,110 0,112


Muestra MEZCLA 3


Ph 7,88 7,99 8,12 8,31


1280 1574 1985 2100

Bario (mg/l) 41,583 33,748 21,823 7,238

Cadmio, (mg/l) 0,015 0,016 0,015 0,015

Cromo, (mg/l) 0,788 0,715 0,706 0,702

Vanadio, (mg/l) 0,074 0,076 0,076 0,076

79


Muestra MEZCLA 3


Ph 9,12 8,56 8,23 8,42


751 841 862 841

Bario (mg/l) 55,44 33,47 22,88 15,27

Cadmio, (mg/l) 0,037 0,036 0,036 0,036

Cromo, (mg/l) 0,925 0,905 0,940 0,945

Vanadio, (mg/l) 0,154 0,150 0,151 0,152


Muestra MEZCLA 3


Ph 8,94 8,54 8,34 7,99


503 650 741 874

Bario (mg/l) 49,133 37,655 25,317 10,844

Cadmio, (mg/l) 0,018 0,018 0,017 0,017

Cromo, (mg/l) 0,815 0,823 0,815 0,815

Vanadio, (mg/l) 0,080 0,081 0,083 0,084


Muestra MEZCLA 3


Ph 8,90 8,32 7,28 7,89


726 739 823 826

Bario (mg/l) 37,543 26,893 14,962 7,557

Cadmio, (mg/l) 0,025 0,024 0,024 0,023

Cromo, (mg/l) 0,730 0,715 0,736 0,789

Vanadio, (mg/l) 0,123 0,124 0,125 0,124

80


Muestra MEZCLA 3


Ph 8,31 8,89 8,43 7,89


390 416 538 429

Bario (mg/l) 31,052 23,416 12,850 5,747

Cadmio, (mg/l) 0,010 0,010 0,011 0,012

Cromo, (mg/l) 0,615 0,675 0,635 0,684

Vanadio, (mg/l) 0,061 0,063 0,067 0,061



Muestra MEZCLA 4


Ph 8,31 8,39 8,69 8,99


1334 1590 1739 2490

Bario (mg/l) 47,210 39,210 28,450 12,840

Cadmio, (mg/l) 0,028 0,028 0,027 0,028

Cromo, (mg/l) 0,712 0,735 0,714 0,739

Vanadio, (mg/l) 0,174 0,172 0,173 0,174


Muestra MEZCLA 4


Ph 8,17 8,67 8,43 8,96


1106 1250 1475 1362

Bario (mg/l) 40,650 31,980 17,230 6,140

Cadmio, (mg/l) 0,014 0,013 0,013 0,014

Cromo, (mg/l) 0,125 0,151 0,184 0,155

Vanadio, (mg/l) 0,055 0,053 0,050 0,052

81


Muestra MEZCLA 4


Ph 8,92 7,89 8,26 8,5


717 1190 986 1037

Bario (mg/l) 54,810 35,740 24,540 18,240

Cadmio, (mg/l) 0,032 0,032 0,033 0,034

Cromo, (mg/l) 0,915 0,911 0,901 0,925

Vanadio, (mg/l) 0,189 0,191 0,192 0,191


Muestra MEZCLA 4


Ph 8,82 9,02 8,49 8,3


477 543 629 518

Bario (mg/l) 46,276 33,712 20,758 11,743

Cadmio, (mg/l) 0,015 0,015 0,015 0,014

Cromo, (mg/l) 0,178 0,136 0,156 0,105

Vanadio, (mg/l) 0,073 0,076 0,075 0,075


Muestra MEZCLA 4


Ph 8,79 8,89 8,12 8,34


761 625 698 716

Bario (mg/l) 38,450 29,470 18,240 8,240

Cadmio, (mg/l) 0,020 0,024 0,024 0,024

Cromo, (mg/l) 0,684 0,625 0,635 0,607

Vanadio, (mg/l) 0,150 0,154 0,152 0,153

82


Muestra MEZCLA 4


Ph 9,12 8,89 8,63 8,23


368 298 350 430

Bario (mg/l) 29,740 21,800 13,740 6,440

Cadmio, (mg/l) 0,009 0,008 0,008 0,008

Cromo, (mg/l) 0,123 0,178 0,135 0,125

Vanadio, (mg/l) 0,023 0,025 0,024 0,023


Tabla 36. Caracterización de las muestras de zaranda primera sección receta 1

Muestra RECETA 1


Ph 8,19 8,15 8,26 8,23


3371 3759 3716 3918

Bario (mg/l) 47,182 33,757 17,293 6,193

Cadmio, (mg/l) 0,028 0,027 0,027 0,028

Cromo, (mg/l) 0,927 0,974 0,917 0,964

Vanadio, (mg/l) 0,156 0,164 0,173 0,177

Tabla 37. Caracterización de las muestras de cortes primera sección receta 1

Muestra RECETA 1


Ph 8,34 8,24 8,56 8,38


1456 1573 1638 1563

Bario (mg/l) 43,172 30,192 17,292 5,193

Cadmio, (mg/l) 0,022 0,019 0,020 0,022

Cromo, (mg/l) 0,732 0,723 0,735 0,764

Vanadio, (mg/l) 0,193 0,187 0,180 0,147

83

Tabla 38. Caracterización de las muestras de zaranda segunda sección receta 1

Muestra RECETA 1


Ph 6,57 6,99 7,18 7,12


737 827 839 926

Bario (mg/l) 53,183 41,934 25,173 6,384

Cadmio, (mg/l) 0,045 0,043 0,044 0,042

Cromo, (mg/l) 0,952 0,934 0,926 0,926

Vanadio, (mg/l) 0,123 0,154 0,134 0,144

Tabla 39. Caracterización de las muestras de cortes segunda sección receta 1

Muestra RECETA 1


Ph 9,02 8,70 8,34 8,50


464 650 830 629

Bario (mg/l) 50,741 45,372 26,743 2,077

Cadmio, (mg/l) 0,014 0,013 0,013 0,014

Cromo, (mg/l) 0,234 0,287 0,284 0,275

Vanadio, (mg/l) 0,089 0,098 0,086 0,088

Tabla 40. Caracterización de las muestras de zaranda tercera sección receta 1

Muestra RECETA 1


Ph 8,53 8,23 8,25 8,17


843 825 825 887

Bario (mg/l) 39,167 19,387 9,182 5,383

Cadmio, (mg/l) 0,034 0,374 0,036 0,039

Cromo, (mg/l) 0,826 0,826 0,816 0,836

Vanadio, (mg/l) 0,167 0,177 0,154 0,184

84

Tabla 41. Caracterización de las muestras de cortes tercera sección receta 1

Muestra RECETA 1


Ph 7,34 7,89 8,34 8,45

Conductividad,

(us/cm)

375 423 534 634

Bario (mg/l) 35,182 25,844 17.834 6,282

Cadmio, (mg/l) 0,014 0,013 0,014 0,013

Cromo, (mg/l) 0,212 0,265 0,284 0,274

Vanadio, (mg/l) 0,098 0,075 0,084 0,087

85

5. CÁLCULOS

5.1. Cálculo para bombas centrifugas

𝑃 = 0,052 𝑥 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑥 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 (7)

Donde:

P = presión de alimentación a la entrada del cono

Carga = altura de la columna del fluido

0,052 = factor de conversión

5.1.1. Calculo de la carga expresada como aceleración centrifuga

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 (𝑝𝑖𝑒𝑠) = 𝑉2

2𝑔 (8)

Donde:

V = velocidad de impeler (pies / seg)

g = fuerza gravitacional = 32.2 ft/ seg 2

𝑉 = 𝑟𝑝𝑚 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑥 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑥 𝜋 (9)

Datos:

Rpm motor = 1900

Diámetro tubería = 12” impeler

𝑉 = (1900

60) 𝑥 (

12

12) 𝑥 𝜋

V = 99,43 𝑓𝑡3

𝑠𝑒𝑔

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 99.432

2 𝑥 32,2

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 153,51 𝑓𝑡

86

5.1.2. Calculo de la presión de alimentación

Datos:

Densidad del lodo = 21,70 lb/galón

𝑃 = 0,052 𝑥 21,70 𝑥 153.51

P = 173.22 psi

5.1.3. Calculo de la potencia de la bomba

𝑃𝑂𝑇𝐸𝑁𝐶𝐼𝐴 (𝐻𝑃) = 𝐺𝑃𝑀 𝑥 𝑝𝑖𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑥 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎

3960 𝑥 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 (10)

DATOS:

GPM = 300gal / min

Carga = 153,51 ft

Gravedad especifica = 21,70 lb / gal

Eficiencia = 0,75

𝑃𝑂𝑇𝐸𝑁𝐶𝐼𝐴 (𝐻𝑃) = 300 𝑥 153,51 𝑥

21,70

8.33

3960 𝑥 0,75

𝑃𝑂𝑇𝐸𝑁𝐶𝐼𝐴 (𝐻𝑃) = 40,39 𝐻𝑃

5.2. Cálculo del volumen de la tolva

DATOS:

Volumen diario de desechos = 30 m3/día

Fig. 30. Esquema de la Tolva

V2

V

1

87

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑐ℎ𝑜𝑠 = 30𝑚3

𝑑í𝑎∗

1 𝑑í𝑎

24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠= 1,25

𝑚3

ℎ

Tabla 42. Dimensiones de la Tolva

Alto 2,2 m

Ancho 0,7 m

profundidad 0,7 m

h 0,5 m

AB 0,49 m

Ab 0,25 m

El volumen de la tolva se divide en dos:

𝑉1 = 𝑎𝑙𝑡𝑜 ∗ 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 ∗ 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 (11)

V1 = 2,2 * 0,7 * 0,7 = 1,078 m3

𝑉2 = ℎ

3∗ (𝐴𝐵 ∗ 𝐴𝑏 + √𝐴𝐵 ∗ 𝐴𝑏) (12)

𝑉2 = 0,5

3∗ (0,49 ∗ 0,25 + √0,49 ∗ 0,25)

V2 = 0,18 m3

Vtotal = V1 + V2 (13)

Vtotal = 1,078 + 0,18

V total = 1,26 m3

5.2.1. Cálculo de la Presión interna que soporta la Tolva

Datos

m = 3250 Kg de desechos

a = 9,8 m/s2

L = alto + h (14)

L = 2,2 + 0,5 = 2,7 m

𝑃 = 𝑚∗𝑎∗𝐿

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (15)

𝑃 = 3250 ∗ 9,8 ∗ 2,7

1,26

88

P = 68268,06 N/m2

Fluencia mínima del material

2500 𝑘𝑔

𝑐𝑚2 × 9,8

𝑁

𝐾𝑔 × 10000

𝑐𝑚2

𝑚2

2,45 x 108 N/m2

El material soporta una fluencia mínima de 2,45 x 108 N/m2 antes de deformarse y la Presión es

de 68268,06 N/m 2, por lo tanto el material si soporta el material en su interior.

5.2.2. Cálculo de la Potencia del motor de la tolva

Datos:

Potencia = 1,5 KW

Voltaje = 110 / 220V

Frecuencia = 60 Hz

Velocidad Nominal = 1720 RPM

Corriente Nominal = 28 / 14 A

Factor de Potencia (cos φ) = 0,68

Cálculo de la Potencia activa

𝑃 = √3𝑉𝐼 𝑐𝑜𝑠 Φ (16)

𝑃 = √3 𝑥 220 𝑉𝑥 14𝐴 𝑥 0,68

P = 3,628 KW

Cálculo de la potencia reactiva

𝑃 = √3𝑉𝐼 𝑠𝑒𝑛 φ (17)

𝑃 = √3 𝑥 220 𝑉 𝑥 14 𝐴 𝑥 0,7333

P = 3,910 KW

89

5.3. Especificaciones de diseño de los equipos que forman el sistema de control de sólidos

Tabla 43. Especificaciones de Zarandas

Modelo GNZS752E-DM GNZS703E-HB GNZS703E-DZ GNZS594E-HB GNZS594HGE-

LD

Modo de vibración Moción Lineal

Motor vibrador 2×0.75KW 2×1.72KW 2x1.94KW

Motor de ajuste del

ángulo N/A 0.55KW

Potencia de vibración ≤7.1G(Ajustable)

≤7.5G ≤8.0G

Amplitud de la

vibración 3.92～5.62mm 3.92～5.62mm 4.4～6.34mm

Capacidad de

tratamiento 45m3/h (200GPM) 120m3/h (528GPM) 140m3/h (615GPM)

Ajuste de cubierta +2° -1°~+5°(Eléctrica y mecánica)

Ex estándar ExdIIBt4/IECEX/A-TEX

Cantidad de mallas 2 3 4

tamaño de mallas 750x900mm 700x1250mm 585x1165mm

área de Mallas

Zarandas

1.35m2 2.63m2 2.73m2

Criba de la presa 710mm 895mm 1024mm 895mm

Tipo de alimentación alimentador de caja alimentador de

vertedero

alimentador de

caja

alimentador de

vertedero

alimentador de

la tolva

Peso 893kg 1675kg 1742kg 1722kg 1638kg

Dimensión(mm) 1676x1689x1062 2717x1998x1428 2419x2055x147

4

2937x1998x142

8

1716x1998x142

8

Fuente: http://www.gnsolidsamerica.es/zarandas.html

Tabla 44. Especificaciones para Hidrociclones

Modelo GNWSE-2S/3S GNZJ703E-D2S GNZJ703E-3S GNZJ752E-

1S/2S

Capacidad(m3/h) 240/360 240(1056GPM) 360(1584GPM) 120/240

Tamaño de hidrociclón 10 pulgadas

Número de hidrociclón (pcs) 2/3 2 3 1/2

Presión 0.25~0.4Mpa

Tamaño interior 6 pulgadas

Tamaño exterior 8 pulgadas

Especificación de la

zaranda inferior

modelo de la

zaranda N/A

GNZS703E GNZS752E

Modo de vibración Moción Lineal

Motor vibrador 2×1.72kw 2×0.75kw

http://www.gnsolidsamerica.es/mallas-para-zarandas.html



http://www.gnsolidsamerica.es/zarandas.html

90

Motor de ajuste del

ángulo 0.55kw N/A

Cantidad de mallas 3 2

tamaño de mallas 750×1250mm 750×900mm

área de Mallas

Zarandas 2.63m2 1.35m2

Fuerza G ≤7.5G ≤7.1G

Amplitud de la

vibración 4.14～5.96 3.92～5.62

ángulo de ajuste -1°~+5°(Eléctrica y mecánica) +2°

Ex estándar ExdIIBt4/IECEX/A-TEX

Dimensión(mm) 2177x1000x1901 2419x2199x1656 2419x2113x2066 1674x1682x1802

Peso(kg) 502/559 1888 1964 1048/1105

Fuente: http://gnsolidsamerica.es/desarenador.html

Tabla 45. Especificaciones para Centrifugas Decantadoras

Modelo GNLW363BG GNLW363BG-VFD GNLW453VFD GNLW553VFD

Capacidad de la Centrífuga (Max) 200GPM(45m3/h) 200GPM(45m3/h) 352GPM(80m3/h) 484GPM(110m3/h)

Capacidad de la Centrífuga (Normal) 132GPM(30m3/h) 132GPM(30m3/h) 264GPM(60m3/h) 400GPM(90m3/h)

Diámetro del tazón 360mm (14 inch) 360mm (14 inch) 450mm(18inch) 550mm (22 inch)

Longitud del tazón 1270mm(50 inch) 1270mm(50 inch) 1540mm(61inch) 1800mm(71 inch)

Velocidad máxima del tazón 3900RPM 3900RPM 3200RPM 3000RPM

Velocidad típica del tazón 3200RPM 0~3200RPM 0~2800RPM 0~2500RPM

Fuerza G (Máx) 3063 3063 2578 2719

Fuerza G (Normal) 2062 0~2062 0~1973 0~1888

Punto de separación 2~5µm 2~5µm 2~5µm 2~5µm

Motor principal 37KW (50HP) 37KW (50HP) 55KW(75HP) 90KW (120HP)

Conducción en reversa 11KW (15HP) 11KW (15HP) 22KW(30HP) 37KW (50HP)

Motor de bomba 7.5kw(10HP) 7.5kw(10HP) 15kw(20HP) 22kw(30HP)

Caja de control eléctrico Exd PLC+ presión positiva VFD

Peso(kg) 3500 3400 4580 5840

Dimensión(mm) 3305×1638×1277 3305×1638×1277 3824×1798×1317 4293×1978×1381

Fuente: http://www.gnsolidsamerica.es/centrifuga-decantadora.html

5.4. Preparación de las mezclas para los cortes y ripios producto de la perforación

5.4.1. Cálculo modelo del volumen que se requiere para tratar 500 gr de lodo

Datos:

Densidad del lodo (ρ) = 2,6 gr / cm3

Peso del lodo a tratar (m) = 500 gr.

http://gnsolidsamerica.es/mallas-para-zarandas.html

http://gnsolidsamerica.es/desarenador.html

http://www.gnsolidsamerica.es/centrifuga-decantadora.html

91

𝑉 = 𝑚

𝜌 (18)

V = 500

2,6= 192,3077 cm3

𝑉 = 0,0508 𝑔𝑎𝑙 .

𝑉 = 0,0012 𝑏𝑏𝑙 .

Peso de un barril de lodo

𝑚 = 500 gr

0,0012 𝑏𝑏𝑙∗ 1𝑏𝑏𝑙 = 413352,576 𝑔𝑟.

m = 413,353 Kg.

5.4.2. Cálculo de la cantidad de químico necesario para tratar cada barril de lodo

Datos:

Peso de la lodo = 500 gr.

Peso de químico para 500 gr de lodo = 6,59 gr

Donde:

mquimico = peso del químico

mquimico = 413352,576 gr lodo

500 gr lodo∗ 6,59 gr químico

mquímico = 5447,9870 gr. Químico

mquímico = 5,45 Kg de químico para 1 barril de muestra

92

5.4.3. Porcentaje de bario eliminado por cada sección

% 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐵𝑎 𝑑𝑖𝑎 5 − 𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐵𝑎 𝑑í𝑎 90

𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐵𝑎 𝑑í𝑎 5∗ 100

(19)

Calculo modelo, zaranda primera sección, mezcla 1

% 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 0.31 − 0.08

0.31∗ 100

% 𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 74.19

5.4.4. Análisis de Costos

Tabla 46. Precio de los materiales utilizados para cada mezcla

Material Unidad Costo por Kg, ctv.

Zeolita M Kg 0,32

Carbón activado Kg 0,18

Cascarilla de arroz Kg 0,18

Polisilicato de Sodio y

Potasio Kg 0,05

5.4.4.1. Cantidad requerida de los materiales para el tratamiento

Tabla 47. Precio de los materiales utilizados para la mezcla 1

Materiales Mezcla 1

% peso, Kg Costo, ctv.

Zeolita M 35 1,91 0,61

Carbón activado 5 0,27 0,05

cascarilla de

arroz

7 0,38 0,07

Polisilicato de

Sodio y Potasio 53 2,89 0,14

Total 100 5,45 0,87

93


Materiales Mezcla 2

% Peso, Kg Costo, ctv.

Zeolita M 30,00 1,63 0,52

Carbón activado 20,00 1,09 0,20

cascarilla de

arroz

7,00 0,38 0,07

Polisilicato de

Sodio y Potasio 43,00 2,34 0,12

Total 100,00 5,45 0,90


Materiales Mezcla 3

% peso, Kg Costo, ctv.

Zeolita M 25,00 1,36 0,44


cascarilla de

arroz

7,00 0,38 0,07

Polisilicato de


Total 100,00 5,45 0,82


Materiales Mezcla 4

% Peso, Kg Costo, ctv.

Zeolita M 20,00 1,09 0,35


cascarilla de

arroz

7,00 0,38 0,07

Polisilicato de


Total 100,00 5,45 0,79

94

6. RESULTADOS

6.1. Resultados de la experimentación

6.1.1. Comparación grafica de los resultados obtenidos del tratamiento para la primera

sección

Gráfico 1. Bario vs. Tiempo de Zaranda Primera Sección

Gráfico 2. Bario vs. Tiempo de Cortes Primera Sección

ORIGINAL MEZCLA 1 MEZCLA 2 MEZCLA 3 MEZCLA 4 RECETA 1

Series1 52,055 48,074 46,549 48,243 47,210 47,182

Series2 53,135 30,712 30,176 33,141 39,210 33,757

Series3 53,714 15,244 16,741 20,745 28,450 17,293

Series4 52,314 4,871 5,077 10,445 12,840 6,193

0

10

20

30

40

50

60

Bar

io, m

g/l

ZARANDA PRIMERA SECCION


Series1 39,115 45,173 40,870 41,583 40,650 43,172

Series2 37,775 33,214 29,476 33,748 31,980 30,192

Series3 38,331 19,543 16,813 21,823 17,230 17,292

Series4 38,850 3,012 3,742 7,238 6,140 5,193

05

101520253035404550

Bar

io,m

g/l

CORTES PRIMERA SECCION

95

6.1.2. Comparación grafica de los resultados obtenidos del tratamiento para la segunda

sección

Gráfico 3. Bario vs. Tiempo de Zaranda Segunda Sección

Gráfico 4. Bario vs. Tiempo de Cortes Segunda Sección


Series1 62,322 54,114 57,244 55,44 54,810 53,183

Series2 60,84 40,191 39,656 33,47 35,740 41,934

Series3 61,035 22,747 19,757 22,88 24,540 25,173

Series4 63,515 3,240 5,330 15,27 18,240 6,384

0

10

20

30

40

50

60

70

Bar

io, m

g/l

ZARANDA SEGUNDA SECCION


Series1 55,471 50,741 50,743 49,133 46,276 50,741

Series2 53,852 45,372 41,871 37,655 33,712 45,372

Series3 50,992 26,743 27,151 25,317 20,758 26,743

Series4 52,522 2,077 4,585 10,844 11,743 2,077

0

10

20

30

40

50

60

Bar

io, m

g/l

CORTES SEGUNDA SECCION

96

6.1.3. Comparación grafica de los resultados obtenidos del tratamiento para la tercera

sección

Gráfico 5. Bario vs. Tiempo de Zaranda Tercera Sección

Gráfico 6. Bario vs. Tiempo de Cortes Tercera Sección


Series1 46,57 38,172 38,125 37,543 38,450 39,167

Series2 44,371 17,677 22,744 26,893 29,470 19,387

Series3 45,780 8,422 13,012 14,962 18,240 9,182

Series4 45,912 4,722 5,095 7,557 8,240 5,383

05

101520253035404550

Bar

io, m

g/l

ZARANDA TERCERA SECCION


Series1 36,515 35,128 33,178 31,052 29,740 35,182

Series2 39,542 28,153 24,713 23,416 21,800 25,844

Series3 37,237 16,245 15,748 12,850 13,740 17,845

Series4 35,274 3,504 3,877 5,747 6,440 6,282

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Bar

io, m

g/l

CORTES TERCERA SECCION

97


proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación para Zaranda

Primera Sección.

6.2.1. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de PH para datos de zaranda

primera sección.

Análisis de varianza para PH

Tabla 51. Análisis de Varianza PH zaranda primera sección

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P

A:Tiempo 0,401018 1 0,401018 4,98 0,0425

B:Concentración 0,406818 1 0,406818 5,05 0,0412

AA 0,031681 1 0,031681 0,39 0,5405

AB 0,0619399 1 0,0619399 0,77 0,3951

BB 0,847656 1 0,847656 10,53 0,0059

Error total 1,12678 14 0,0804844

Total (corr.) 3,2399 19

R2 = 65,2217%

R2 (ajustada por g.l.) = 52,8009 %

Error estándar del est. = 0,283698

Error absoluto medio = 0,196292

Coeficiente de regresión para PH

Tabla 52. Coeficiente de Regresión PH zaranda primera sección

Coeficiente Estimado

constante 7,5219

A:Tiempo 0,0206098

B:Concentración 0,0649931

AA -0,0004604

AB 0,000411636

BB -0,00168652

PH = 7,5219 + 0,0206098*Tiempo + 0,0649931*Concentración - 0,0004604*Tiempo2 +

0,000411636*Tiempo*Concentración - 0,00168652*Concentración2 (20)

98

Efectos principales de los factores que intervienen en el PH

Gráfico 7. Grafica de efectos principales para PH, zaranda primera sección

Superficie de respuesta para PH

Gráfico 8. Superficie de respuesta estimada para PH, zaranda primera sección

Valor óptimo de PH

Valor óptimo = 8,0

99

Tabla 53. Valor óptimo PH zaranda primera sección

Factor Bajo Alto Óptimo

Tiempo 1,0 30,0 1,29983

Concentración 0,0 35,0 29,8841

6.2.2. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de Conductividad para datos

de zaranda primera sección.

Análisis de varianza para Conductividad

Tabla 54. Análisis de varianza Conductividad Zaranda primera sección


A:Tiempo 893246, 1 893246, 4,43 0,0540

B:Concentración 1,12308E6 1 1,12308E6 5,56 0,0334

AA 312989, 1 312989, 1,55 0,2335

AB 6620,14 1 6620,14 0,03 0,8589

BB 20852,6 1 20852,6 0,10 0,7526

Error total 2,82545E6 14 201818,

Total (corr.) 5,25857E6 19

R2 = 46,2696 %




Coeficiente de regresión para conductividad

Tabla 55. Coeficiente de regresión conductividad zaranda primera sección


constante 1009,32

A:Tiempo 67,4249


AA -1,44711

AB -0,134574

BB 0,264522

Conductividad = 1009,32 + 67,4249*Tiempo + 13,3395*Concentración - 1,44711*Tiempo2 -

0,134574*Tiempo*Concentración + 0,264522*Concentración2 (21)

100

Efectos principales de los factores que intervienen en la conductividad

Gráfico 9. Grafica de efectos principales para conductividad, zaranda primera sección

Superficie de respuesta para conductividad

Gráfico 10. Superficie de respuesta estimada para Conductividad, zaranda primera

sección

101

Valor óptimo de conductividad

Valor óptimo = 2479,72

Tabla 56. Valor óptimo conductividad zaranda primera sección


Tiempo 1,0 30,0 21,6696



zaranda primera sección.

Análisis de varianza para Bario

Tabla 57. Análisis de varianza de Bario zaranda primera sección


A:Tiempo 1543,81 1 1543,81 99,15 0,0000

B:Concentración 2323,75 1 2323,75 149,24 0,0000

AA 157,031 1 157,031 10,09 0,0067

AB 597,957 1 597,957 38,40 0,0000

BB 84,1872 1 84,1872 5,41 0,0356

Error total 217,986 14 15,5704

Total (corr.) 5697,98 19

R2 = 96,1743 %




Coeficiente de regresión para bario

Tabla 58. Coeficiente de regresión de bario zaranda primera sección


constante 58,0525

A:Tiempo -1,13721

B:Concentración -0,8944

AA 0,0324137

AB -0,0404448

BB 0,0168076

Ba = 58,0525 - 1,13721*Tiempo - 0,8944*Concentración + 0,0324137*Tiempo2 -


102

Efectos principales de los factores que intervienen en el Bario

Gráfico 11. Grafica de efectos principales para bario, zaranda primera sección

Superficie de respuesta para Bario

Gráfico 12. Superficie de respuesta estimada para bario, zaranda primera sección

Valor óptimo de bario


103

Tabla 59. Valor óptimo de bario zaranda primera sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0




Análisis de varianza para Cadmio

Tabla 60. Análisis de varianza de Cadmio zaranda primera sección


A:Tiempo 4,35158E-7 1 4,35158E-7 0,28 0,6071

B:Concentración 0,0000177958 1 0,0000177958 11,32 0,0046

AA 6,49441E-8 1 6,49441E-8 0,04 0,8419

AB 8,63261E-7 1 8,63261E-7 0,55 0,4710

BB 0,0000504213 1 0,0000504213 32,06 0,0001

Error total 0,0000220183 14 0,00000157273

Total (corr.) 0,0001088 19

R2 = 79,7626 %




Coeficiente de regresión para cadmio

Tabla 61. Coeficiente de regresión de cadmio, zaranda primera sección


constante 0,0204378

A:Tiempo 0,000020564


AA 6,59182E-7

AB -0,00000153674

BB -0,0000130074

Cd = 0,0204378 + 0,000020564*Tiempo + 0,000560728*Concentración + 6,59182E-

7*Tiempo2 - 0,00000153674*Tiempo*Concentración - 0,0000130074*Concentración2 (23)

104

Efectos principales de los factores que intervienen en el Cadmio

Gráfico 13. Grafica de efectos principales para cadmio, zaranda primera sección

Superficie de respuesta para Cadmio

Gráfico 14. Superficie de respuesta estimada para Cadmio, zaranda primera sección

Valor óptimo de cadmio


105

Tabla 62. Valor óptimo de cadmio, zaranda primera sección


Tiempo 1,0 30,0 1,0




Análisis de varianza para Cromo

Tabla 63. Análisis de varianza de cromo, zaranda primera sección


A:Tiempo 0,000723484 1 0,000723484 0,09 0,7656

B:Concentración 0,000592832 1 0,000592832 0,08 0,7872

AA 0,000115367 1 0,000115367 0,01 0,9051

AB 0,0000633114 1 0,0000633114 0,01 0,9296

BB 0,00505399 1 0,00505399 0,65 0,4351

Error total 0,109584 14 0,00782745

Total (corr.) 0,117076 19

R2 = 6,39884 %




Coeficiente de regresión para cromo

Tabla 64. Coeficiente de regresión de cromo, zaranda primera sección


constante 0,860902

A:Tiempo -0,00166673


AA 0,0000277829

AB 0,0000131604

BB 0,000130226

Cr = 0,860902 - 0,00166673*Tiempo - 0,00523318*Concentración + 0,0000277829*Tiempo2 +


106

Efectos principales de los factores que intervienen en el Cromo

Gráfico 15. Grafica de efectos principales para Cromo, zaranda primera sección

Superficie de respuesta para Cromo

Gráfico 16. Superficie de respuesta estimada para Cromo, zaranda primera sección

valor óptimo de Cromo


107

Tabla 65. Valor óptimo de cromo, zaranda primera sección


Tiempo 1,0 30,0 25,5512




Análisis de varianza para Vanadio

Tabla 66. Análisis de varianza de vanadio, zaranda primera sección


A:Tiempo 0,00219513 1 0,00219513 1,38 0,2592

B:Concentración 0,0015546 1 0,0015546 0,98 0,3392

AA 0,000608683 1 0,000608683 0,38 0,5457

AB 0,000409603 1 0,000409603 0,26 0,6194

BB 0,000977082 1 0,000977082 0,62 0,4458

Error total 0,0222242 14 0,00158744

Total (corr.) 0,0287041 19

R2 = 22,5748 %




Coeficiente de regresión para Vanadio

Tabla 67. Coeficiente de regresión de vanadio, zaranda primera sección


constante 0,142502

A:Tiempo 0,00156225


AA -0,0000638163

AB -0,0000334742

BB -0,0000572595

V = 0,142502 + 0,00156225*Tiempo + 0,00175978*Concentración - 0,0000638163*Tiempo2 -


108

Efectos principales de los factores que intervienen en el Vanadio

Gráfico 17. Grafica de efectos principales para Vanadio, zaranda primera sección

Superficie de respuesta para Vanadio

Gráfico 18. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, zaranda primera sección

Valor óptimo de Vanadio


109

Tabla 68. Valor óptimo de vanadio, zaranda primera sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0



proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación.


segunda sección.


Tabla 69. Análisis de varianza de PH, zaranda segunda sección


A:Tiempo 0,0615535 1 0,0615535 0,16 0,6942

B:Concentración 0,816478 1 0,816478 2,14 0,1658

AA 0,00606554 1 0,00606554 0,02 0,9015

AB 0,229606 1 0,229606 0,60 0,4511

BB 1,53938 1 1,53938 4,03 0,0644

Error total 5,34808 14 0,382006

Total (corr.) 8,01326 19

R2 = 33,2595 %





Tabla 70. Coeficiente de regresión de PH, zaranda segunda sección


constante 8,48356

A:Tiempo -0,00231926


AA -0,000201451

AB 0,000792537

BB -0,00227276

PH = 8,48356 - 0,00231926*Tiempo + 0,0497731*Concentración - 0,000201451*Tiempo2 +


110


Gráfico 19. Grafica de efectos principales para PH, zaranda segunda sección


Gráfico 20. Superficie de respuesta para PH, zaranda segunda sección

111

Valor óptimo de PH

Valor óptimo = 8,0

Tabla 71. Valor óptimo de PH, zaranda segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 3,77185



de zaranda segunda sección.


Tabla 72. Análisis de varianza de conductividad, zaranda segunda sección.


A:Tiempo 13657,3 1 13657,3 0,94 0,3496

B:Concentración 13672,0 1 13672,0 0,94 0,3494

AA 68119,7 1 68119,7 4,67 0,0485

AB 1033,75 1 1033,75 0,07 0,7939

BB 178872, 1 178872, 12,26 0,0035

Error total 204190, 14 14585,0

Total (corr.) 502606, 19

R2 = 59,3737 %





Tabla 73. Coeficiente de regresión de conductividad, zaranda segunda sección


constante 576,145

A:Tiempo 22,4966


AA -0,675106

AB 0,0531785

BB -0,774736

Conductividad = 576,145 + 22,4966*Tiempo + 28,5547*Concentración - 0,675106*Tiempo2 +


112


Gráfico 21. Grafica de efectos principales para Conductividad, zaranda segunda sección


113

Gráfico 22. Superficie de respuesta estimada para Conductividad, zaranda segunda

sección



Tabla 74. Valor óptimo de conductividad, zaranda segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 17,4101



zaranda segunda sección.


Tabla 75. Análisis de varianza de bario, zaranda segunda sección


A:Tiempo 1827,23 1 1827,23 109,80 0,0000

B:Concentración 2883,38 1 2883,38 173,27 0,0000

AA 342,613 1 342,613 20,59 0,0005

AB 987,443 1 987,443 59,34 0,0000

BB 323,69 1 323,69 19,45 0,0006

Error total 232,977 14 16,6412

Total (corr.) 7698,06 19

R2= 96,9736 %





Tabla 76. Coeficiente de regresión de bario, zaranda segunda sección


constante 67,0581

A:Tiempo -1,48873


AA 0,0478782

AB -0,0519738

BB 0,0329569

Bario = 67,0581 - 1,48873*Tiempo - 1,38723*Concentración + 0,0478782*Tiempo2 -


114


Gráfico 22. Grafica de efectos principales para Bario, zaranda segunda sección


Gráfico 23. Superficie de respuesta estimada para Bario, zaranda segunda sección

115



Tabla 77. Valor óptimo de bario, zaranda segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0





Tabla 78. Análisis de varianza de Cadmio, zaranda segunda sección


A:Tiempo 2,99706E-7 1 2,99706E-7 0,11 0,7399

B:Concentración 0,0000336164 1 0,0000336164 12,86 0,0030

AA 1,1935E-7 1 1,1935E-7 0,05 0,8339

AB 3,51098E-7 1 3,51098E-7 0,13 0,7195

BB 0,0000741565 1 0,0000741565 28,37 0,0001

Error total 0,0000365926 14 0,00000261376

Total (corr.) 0,000168 19

R2 = 78,2187 %





Tabla 79. Coeficiente de regresión de cadmio, zaranda segunda sección


constante 0,0273553

A:Tiempo 0,0000222575


AA -8,93607E-7

AB 9,80037E-7

BB -0,0000157745

Cadmio = 0,0273553 + 0,0000222575*Tiempo + 0,00064914*Concentración - 8,93607E-

7*Tiempo2 + 9,80037E-7*Tiempo*Concentración - 0,0000157745*Concentración2 (29)

116


Gráfico 24. Grafica de efectos principales para Cadmio, zaranda segunda sección


Gráfico25. Superficie de respuesta estimada para Cadmio, zaranda segunda sección

117



Tabla 80. Valor óptimo de cadmio, zaranda segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0





Tabla 81. Análisis de varianza de cromo, zaranda segunda sección


A:Tiempo 0,00119038 1 0,00119038 1,43 0,2520

B:Concentración 0,0117198 1 0,0117198 14,06 0,0022

AA 0,00300913 1 0,00300913 3,61 0,0783

AB 0,00302276 1 0,00302276 3,63 0,0777

BB 0,000178817 1 0,000178817 0,21 0,6504

Error total 0,0116736 14 0,000833831

Total (corr.) 0,0274928 19

R2 = 57,5393 %





Tabla 82. Coeficiente de regresión de cromo, zaranda segunda sección


constante 0,931382

A:Tiempo -0,00672775


AA 0,000141891

AB 0,0000909348

BB 0,0000244955

Cromo = 0,931382 - 0,00672775 * Tiempo - 0,000171462 * Concentración + 0,000141891 *

Tiempo2 + 0,0000909348 * Tiempo * Concentración + 0,0000244955 * Concentración2

(30)

118


Gráfico 26. Grafica de efectos principales para Cromo, zaranda segunda sección


Gráfico 27. Superficie de respuesta estimada para Cromo, zaranda segunda sección

119

Valor óptimo de Cromo


Tabla 83. Valor óptimo de cadmio, zaranda segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 23,7059

Concentración 0,0 35,0 2,91448E-7

6.3.6. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de Vanadio para datos de



Tabla 84. Análisis de varianza de vanadio, zaranda segunda sección


A:Tiempo 0,0000289855 1 0,0000289855 0,09 0,7626

B:Concentración 0,000145018 1 0,000145018 0,47 0,5020

AA 0,00000861628 1 0,00000861628 0,03 0,8690

AB 0,0000125456 1 0,0000125456 0,04 0,8423

BB 0,000329515 1 0,000329515 1,08 0,3165

Error total 0,00427555 14 0,000305396

Total (corr.) 0,00471455 19

R2 = 9,31169 %





Tabla 85. Coeficiente de regresión de vanadio, zaranda segunda sección


constante 0,184123

A:Tiempo -0,000453017


AA 0,00000759269

AB 0,00000585834

BB 0,0000332521

Vanadio = 0,184123 - 0,000453017 * Tiempo - 0,00102155 * Concentración + 0,00000759269

* Tiempo2 + 0,00000585834 * Tiempo * Concentración + 0,0000332521 * Concentración2

(31)

120


Gráfico 28. Grafica de efectos principales para Vanadio, zaranda segunda sección


Gráfico 29. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, zaranda segunda sección


121


Tabla 86. Valor óptimo de Vanadio, zaranda segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 24,7518



proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación.


tercera sección.


Tabla 87. Análisis de varianza de PH, zaranda tercera sección


A:Tiempo 0,122464 1 0,122464 0,53 0,4767

B:Concentración 0,426859 1 0,426859 1,86 0,1937

AA 0,190574 1 0,190574 0,83 0,3771

AB 0,574719 1 0,574719 2,51 0,1355

BB 0,0286111 1 0,0286111 0,12 0,7290

Error total 3,20589 14 0,228992

Total (corr.) 4,66622 19

R2 = 31,2958 %





Tabla 88. Coeficiente de regresión de PH, zaranda tercera sección


constante 8,61975

A:Tiempo -0,0205451


AA 0,00112919

AB -0,00125388

BB 0,00030984

8

Potencial hidrógeno = 8,61975 - 0,0205451*Tiempo - 0,00405527*Concentración +

0,00112919*Tiempo2 - 0,00125388*Tiempo*Concentración + 0,000309848*Concentración2

(32)

122


Gráfico 30. Grafica de efectos principales para PH, zaranda tercera sección


Gráfico 31. Superficie de respuesta estimada para PH, zaranda tercera sección

Valor óptimo de PH

123

Valor óptimo = 8,0

Tabla 89. Valor óptimo de PH, zaranda tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 22,3938



de zaranda tercera sección.


Tabla 90. Análisis de Varianza de conductividad, zaranda tercera sección


A:Tiempo 25145,6 1 25145,6 0,41 0,5328

B:Concentración 71703,7 1 71703,7 1,17 0,2984

AA 11562,0 1 11562,0 0,19 0,6712

AB 2392,23 1 2392,23 0,04 0,8465

BB 53051,1 1 53051,1 0,86 0,3687

Error total 860779, 14 61484,2

Total (corr.) 1,07172E6 19

R2 = 19,6825 %





Tabla 91. Coeficiente de regresión de conductividad, zaranda tercera sección


constante 815,205

A:Tiempo 10,5972


AA -0,278133

AB 0,0808965

BB 0,421919

Conductividad = 815,205 + 10,5972*Tiempo - 21,204*Concentración - 0,278133*Tiempo2 +


124


Gráfico 32. Grafica de efectos principales para Conductividad, zaranda tercera sección


Gráfico 33. Superficie de respuesta estimada para Conductividad, zaranda tercera sección

125



Tabla 92. Valor óptimo de conductividad, zaranda tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 19,0514



zaranda tercera sección.


Tabla 93. Análisis de varianza de bario, zaranda tercera sección


A:Tiempo 998,555 1 998,555 58,36 0,0000

B:Concentración 2053,02 1 2053,02 119,99 0,0000

AA 214,67 1 214,67 12,55 0,0033

AB 325,719 1 325,719 19,04 0,0006

BB 94,2136 1 94,2136 5,51 0,0342

Error total 239,535 14 17,1096

Total (corr.) 4426,31 19

R2 = 94,5884 %





Tabla 94. Coeficiente de regresión de bario, zaranda tercera sección


constante 51,604

A:Tiempo -1,32818


AA 0,0378985

AB -0,0298504

BB 0,0177803



126


Gráfico 34. Grafica de efectos principales para Bario, zaranda tercera sección


Gráfico 35. Superficie de repuesta estimada para Bario, zaranda tercera sección

127



Tabla 95. Valor óptimo de bario, zaranda tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0





Tabla 96. Análisis de varianza de cadmio, zaranda tercera sección


A:Tiempo 4,4925E-7 1 4,4925E-7 0,25 0,6252

B:Concentración 0,0000189218 1 0,0000189218 10,51 0,0059

AA 0,0000023487 1 0,0000023487 1,30 0,2726

AB 7,01803E-7 1 7,01803E-7 0,39 0,5425

BB 0,00000760525 1 0,00000760525 4,22 0,0590

Error total 0,0000252092 14 0,00000180065

Total (corr.) 0,0000602 19

R2= 58,1243 %





Tabla 97. Coeficiente de regresión de cadmio, zaranda tercera sección


constante 0,0199246

A:Tiempo 0,000112973


AA -0,00000396414

AB 0,00000138559

BB -0,00000505171

Cadmio = 0,0199246 + 0,000112973 * Tiempo + 0,000239527 * Concentración -

0,00000396414 * Tiempo2 + 0,00000138559 * Tiempo * Concentración - 0,00000505171 *

Concentración2 (35)

128


Gráfico 36. Grafica de efectos principales para Cadmio, zaranda tercera sección


Gráfico 37. Superficie de respuesta estimada para Cadmio, zaranda tercera sección

129



Tabla 98. Valor óptimo de cadmio, zaranda tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0





Tabla 99. Análisis de varianza de cromo, zaranda tercera sección


A:Tiempo 0,00754998 1 0,00754998 5,50 0,0343

B:Concentración 0,342464 1 0,342464 249,46 0,0000

AA 0,0000860412 1 0,0000860412 0,06 0,8060

AB 0,00640161 1 0,00640161 4,66 0,0487

BB 0,0366218 1 0,0366218 26,68 0,0001

Error total 0,0192198 14 0,00137284

Total (corr.) 0,510988 19

R2 = 96,2387 %





Tabla 100. Coeficiente de regresión de cadmio, zaranda tercera sección


constante 0,277339

A:Tiempo 0,00343006


AA 0,0000239932

AB -0,000132334

BB -0,000350552

Cromo = 0,277339 + 0,00343006 * Tiempo + 0,0256473 * Concentración + 0,0000239932 *

Tiempo2 - 0,000132334 * Tiempo * Concentración - 0,000350552 * Concentración2 (36)

130


Gráfico 38. Grafica de efectos principales para Cromo, zaranda tercera sección


Gráfico 39. Superficie de repuesta estimada para Cromo, zaranda tercera sección

131



Tabla 101. Valor óptimo de cadmio, zaranda tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 1,0





Tabla 102. Análisis de varianza de vanadio, zaranda tercera sección


A:Tiempo 0,00000357419 1 0,00000357419 0,01 0,9102

B:Concentración 0,00443479 1 0,00443479 16,36 0,0012

AA 0,00000417703 1 0,00000417703 0,02 0,9030

AB 0,00000537715 1 0,00000537715 0,02 0,8900

BB 0,000564641 1 0,000564641 2,08 0,1710

Error total 0,00379513 14 0,000271081

Total (corr.) 0,0097632 19

R2 = 61,1282 %





Tabla 103. Coeficiente de regresión de vanadio, zaranda tercera sección


constante 0,095384

A:Tiempo 0,0000563376


AA -0,00000528652

AB 0,00000383534

BB -0,0000435279

Vanadio = 0,095384 + 0,0000563376 * Tiempo + 0,00275298 * Concentración -

0,00000528652 * Tiempo2 + 0,00000383534 * Tiempo * Concentración - 0,0000435279 *


132


Gráfico 40. Grafica de efectos principales para Vanadio, zaranda tercera sección


Gráfico 41. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, zaranda tercera sección

133



Tabla 104. Valor óptimo de vanadio, zaranda tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0


6.5. Análisis de las variables para encontrar las condiciones adecuadas de operación en

el proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación Cortes

Primera Sección

6.5.1. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de PH para datos de cortes

primera sección.


Tabla 105. Análisis de varianza de PH, cortes primera sección


A:Tiempo 0,401018 1 0,401018 4,98 0,0425

B:Concentración 0,406818 1 0,406818 5,05 0,0412

AA 0,031681 1 0,031681 0,39 0,5405

AB 0,0619399 1 0,0619399 0,77 0,3951

BB 0,847656 1 0,847656 10,53 0,0059

Error total 1,12678 14 0,0804844

Total (corr.) 3,2399 19

R2 = 65,2217 %





Tabla 106. Coeficiente de regresión de PH, cortes primera sección


constante 7,5219

A:Tiempo 0,0206098


AA -0,0004604

AB 0,000411636

BB -0,00168652

pH = 7,5219 + 0,0206098 * Tiempo + 0,0649931 * Concentración - 0,0004604 * Tiempo2 +

0,000411636 * Tiempo * Concentración - 0,00168652 * Concentración2 (38)

134


Gráfico 42. Grafica de efectos principales para PH, cortes primera sección


Gráfico 42. Superficie de respuesta estimada para PH, cortes primera sección

135

Valor óptimo de PH

Valor óptimo = 8,0

Tabla 107. Valor óptimo de PH, cortes primera sección


Tiempo 1,0 30,0 1,29983



de cortes primera sección.


Tabla 108. Análisis de varianza de conductividad, cortes primera sección


A:Tiempo 893246, 1 893246, 4,43 0,0540


AA 312989, 1 312989, 1,55 0,2335

AB 6620,14 1 6620,14 0,03 0,8589

BB 20852,6 1 20852,6 0,10 0,7526

Error total 2,82545E6 14 201818,

Total (corr.) 5,25857E6 19

R2 = 46,2696 %

R2 (ajustada por g.l.) = 27,0802 porciento




Tabla 109. Coeficiente de regresión de conductividad, cortes primera sección


constante 1009,32

A:Tiempo 67,4249


AA -1,44711

AB -0,134574

BB 0,264522

Conductividad = 1009,32 + 67,4249 * Tiempo + 13,3395 * Concentración - 1,44711 * Tiempo2

- 0,134574 * Tiempo * Concentración + 0,264522 * Concentración2 (39)

136

Efectos principales de los factores que intervienen en el conductividad

Gráfico 43. Grafica de efectos principales para conductividad, cortes primera sección


Gráfico 44. Superficie de respuesta de conductividad, cortes primera sección

137



Tabla 110. Valor óptimo de conductividad, cortes primera sección


Tiempo 1,0 30,0 21,6696


6.5.3. Efectos principales de variables sobre variables respuesta de Bario para datos de cortes

primera sección.


Tabla 111. Análisis de varianza de bario, cortes primera sección


A:Tiempo 1543,81 1 1543,81 99,15 0,0000

B:Concentració

n

2323,75 1 2323,75 149,24 0,0000

AA 157,031 1 157,031 10,09 0,0067

AB 597,957 1 597,957 38,40 0,0000

BB 84,1872 1 84,1872 5,41 0,0356

Error total 217,986 14 15,5704

Total (corr.) 5697,98 19

R2 = 96,1743 %





Tabla 112. Coeficiente de regresión de bario, cortes primera sección


constante 58,0525

A:Tiempo -1,13721


AA 0,0324137

AB -0,0404448

BB 0,0168076

Ba = 58,0525 - 1,13721*Tiempo - 0,8944*Concentración + 0,0324137*Tiempo2 -


138


Gráfico 45. Grafica de efectos principales para bario, cortes primera sección


Gráfico 46. Superficie de respuesta estimada para bario, cortes primera sección

139



Tabla 113. Valor óptimo de bario, cortes primera sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0



cortes primera sección.


Tabla 114. Análisis de varianza de cadmio, cortes primera sección


A:Tiempo 4,35158E-7 1 4,35158E-7 0,28 0,6071

B:Concentración 0,0000177958 1 0,0000177958 11,32 0,0046

AA 6,49441E-8 1 6,49441E-8 0,04 0,8419

AB 8,63261E-7 1 8,63261E-7 0,55 0,4710

BB 0,0000504213 1 0,0000504213 32,06 0,0001

Error total 0,0000220183 14 0,00000157273

Total (corr.) 0,0001088 19

R2 = 79,7626 %





Tabla 115. Coeficiente de regresión de cadmio, cortes primera sección


constante 0,0204378

A:Tiempo 0,000020564


AA 6,59182E-7

AB -0,00000153674

BB -0,0000130074

Cd = 0,0204378 + 0,000020564*Tiempo + 0,000560728*Concentración + 6,59182E-

7*Tiempo2 - 0,00000153674*Tiempo*Concentración - 0,0000130074*Concentración2 (41)

140


Gráfico 47. Grafica de efectos principales para Cadmio, cortes primera sección


Gráfico 48. Superficie de respuesta para cadmio, cortes primera sección

141



Tabla 116. Valor óptimo de cadmio, cortes primera sección


Tiempo 1,0 30,0 1,0





Tabla 117. Análisis de varianza de cromo, cortes primera sección


A:Tiempo 0,000723484 1 0,000723484 0,09 0,7656

B:Concentración 0,000592832 1 0,000592832 0,08 0,7872

AA 0,000115367 1 0,000115367 0,01 0,9051

AB 0,0000633114 1 0,0000633114 0,01 0,9296

BB 0,00505399 1 0,00505399 0,65 0,4351

Error total 0,109584 14 0,00782745

Total (corr.) 0,117076 19

R2 = 6,39884 %





Tabla 118. Coeficiente de regresión de cromo, cortes primera sección


constante 0,860902

A:Tiempo -0,00166673


AA 0,0000277829

AB 0,0000131604

BB 0,000130226

Cr = 0,860902 - 0,00166673*Tiempo - 0,00523318*Concentración + 0,0000277829*Tiempo2 +


142


Gráfico 49. Grafica de efectos principales para Cromo, cortes primera sección


Gráfico 50. Superficie de respuesta estimada para Cromo, cortes primera sección

143



Tabla 119. Valor óptimo de cromo, cortes primera sección


Tiempo 1,0 30,0 25,5512





Tabla 120. Análisis de varianza de vanadio, cortes primera sección


A:Tiempo 0,00219513 1 0,00219513 1,38 0,2592

B:Concentración 0,0015546 1 0,0015546 0,98 0,3392

AA 0,000608683 1 0,000608683 0,38 0,5457

AB 0,000409603 1 0,000409603 0,26 0,6194

BB 0,000977082 1 0,000977082 0,62 0,4458

Error total 0,0222242 14 0,00158744

Total (corr.) 0,0287041 19

R2 = 22,5748 %





Tabla 121. Coeficiente de regresión de vanadio, cortes primera sección


constante 0,142502

A:Tiempo 0,00156225


AA -0,0000638163

AB -0,0000334742

BB -0,0000572595

V = 0,142502 + 0,00156225*Tiempo + 0,00175978*Concentración - 0,0000638163*Tiempo2 -


144


Gráfico 51. Grafica de efectos principales para Vanadio, cortes primera sección


Gráfico 52. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, cortes primera sección

145



Tabla 122. Valor óptimo de vanadio, cortes primera sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0



proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación de Cortes

Segunda Sección.


segunda sección.


Tabla 123. Análisis de varianza de PH, cortes segunda sección


A:Tiempo 0,397827 1 0,397827 3,58 0,0793

B:Concentracion 0,0804574 1 0,0804574 0,72 0,4091

AA 0,0405494 1 0,0405494 0,36 0,5555

AB 0,0144099 1 0,0144099 0,13 0,7241

BB 0,0233977 1 0,0233977 0,21 0,6534

Error total 1,55573 14 0,111123

Total (corr.) 2,21657 19

R2 = 29,8139 %





Tabla 124. Coeficiente de regresión de PH, cortes segunda sección


constante 8,89415

A:Tiempo -0,0261595


AA 0,000520868

AB -0,000198545

BB 0,0002802

PH = 8,89415 - 0,0261595*Tiempo - 0,0122197*Concentración + 0,000520868*Tiempo2 -

0,000198545*Tiempo*Concentración + 0,0002802*Concentracion2 (44)

146


Gráfico 53. Grafica de efectos principales para PH, cortes segunda sección


Gráfico 54. Grafica de efectos principales para PH, cortes segunda sección

147

Valor óptimo de PH


Tabla 125. Valor óptimo de PH, cortes segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0



de cortes segunda sección.


Tabla 126. Análisis de varianza de conductividad, cortes segunda sección


A:Tiempo 73319,8 1 73319,8 8,11 0,0129

B:Concentracion 11759,3 1 11759,3 1,30 0,2732

AA 101452, 1 101452, 11,22 0,0048

AB 9615,0 1 9615,0 1,06 0,3199

BB 4525,72 1 4525,72 0,50 0,4909

Error total 126581, 14 9041,48

Total (corr.) 338905, 19

R2 = 62,6501 %





Tabla 127. Coeficiente de regresión de conductividad, cortes segunda sección


constante 486,285

A:Tiempo 28,4922


AA -0,823882

AB 0,162182

BB 0,123233



148


Gráfico 55. Grafica de efectos principales para Conductividad, cortes segunda sección


Gráfico 56. Superficie de respuesta estimada para conductividad, cortes segunda sección

149



Tabla 128. Valor óptimo de conductividad, cortes segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 20,7321



segunda sección.


Tabla 129. Análisis de varianza de Bario, cortes segunda sección


A:Tiempo 1952,83 1 1952,83 273,71 0,0000

B:Concentracion 1373,56 1 1373,56 192,52 0,0000

AA 54,0191 1 54,0191 7,57 0,0156

AB 792,211 1 792,211 111,04 0,0000

BB 403,935 1 403,935 56,62 0,0000

Error total 99,8847 14 7,13462

Total (corr.) 5882,71 19

R2 = 98,3021 %





Tabla 130. Coeficiente de regresión de bario, cortes segunda sección


constante 56,7017

A:Tiempo -0,719607

B:Concentracion -1,28433

AA 0,0190112

AB -0,0465531

BB 0,0368161


0,0465531*Tiempo*Concentración + 0,0368161*Concentracion2 (46)

150


Gráfico 57. Grafica de efectos principales para Bario, cortes segunda sección


Gráfico 58. Superficie de respuesta para Bario, cortes segunda sección

151



Tabla 131. Valor óptimo de bario, cortes segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0



cortes segunda sección.


Tabla 132. Análisis de varianza de cadmio, cortes segunda sección


A:Tiempo 4,72176E-7 1 4,72176E-7 0,26 0,6155

B:Concentracion 0,00000209976 1 0,00000209976 1,17 0,2970

AA 3,72569E-7 1 3,72569E-7 0,21 0,6552

AB 2,12944E-7 1 2,12944E-7 0,12 0,7353

BB 0,0000130751 1 0,0000130751 7,31 0,0172

Error total 0,0000250529 14 0,00000178949

Total (corr.) 0,00004 19

R2 = 37,3677 %





Tabla 133. Coeficiente de regresión de cadmio, cortes segunda sección


constante 0,0148303

A:Tiempo -0,0000502809

B:Concentracion 0,000215615

AA 0,00000157884

AB -7,63239E-7

BB -0,00000662376

Cadmio = 0,0148303 - 0,0000502809 * Tiempo + 0,000215615 * Concentración +

0,00000157884 * Tiempo2 - 7,63239E-7 * Tiempo * Concentración - 0,00000662376 *

Concentracion2 (47)

152


Gráfico 59. Grafica de efectos principales para Cadmio, cortes segunda sección


Gráfico 60. Superficie de respuesta para Cadmio, cortes segunda sección

153



Tabla 134. Valor óptimo de cadmio, cortes segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 24,3835





Tabla 135. Análisis de varianza de cromo, cortes segunda sección


A:Tiempo 0,00342417 1 0,00342417 0,04 0,8399

B:Concentracion 0,370546 1 0,370546 4,58 0,0503

AA 0,000208449 1 0,000208449 0,00 0,9602

AB 0,00306593 1 0,00306593 0,04 0,8484

BB 0,00803912 1 0,00803912 0,10 0,7571

Error total 1,13156 14 0,080826

Total (corr.) 1,58921 19

R2 = 28,7972 %





Tabla 136. Coeficiente de regresión de cromo, cortes segunda sección


constante 0,770014

A:Tiempo -0,00169624

B:Concentracion -0,0189501

AA -0,0000373452

AB 0,0000915818

BB 0,000164243

Cromo = 0,770014 - 0,00169624*Tiempo - 0,0189501*Concentración -

0,0000373452*Tiempo2 + 0,0000915818*Tiempo*Concentración +

0,000164243*Concentracion2 (48)

154


Gráfico 61. Grafica de efectos principales para Cromo, cortes segunda sección


Gráfico 62. Superficie des respuesta estimada para Cromo, cortes segunda sección

155



Tabla 137. Valor óptimo de cromo, cortes segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 1,0





Tabla 138. Análisis de varianza de vanadio, cortes segunda sección


A:Tiempo 3,57401E-7 1 3,57401E-7 0,00 0,9476

B:Concentracion 0,0033061 1 0,0033061 41,38 0,0000

AA 8,49694E-9 1 8,49694E-9 0,00 0,9919

AB 8,19271E-7 1 8,19271E-7 0,01 0,9208

BB 0,000948654 1 0,000948654 11,87 0,0039

Error total 0,00111856 14 0,0000798974

Total (corr.) 0,0050142 19

R2 = 77,6921 %





Tabla 139. Coeficiente de regresión de vanadio, cortes segunda sección


constante 0,0837232

A:Tiempo 0,0000315908

B:Concentracion 0,000885009

AA 2,38433E-7

AB -0,00000149707

BB -0,0000564204

Vanadio = 0,0837232 + 0,0000315908*Tiempo + 0,000885009*Concentración + 2,38433E-

7*Tiempo2 - 0,00000149707*Tiempo*Concentración - 0,0000564204*Concentracion2 (49)

156


Gráfico 63. Grafica de efectos principales para Vanadio, cortes segunda sección


Gráfico 64. Grafica de efectos principales para Vanadio, cortes segunda sección

157



Tabla 140. Valor óptimo de vanadio, cortes segunda sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0



proceso de tratamiento de cortes y ripios producto de la perforación de Cortes

Tercera Sección.


tercera sección.

Análisis de varianza

Tabla 141. Análisis de varianza de PH, cortes tercera sección


A:Tiempo 0,189158 1 0,189158 0,88 0,3636

B:Concentración 0,0872539 1 0,0872539 0,41 0,5339

AA 0,0663548 1 0,0663548 0,31 0,5868

AB 0,0276222 1 0,0276222 0,13 0,7250

BB 0,592286 1 0,592286 2,76 0,1188

Error total 3,00254 14 0,214467

Total (corr.) 4,003 19

R2 = 24,9926 %





Tabla 142. Coeficiente de regresión de PH, cortes tercera sección


constante 8,39502

A:Tiempo -0,034766


AA 0,000666303

AB 0,000274889

BB -0,00140977

PH = 8,39502 - 0,034766*Tiempo + 0,0507984*Concentración + 0,000666303*Tiempo2 +


158


Gráfico 65. Grafica de efectos principales para PH, cortes tercera sección


Gráfico 66. Superficie de respuesta estimada para PH, cortes tercera sección

159

Valor óptimo de PH

Valor óptimo = 8,0

Tabla 143. Valor óptimo de PH, cortes tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 26,6626



de cortes tercera sección.


Tabla 144. Análisis de varianza de conductividad, cortes tercera sección


A:Tiempo 77479,0 1 77479,0 6,76 0,0210


AA 26663,6 1 26663,6 2,33 0,1495

AB 10695,8 1 10695,8 0,93 0,3504

BB 1,06572E6 1 1,06572E6 92,99 0,0000

Error total 160446, 14 11460,4

Total (corr.) 3,68367E6 19

R2 = 95,6444 %





Tabla 145. Coeficiente de regresión de conductividad, cortes tercera sección


constante 1411,34

A:Tiempo 16,0521


AA -0,422372

AB 0,171054

BB 1,89105



160


Gráfico 67. Grafica de efectos principales para conductividad, cortes tercera sección


Gráfico 68. Superficie de respuesta estimada para Conductividad, cortes tercera sección

161



Tabla 146. Valor óptimo de conductividad, cortes tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 18,9992



tercera sección.


Tabla 147. Análisis de varianza de bario, cortes tercera sección


A:Tiempo 845,872 1 845,872 250,95 0,0000

B:Concentración 752,281 1 752,281 223,18 0,0000

AA 38,8828 1 38,8828 11,54 0,0043

AB 291,604 1 291,604 86,51 0,0000

BB 294,907 1 294,907 87,49 0,0000

Error total 47,19 14 3,37071

Total (corr.) 2804,49 19

R2 = 98,3173 %





Tabla 148. Coeficiente de regresión de bario, cortes tercera sección


constante 40,4307

A:Tiempo -0,627644


AA 0,0161293

AB -0,0282439

BB 0,0314575



162


Gráfico 69. Grafica de efectos principales para Bario, cortes tercera sección


Gráfico 70. Superficie es respuesta estimada para Bario, cortes tercera sección

163



Tabla 149. Valor óptimo de bario, cortes tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0



cortes tercera sección.


Tabla 150. Análisis de varianza de cadmio, cortes tercera sección


A:Tiempo 2,52224E-8 1 2,52224E-8 0,02 0,9001

B:Concentración 1,04339E-7 1 1,04339E-7 0,07 0,7986

AA 0,00000110163 1 0,00000110163 0,71 0,4122

AB 3,74001E-7 1 3,74001E-7 0,24 0,6300

BB 1,00365E-7 1 1,00365E-7 0,07 0,8023

Error total 0,0000215877 14 0,00000154198

Total (corr.) 0,0000232 19

R2 = 6,94975 %





Tabla 151. Coeficiente de regresión de cadmio, cortes tercera sección


constante 0,00976574

A:Tiempo -0,000105259


AA 0,00000271489

AB 0,0000010115

BB 5,80326E-7

Cadmio = 0,00976574 - 0,000105259 * Tiempo - 0,0000297375 * Concentración +

0,00000271489 * Tiempo2 + 0,0000010115 * Tiempo * Concentración + 5,80326E-7 *


164


Gráfico 71. Grafica de efectos principales para Cadmio, cortes tercera sección


Gráfico 72. Superficie es respuesta estimada para Cadmio, cortes tercera sección

165



Tabla 152. Valor óptimo de cadmio, cortes tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 17,4482





Tabla 153. Análisis de varianza de cromo, cortes tercera sección


A:Tiempo 0,00000497925 1 0,00000497925 0,00 0,9920

B:Concentración 0,0000160482 1 0,0000160482 0,00 0,9857

AA 0,000287061 1 0,000287061 0,01 0,9396

AB 0,000176297 1 0,000176297 0,00 0,9526

BB 0,103548 1 0,103548 2,15 0,1647

Error total 0,674405 14 0,0481718

Total (corr.) 0,781793 19

R2 = 13,7361 %





Tabla 154. Coeficiente de regresión de cromo, cortes tercera sección


constante 0,168184

A:Tiempo 0,00179061


AA -0,0000438251

AB -0,0000219609

BB -0,000589456

Cromo = 0,168184 + 0,00179061 * Tiempo + 0,0208938 * Concentración -

0,0000438251*Tiempo2 - 0,0000219609 * Tiempo * Concentración - 0,000589456 *


166


Gráfico 73. Grafica de efectos principales para Cromo, cortes tercera sección


Gráfico 74. Superficie de respuesta estimada para Cromo, cortes tercera sección

167



Tabla 155. Valor óptimo de cromo, cortes tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 30,0





Tabla 156. Análisis de varianza de vanadio, cortes tercera sección


A:Tiempo 3,09393E-7 1 3,09393E-7 0,00 0,9683

B:Concentración 0,0000389959 1 0,0000389959 0,21 0,6570

AA 0,000016025 1 0,000016025 0,08 0,7754

AB 0,0000111376 1 0,0000111376 0,06 0,8119

BB 0,00326951 1 0,00326951 17,26 0,0010

Error total 0,00265154 14 0,000189396

Total (corr.) 0,00597095 19

R2 = 55,5926 %





Tabla 157. Coeficiente de regresión de vanadio, cortes tercera sección


constante 0,0701589

A:Tiempo 0,000212503


AA -0,0000103546

AB 0,0000055198

BB 0,000104743

Vanadio = 0,0701589 + 0,000212503*Tiempo - 0,00363068*Concentración -

0,0000103546*Tiempo2 + 0,0000055198*Tiempo*Concentración +

0,000104743*Concentración2 (55)

168


Gráfico 75. Grafica de efectos principales para Vanadio, cortes tercera sección


Gráfico 76. Superficie de respuesta estimada para Vanadio, cortes tercera sección

169



Tabla 158. Valor óptimo de vanadio, cortes tercera sección


Tiempo 1,0 30,0 19,5893


170

7. DISCUSIÒN

Para la caracterización de los cortes y ripios producto de la perforación se realizó análisis de

pH, conductividad eléctrica, cadmio, cromo total, vanadio y bario ya que este es el principal

componente que queremos disminuir y conocer en que sección del pozo existe mayor

presencia de bario, tomando muestras hasta la tercera sección, puesto que hasta dicha altura

predomina dicho compuesto.

Para determinar la cantidad de bario de los lixiviados de cortes y ripios de perforación,

inicialmente se optó por probar el método 8014 propuesto por HACH para determinación de

bario, lo cual no fue posible debido a que el tipo de muestras presenta interferencias que no

permiten la lectura de la absorbancia por espectrofotometría, por lo tanto se utilizó el método

acorde a la normativa ambiental, TCLP ( Toxicity Characteristic Leaching Procedure) el cual

regula el PH de los lixiviados y permite una lectura directa por cromatografía de todos los

elementos y características contaminantes del fluido.

El método utilizado para la cuantificación de bario se basó en la norma EPA 1311 que se

trata de un procedimiento para caracterizar la toxicidad de lixiviados y poder saber la

cantidad de bario se tiene de los cortes y ripios producto de la perforación.

En el Gráfico 1 y 2 se compara las diferentes mezclas realizadas con zeolita, carbón

activado, lignina natural y polisilicato de sodio y potasio con las muestras obtenidas de las

zarandas y dewatering del sistema de control de sólidos de la primera sección del pozo en

función del tiempo y se observa que en la mezcla 2 y la mezcla 3 existe una disminución en

la concentración de bario con el pasar del tiempo, pero es más predominante y constante en

la mezcla 1 que con el resto de mezclas.

Los gráfico 3 y 4 nos indican la concentración de bario en función del tiempo de la segunda

sección de zarandas y dewatering respectivamente, y se observa que la mezcla 1 la cual tiene

mayor cantidad de zeolita es la que valores más bajos nos daba de concentración de bario.

En los gráficos 5 y 6 se representa como disminuye el bario en función del tiempo de la

tercera sección del pozo, el cual nos indica que la mezcla 1 es la óptima ya que disminuye la

cantidad de bario y la mantiene en ese valor bajo.

171

Es factible tener diferentes mezclas óptimas para cada sección pero en lo posible se debería

tener una sola mezcla óptima para todas las secciones del pozo.

172

8. CONCLUSIONES

Con los resultados obtenidos de las muestras de zarandas y dewatering del equipo de

control de sólidos se observa que la mayor cantidad de bario que se obtiene es por aporte

de la formación del pozo, ya que presenta concentraciones altas de bario en las zarandas.

Mediante el Decreto Ejecutivo 1215 en la tabla 7A se establecieron rangos de

permisibilidad del contenido de contaminantes en los cortes y ripios producto de la

perforación, y se concluye con los resultados obtenidos que todos los valores se encuentran

dentro de los parámetros establecidos en dicha tabla para poder ser llevados a su

disposición final.

La lignina natural y el polisilicato de sodio y potasio que se utilizaron en la preparación de

las muestras nos ayudaron como agentes mejoradores del suelo ya que estos componentes

mejoraron las condiciones del suelo, es decir estos aportaron con nutrientes y además

hicieron que los efectos floculantes desaparecieran.

El carbón activado a parte de su papel como adsorbente de olores químicos de los aditivos

de los fluidos de perforación presentes en los cortes y ripios es un material absorbente que

transporta los fluidos y facilita el intercambio iónico de estos.

Se utilizó zeolitas de diferente diámetro de partícula, y los resultados obtenidos fueron

similares por lo que se concluye que para tratamiento de cortes y ripios de perforación el

tamaño de partícula no es un parámetro indispensable pero en cambio sí se debe tener en

cuenta el tiempo de residencia y el mezclado de los cortes y ripios de perforación con las

mezclas de zeolita, carbón activado, lignina natural y polisilicato de sodio y potasio.

Después de realizado el análisis estadístico de los datos experimentales se concluye que la

mezcla correspondiente al 35 % de zeolita, 5 % de carbón activado, 7 % de cascarilla de

arroz, 53% de polisilicato de sodio y potasio es la óptima para el tratamiento de cortes y

ripios producto de la perforación, de acuerdo a los resultados presentados por el programa

Statgraphics, en el cual se analizaron los datos de PH, conductividad, Bario, cadmio, cromo

y vanadio mediante la función optimizar.

173

9. RECOMENDACIONES

Se debe tener en cuenta el tiempo de mezclado y residencia de la zeolita con los cortes y

ripios de perforación y así poder tener un mayor intercambio iónico y poder disminuir la

cantidad de contaminantes que se encuentran presentes en los desechos sólidos producto de

la perforación.

Se recomienda tener una sola mezcla de zeolita, carbón activado, lignina natural y

polisilicato de sodio y potasio, para todas las secciones del pozo para el tratamiento de cortes

y ripios producto de la perforación.

Existen diferentes tipos de carbón activado como es el de origen mineral o a base de

diferentes elementos, por lo que se recomienda realizar las mezclas con otros tipos de carbón

activado y así conocer cuál de ellos proporciona un mayor aporte al tratamiento de cortes y

ripios producto de la perforación.

Se recomienda realizar un análisis de rayos X a las zeolitas antes de utilizarlas en algún

tratamiento químico para conocer la concentración de cada uno de los elementos que la

componen y así evitar que aumente nuestro metal en tratamiento.

174

CITAS BIBLIOGRAFICAS

[1] BRAVO, ELIZABETH Los impactos de la explotación petrolera en ecosistemas

tropicales y la biodiversidad. 2007. Disponible en:

http://www.inredh.org/archivos/documentos_ambiental/impactos_explotacion_petrolera_

esp.pdf, p. 45

[2] AGUIRRE, L., DAVID, A., Estudio sobre la implantación de un sistema para la

disposición de ripios de perforación petrolera base agua en zonas alteradas físicamente.

Tesis de grado. Universidad Internacional SEK. Facultad de ciencias ambientales. 2008,

p. 36

[3] POZO, R., BOLIVAR, A. Estudio para mejorar el proceso de tratamiento de aguas y

manejo de solidos de los fluidos de perforación en pozos del oriente ecuatoriano.

Proyecto de grado. Escuela Politécnica Nacional. Facultad de Ingeniería en Geología y

Petróleos. 2015, p. 38

[4] RODRIGUEZ, V., DAVID, S. Tratamiento de fluidos de perforación base agua que se

encarga de separación de cortes y polímeros para cumplir con la reglamentación

ambiental en el área de Sacha central. 2011. Tesis de grado. Universidad Tecnológica

Equinoccial. Carrera de Tecnología de Petróleo. Quito – Ecuador, p.67

[5] VENTURA, TAHIS. Disponible en:

http://www.monografias.com/trabajos81/efectos-contaminacion-industria-

petrolera/efectos-contaminacion-industria-petrolera2.shtml#ixzz3VXvZfHOJ, p. 87

[6] RODRIGUEZ. Op. Cit., p.78

[7] CRUCES, C., CARLOS, C. desarrollo de estructura de gel y su comportamiento al

agregar aditivos inertes y no inertes en fluidos de perforación base agua. 2002. Trabajo

de grado. Caracas – Venezuela.

[8] AGUIRRE. Op. Cit., p.89

[9] SWACO. Curso de adiestramiento de Control de Sólidos. 2012., P.36

http://www.monografias.com/trabajos81/efectos-contaminacion-industria-petrolera/efectos-contaminacion-industria-petrolera2.shtml#ixzz3VXvZfHOJ


175

[10] SWACO. Op. Cit., p.37



[13] GARCIA, G., VERONICA, P., Selección de un Sistema adecuado de control de sólidos

de descarga para el mejoramiento del proceso de perforación de pozos horizontales en el

campo San Cristóbal, Distrito San Tomé. Trabajo de grado. Universidad Central de

Venezuela. Caracas – Venezuela. 2003, p. 58

[14] QUIRÓS, L., FERMÍN, A., Elaboración de un método de evaluación del sistema de

control de sólidos, basado en una nueva definición de los objetivos funcionales de los

equipos y en un nuevo concepto de eficiencia. Trabajo de grado. Universidad Central de

Venezuela. Caracas – Venezuela. 2002, p. 46

[15] Ibid, p. 49

[16] Ibid, p. 53

[17] Ibid, p. 57

[18] Ibid, p. 67

[19] Ibid, p. 78

[20] GARCIA, loc. Cit., p. 80







176





[31] QUIRÓS, loc. Cit., p. 47




[35] Ibid, p.60

[36] Ibid, p.61

[37] Ibid, p.63

[38] Ibid, p.66

[39] Ibid, p.67

[40] Ibid, p.70

[41] Ibid, p.74

[42] Ibid, p.79

[43] Ibid, p.81

[44] HACES, CARLOS. Y FRANCO, CARLOS., Disponible en:

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/55/htm/sec_3.html

[45] TOAPANTA, H., EMILIA, M., Y ÁGREDA, O., JOSÉ, L., Optimización de las

Concentraciones de polisilicato de sodio y potasio, zeolita, carbón activado, lignina

natural y deshidratantes en el tratamiento de cortes y ripios de perforación en el campo

yanaquincha este. Escuela Politécnica Nacional. Facultad de Ingeniería en Geología y

Petróleos. 2013.


177

BIBLIOGRAFÍA

AGUIRRE, L., DAVID, A., Estudio sobre la implantación de un sistema para la disposición de

ripios de perforación petrolera base agua en zonas alteradas físicamente.

Tesis de grado. Universidad Internacional SEK. Facultad de ciencias ambientales. 2008.

BRAVO, ELIZABETH, Los impactos de la explotación petrolera en ecosistemas tropicales y

la biodiversidad. 2007. Disponible en:

www.inredh.org/archivos/documentos_ambiental/impactos_explotacion_petrolera_esp.pdf

CRUCES, C., CARLOS, C. desarrollo de estructura de gel y su comportamiento al agregar

aditivos inertes y no inertes en fluidos de perforación base agua. 2002. Trabajo de grado.

Caracas – Venezuela.

GARCIA, G., VERONICA, P., Selección de un Sistema adecuado de control de sólidos de

descarga para el mejoramiento del proceso de perforación de pozos horizontales en el campo

San Cristóbal, Distrito San Tomé. Trabajo de grado. Universidad Central de Venezuela. Caracas

– Venezuela. 2003.

HACES, CARLOS. Y FRANCO, CARLOS., Disponible en:


QUIRÓS, L., FERMÍN, A., Elaboración de un método de evaluación del sistema de control de

sólidos, basado en una nueva definición de los objetivos funcionales de los equipos y en un

nuevo concepto de eficiencia. Trabajo de grado. Universidad Central de Venezuela. Caracas –

Venezuela. 2002.

POZO, R., BOLIVAR, A. Estudio para mejorar el proceso de tratamiento de aguas y manejo

de solidos de los fluidos de perforación en pozos del oriente ecuatoriano. Proyecto de grado.

Escuela Politécnica Nacional. Facultad de Ingeniería en Geología y Petróleos. 2015.

RODRIGUEZ, V., DAVID, S. Tratamiento de fluidos de perforación base agua que se encarga

de separación de cortes y polímeros para cumplir con la reglamentación ambiental en el área de


178

Sacha central. 2011. Tesis de grado. Universidad Tecnológica Equinoccial. Carrera de

Tecnología de Petróleo. Quito - Ecuador.

SWACO. Curso de adiestramiento de Control de Sólidos. 2012.

TOAPANTA, H., EMILIA, M., Y ÁGREDA, O., JOSÉ, L., Optimización de las

concentraciones de polisilicato de sodio y potasio, zeolita, carbón activado, lignina natural y

deshidratantes en el tratamiento de cortes y ripios de perforación en el campo yanaquincha este.

Escuela Politécnica Nacional. Facultad de Ingeniería en Geología y Petróleos. 2013.

VENTURA, TAHIS. Disponible en:

http://www.monografias.com/trabajos81/efectos-contaminacion-industria-petrolera/efectos-

contaminacion-industria-petrolera2.shtml#ixzz3VXvZfHOJ



179

ANEXOS

ANEXOS

180

ANEXO A. ANALISIS DE LAS ZEOLITAS POR RAYOS X

181

ANEXO B. ZEOLITAS

Figura. B.1. Zeolita verde

Figura. B.2. Zeolita Crema

182

ANEXO C. POLISILICATO DE SODIO Y POTASIO, LIGNINA NATURAL

Figura. C.1. Polisilicato de Sodio y Potasio

Figura. C.2. Lignina Natural

183

ANEXO D. CARBÓN ACTIVADO

Figura. D.1. Carbón activado

184

ANEXO E. ENSAYOS

Figura. E.1. Filtración de lixiviados

Figura. E.2. Cortes y ripios de perforación

trabajo de grado para la obtenciÓn del tÍtulo de … · remoción de cortes y ripios de...

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