MX2007009567A

MX2007009567A - Aparato para separacion de agua, del fluido de perforacion con base oleosa, y tratamiento avanzado del agua.

Info

Publication number: MX2007009567A
Application number: MX2007009567A
Authority: MX
Inventors: Catalin Ivan; Rahul Dixit
Original assignee: Mi Llc
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2008-01-28
Also published as: EP1846332A2; AU2006212795B2; NO20073874L; WO2006086384A3; EP1846332A4; BRPI0608153A2; EA012130B1; AU2006212795A1; WO2006086384A2; EA200701683A1; US7497954B2; US20060186056A1; CA2596038A1; AR060098A1

Abstract

Un aparato para separar agua de un fluido de perforacion con base oleosa, incluye un tanque de separacion, un aparato de tratamiento quimico que tenga uno o mas tanques de preparacion de polimeros desengrasantes, y una unidad de flotacion de aire disuelto. El lodo de la mezcla oleosa es dirigido al tanque de separacion donde es anadido el tensoactivo para separar el fluido de perforacion del agua oleosa. El fluido de perforacion es drenado para procesamiento adicional. El agua oleosa es removida por medio de un arreglo de salidas del tanque de separacion y dirigida a una linea de tratamiento inicial. Se anaden uno o mas polimeros desengrasantes al agua oleosa en la linea de tratamiento inicial y se mezclaron con esta. La mezcla puede entonces ser dirigida a la unidad de flotacion de aire disuelto donde el aire disuelto es liberado en el fondo de la mezcla. El aire disuelto se adhiere a solidos suspendidos en la mezcla y los sube a la superficie superior como una espuma. La espuma es desespumada de la superficie superior de la mezcla y colectada. El agua desespumada es reusada y dirigida a un sistema de filtracion donde es preparada para descarga. Un tanque de clarificacion puede ser incluido despues de anadir los polimeros desengrasantes para separar adicionalmente el aceite y el agua. El aceite es removido de la superficie superior por medio de un vertedero mientras que el agua es dirigida al sistema de filtracion y descargada.

Description

APARATO PARA SEPARACIÓN DE AGUA, DEL FLUIDO DE PERFORACIÓN CON BASE OLEOSA, Y TRATAMIENTO AVANZADO DEL AGUA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Como un resultado de reglamentaciones ambientales rigurosas que se desplazan hacia descarga cero, los desechos de perforación son el foco de atención en la industria de la exploración del petróleo y de gas. La perforación con lodos de base oleosa (OBM) o lodos con base sintética (SBM) genera corrientes de desecho a menudo mencionadas como "lodos de mezcla oleosa" o "agua de mezcla oleosa". El "agua de mezcla oleosa" o los "lodos de mezcla oleosa" se encuentran entre las corrientes de desecho más significativas de las actividades de exploración y desarrollo. El agua de mezcla oleosa o lodo de mezcla oleosa es una corriente de desecho que es producida cuando un fluido de perforación basado en aceite/sintético/diesel se contamina con agua. Estas corrientes de desecho son subproductos de limpieza del fondo de la perforación, recintos de agitación, recintos de bombeo y otras áreas donde tienen lugar derrames e interfaces durante el desplazamiento. La contaminación puede también tener lugar durante las operaciones de limpieza de barcos, limpieza de fosas y otras operaciones similares. Después de contaminación, el fluido de perforación puede contener 50 a 90% de agua emulsificada sin cohesión y 10 a 50% de fluido de perforación no acuoso. Esto afecta las propiedades del fluido de perforación por abatimiento de la proporción aceite-agua (OWR) , aumento de la viscosidad creciente, disminución de la estabilidad de la emulsión y finalmente la formación del fluido de perforación no usable. La contaminación de hidrocarburos vuelve estas mezclas oleosas inelegibles para descargas altas. Este lodo inusable típicamente es enviado para desecho o re-acondicionamiento. Para los operadores estos volúmenes añaden a enormes gastos de desechos y representan un resultado ambiental potencialmente costoso. Además del buen diseño de fluidos y equipo de control de sólidos para ayudar a la reducción de la cantidad de desecho generado, los procesos de separación actuales existen para tratar corrientes de desecho de lodo/agua de mezclas oleosas por rompimiento de la fase de agua emulsificada débilmente y recuperación del OBM/SBM de modo que el lodo pueda ser reusado sin incurrir en el costo de re-acondicionamiento caro y al mismo tiempo reducir la cantidad de desecho generado. Actualmente, estos desechos de mezcla oleosa son bombeados en tanques de tratamiento donde son añadidos productos químicos (desemulsificantes) apropiados para separar el agua del fluido de perforación. La concentración de desemulsificante para el tratamiento varía desde 2 a 4 % en volumen. El objetivo primario de esta forma de separación de mezcla oleosa es romper solamente la fase acuosa débilmente emulsificada y recuperar el fluido de perforación con base en aceite/sintético/diesel. El objetivo es dejar el OBM/SBM intacto, así el lodo puede ser re-usado con reacondicionamiento mínimo. El proceso de separación dura 8 a 24 horas. Ona vez que ha tenido lugar la separación, los constituyentes separados (fluido de perforación y agua) son transferidos a recipientes separados de retención/separación. El agua recuperada es tratada (floculación y filtración) hasta estándares de carga locales, si es posible. Si no puede ser descargada, debe de ser reusada. Sería un mejoramiento en el arte tener un sistema que incluya una tecnología química que disminuya el tiempo requerido para la separación de fases y aumente la cantidad de agua recuperada. Sería un mejoramiento adicional en el arte tratar el lodo oleoso y el agua limpia/pulida recuperada para hacerla descargable sin tratamiento adicional. Ona tiempo de separación más corto podría incrementar radicalmente la cantidad de mezcla oleosa procesada. El incremento en la eficiencia de separación de fase mejoraría el OWR del fluido de perforación. Reducir la concentración del tensoactivo soluble en agua consumido reduciría probablemente el material orgánico en el agua recuperada y facilitaría el pulido corriente abajo del agua para satisfacer el criterio de descarga. Demasiado esfuerzo cortante puede causar que el agua separada se re-emulsifique de nuevo en la mezcla oleosa. Ona tecnología de mezcla/tensoactivo más efectiva reduciría la probabilidad de re-emulsificación. El tratamiento de agua corriente necesita el cambio frecuente de los cartuchos el filtro, lo cual es costosa, con trabajo intensivo y consumidora de tiempo .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN El aparato propuesto es diseñado para tratar agua de mezclas oleosas/lodos de mezclas oleosas y limpiar/pulir el agua recuperada para hacerla descargable. Se incluye una tecnología química que disminuye el tiempo requerido para la separación de fases e incrementa la cantidad de agua recuperada. El aparato propuesto tiene un diseño único que maximiza la remoción eficiente del agua recuperada después de que la separación de fases ha tenido lugar, aumentando así la proporción de aceite a agua (OWR) del lodo recuperado y reduce la carga de sólidos en el agua recuperada. El aparato incluye técnicas/equipo además de filtros de bolsa para depurar/pulir el agua recuperada para aumentar el tiempo de vida de las bolsas de filtro, reducir el desecho frecuente de bolsas de filtro y satisfacer las reglamentaciones ambientales severas lo cual no sería posible con los procesos de separación actuales. En un aspecto, el tema reclamado está dirigido generalmente a un aparato para separar agua de un fluido de perforación con base oleosa. El aparato incluye un tanque de separación, un aparato de tratamiento químico que tenga al menos un tanque de preparación de polímero desengrasante, y una unidad de de flotación de aire disuelto. El agua y el fluido de perforación con base oleosa, o mezcla oleosa, son dirigidos al tanque de separación. Se añade un tensoactivo en el lodo oleoso desde una porción del fondo del tanque de separación para separar el agua y el lodo de perforación con base oleosa. El fluido de perforación es drenado a través del fondo del tanque y colectado para procesamiento adicional. El agua oleosa es drenada a través de un arreglo de salida de válvulas fijadas verticalmente a lo largo de un lado del tanque. Se añade agua no oleosa al agua drenada y la mezcla es bombeada a través de una línea de tratamiento inicial. Los polímeros desengrasantes son preparados en tanques individuales y dirigidos a la línea de tratamiento de agua inicial, en donde son mezcladas con el agua oleosa. La mezcla de agua tratada finalmente es dirigida al interior de la unidad de flotación de aire disuelto. El aire disuelto es liberado desde el piso del tanque de separación de la unidad de flotación de aire disuelto y se adhiere a los sólidos suspendidos en la mezcla fluida, formando una espuma a lo largo de la parte superior del tanque de separación. La espuma es retirada de la parte superior y colectada en un tanque separado. El agua es dirigida desde la unidad de flotación de aire disuelto a ser reusada o puede ser tratada adicionalmente para descarga . Un tanque de clarificación puede ser incluido selectivamente después de la adición de los polímeros desengrasantes y antes de la unidad de flotación de aire disuelto. En el tanque de clarificación, los sólidos se pueden acumular en el piso del tanque y ser descargados a un área de colección. Puede ser usado un vertedero para retirar el aceite de la parte superior del agua. El agua en el tanque de clarificación puede ser dirigida a la unidad de flotación de aire disuelto. En otro aspecto del asunto reclamado, un método para separar agua y lodos de perforación con base oleosa incluye añadir tensoactivo al lodo oleoso y colectar el lodo desde un tanque de separación. Después de liberar el agua oleosa del tanque agitador, el método incluye añadir polímeros desengrasantes al agua oleosa y mezclar el polímero respectivo con el agua oleosa. El método después incluye añadir aire a la mezcla de agua oleosa para empujar espuma a la parte superior y desespumar la espuma de la parte superior del agua. El agua puede ser entonces re-usada o tratada adicionalmente antes de descargar. El método puede incluir la remoción de sólidos del agua oleosa y remover una capa de aceite del agua con un vertedero antes de dirigir el agua a la unidad de flotación de aire disuelto. El agua de la unidad de flotación de aire disuelto puede ser filtrada para preparar el agua para descarga. Otros aspectos y ventajas del asunto reclamado serán obvios a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones anexas.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1, es esquemática del aparato para separación de agua del fluido de perforación con base oleosa . La Figura 2, es esquemática de la unidad separadora de una unidad de flotación de aire disuelto.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En un aspecto, modalidades descritas en la presente se dirigen a un aparato 100 y al método para remover agua de un fluido de perforación con base oleosa. En otro aspecto, modalidades descritas en la presente se dirigen a un sistema y método para tratar el agua para uso adicional o para descarga. En una modalidad, un aparato 100 incluye un módulo de separación 102 y un módulo de tratamiento de agua 103. Módulo de Separación En una modalidad, el módulo de separación 102 separa la mezcla oleosa en lodo y agua y recupera el fluido de perforación no acuoso. En esta modalidad, el módulo de separación incluye un tanque de separación 101. En una modalidad, el tanque de separación 101 es un tanque vertical definido por una pared del tanque 104 que tiene un piso 108 en el borde inferior de la pared del tanque 104. El piso 108 está conformado para empujar el material hacia una salida 130 a través del piso 108. En una modalidad de la invención, un arreglo de salidas de agua 110 incluye una serie de válvulas a lo largo de una longitud de la pared del tanque 104. En una modalidad, el arreglo de salidas 110 puede extenderse a lo largo de una porción del piso 108 también. En general, el tanque de separación 102 puede ser ideado para tener un segmento superior 112 localizado encima de la válvula más alta 110 en la pared del tanque 104, un segmento del fondo 116 localizado en la parte inferior de la intersección del piso 108 y la pared del tanque 104 y un segmento intermedio 114 entre la parte superior y los segmentos del fondo 112, llß. Un aparato inclinado 118 es retenido rotacionalmente en el segmento medio 114 del tanque 102. Un aparato de distribución 120 es retenido rotacionalmente en la parte inferior del aparato inclinado 118. En una modalidad, el aparato inclinado 118 y el aparato de distribución 120, aunque rotacional cerca de un eje común 106, rota independientemente entre sí. En esta modalidad, las velocidades con la cual el aparato inclinado 118 y el aparato de distribución 120 rotan son también independientes entre sí y puede ser variable para cada una. En una modalidad, el aparato de distribución 120 comprende cuchillas rotatorias cerca del eje 106. En una modalidad, la mezcla oleosa es bombeada en el tanque de separación 101. La mezcla oleosa es alimentada en el segmento superior 112 del tanque de separación 102 a través de una entrada de mezcla oleosa 128 en la pared del tanque 104. En esta modalidad, el tensoactivo es inyectado en el tanque de separación 101. En una modalidad, una bomba dosificadora 105 es usada para añadir desemulsificante tensoactivo en el tanque de separación 101 vía puertos de inyección 126 alrededor de la pared del tanque 104. Esto permite la dispersión homogénea del tensoactivo en el lodo oleoso. Cuando el tensoactivo es inyectado en el tanque de separación 101, el aparato de distribución 120 es rotado periódicamente por una cantidad de tiempo suficiente para distribuir el tensoactivo en la mezcla oleosa. La cantidad de tiempo en la cual el aparato de distribución 120 rota es la que sea suficiente para distribuir el tensoactivo y separar el lodo y el agua sin causar un cambio de fase del tensoactivo y la mezcla oleosa. En una modalidad, el tensoactivo es mezclado en la mezcla oleosa por dos minutos para permitir la separación y luego dejar sedimentar por gravedad durante un período de tiempo apropiado. En una modalidad este es de aproximadamente quince minutos o menos dependiendo del tensoactivo usado. El aparato inclinado 118 puede ser aplicado en esta etapa para mejorar la recuperación de agua. El tensoactivo causa que el lodo y el agua se separen, con el componente más pesado, el lodo, sedimente en el fondo del tanque de separación 101, donde pueda ser retirado a través de la salida 130. En una modalidad, el lodo liberado a través de la salida 130 en el piso del tanque 108 se dirige hacia un área de colección 132 para procesamiento adicional . Después de sedimentación y arrastre, el agua oleosa, que tiene una gravedad específica más baja que la del lodo, sube a la parte superior del lodo. El agua oleosa está entonces lista para ser retirada del tanque de separación 101 a través del arreglo de salidas 110 localizadas en el lado del tanque 101. Antes de que el agua oleosa pueda ser retirada, la interfase entre el lodo y el agua oleosa debe de ser determinada. En una modalidad, esta interfase es determinada por una bola flotante. La bola se hunde a través de la fase acuosa y flota sobre la superficie del lodo recuperado. El nivel de la interfase es determinado electrónicamente y expuesto sobre una pantalla multi-vista como pulgadas de fluido del piso 108. En otra modalidad, la interfase es localizada por muestras tomadas manualmente en varias localizaciones verticales en el tanque 102. En aún otra modalidad, la interfase es localizada usando detectores localizados verticalmente a lo largo de la pared del tanque 104. En esta modalidad, lo detectores proporcionan información a una estación de trabajo 136 o controlador con respecto a la composición del fluido en cada localización del detector. Con base en la composición del fluido a varias alturas en el tanque de separación 102, una o más válvulas 110 son abiertas para liberar el agua oleosa en una línea de liberación de agua oleosa 138. En una modalidad las válvulas del arreglo de salidas 110 son abiertas manualmente. En otra modalidad, las válvulas del arreglo de salidas son abiertas y cerradas por medio de un controlador lógico programable o controlador similar. Módulo de Tratamiento de Agua El agua que es retirada del Módulo de Separación no es adecuada para descarga y debe de sufrir tratamiento adicional. Este tratamiento es proporcionado por el Módulo de Tratamiento de Agua 103. En una modalidad, el Módulo de Tratamiento de Agua 103 comprende una unidad de tratamiento químico 142, una unidad de flotación de aire disuelto 158, y una unidad de filtración 206. En una modalidad, el Módulo de Tratamiento de Agua 103 incluye adicionalmente una unidad clarificadora 192. En una modalidad, el Módulo de Tratamiento de Agua incluye una unidad de control de pH 190. Unidad Clarificadora En la unidad clarificadora 192, el agua separada fluye a través de un tanque de coalescencia 193 y se dirige a través de los deflectores 195 con cientos de pies cuadrados de medio de coalescencia lipofílico. Las partículas de aceite emulsificado mecánicamente suben desde el agua al medio lipofílico, y flotan en la superficie. Un arreglo de vertederos 200 en el tanque de coalescencia 193 drena el aceite flotante sobre la superficie superior del agua. El aceite desespumado es colectado para desecho o tratamiento. En una modalidad, el agua que se desborda del arreglo de vertederos 200 es colectada con el aceite desespumado en un separador de aceite/agua 204. En una modalidad, el agua separada en el separador aceite/agua 204 es recirculada al tanque de coalescencia 193. El sedimento fino y en forma de partículas de la corriente de agua de desecho sedimenta en la base del tanque de coalescencia 193. Los sólidos que sedimentan en el fondo del tanque de coalescencia 193 son liberados a una bolsa de filtro 196. En una modalidad los sólidos son descargados y cualquier fluido separado por filtración es dirigido a través de una línea de recirculación 198 para ser recirculado a través del tanque clarificador 192. Unidad de Control de pH En una modalidad el agua de la unidad clarificadora 192 es alimentada directamente en una unidad de control de pH 190 para ajustar el pH antes del tratamiento químico. En una modalidad, el pH del agua es medido por medio de una sonda de pH en un tanque 197 y un controlador de PID activa las bombas para inyectar ácido o sosa cáustica hasta que se logre el intervalo de pH deseado. En una modalidad el agua es dirigida selectivamente al tanque 197, cuando una sonda de pH corriente arriba mide el pH que esta afuera del intervalo deseado. En una modalidad, el intervalo de pH deseado es de aproximadamente 6.0 a 9.0. Los expertos en el arte apreciarán que una sonda de pH pueda tener una tolerancia para su precisión. Los expertos en el arte apreciarán que el intervalo de pH deseado dependa del tratamiento químico a ser aplicado al agua y el intervalo deseado puede ser ajustado de conformidad. Unidad de Tratamiento Químico El agua tratada de la unidad de control de pH 190 es dirigida a una línea de tratamiento de agua 140. En una modalidad, uno o más polímeros desengrasantes de los tanques de preparación de polímeros desengrasantes 142 son dirigidos a través de las líneas de alimentación respectivas en la línea de tratamiento de agua 140. En una modalidad, el agua tratada es inyectada en línea con un coagulante y un floculante. El tratamiento químico del agua remueve las gotas más pequeñas de aceite y sólidos que el tanque de coalescencia 193 no podría remover. Estas partículas más pequeñas necesitan ser coalescidas o aglomeradas en partículas más grandes antes de que puedan ser efectivamente removidas del agua. La aglomeración y/o la coalescencia de las gotas son dependientes de su densidad de carga superficial, las propiedades físico-químicas de la película interfasial que circunda a las gotas, y la composición de la fase acuosa. Los primeros dos aspectos pueden ser modificados usando coagulantes y floculantes. Las pequeñas gotas de aceite en el agua recuperada son estabilizadas por medio de especies surfactivas nativas, las cuales típicamente dan como resultado una carga superficial negativa sobre las gotas de aceite. La adición ya sea de coagulantes orgánico o inorgánico puede ser usada para neutralizar esta carga estabilizante, permitiendo así a las gotas ponerse en estrecho contacto y promover la aglutinación y la coalescencia. Adicionalmente, pueden usarse polielectrólitos de alto peso molecular para flocular las gotas de aceite. Por consiguiente, aún si las gotas de aceite no coalescen, están suficientemente aglutinadas para mejorar su separación de la fase acuosa en técnicas de separación subsecuentes, en una modalidad que usa, la flotación de aire disuelto. El tipo de tratamiento, orden de adición, y sincronización, la secuencia de adición variará con el lote específico de agua separada y tipo de tensoactivo usado previamente. Una prueba de laboratorio a pequeña escala deberá de ser llevada a cabo sobre la muestra del agua separada para determinar el tratamiento óptimo. En una modalidad, un coagulante de un tanque de coagulación 144 es dirigido a través de una línea de alimentación de coagulante 146 en la línea de tratamiento de agua inicial 140. En una modalidad, un primer mezclador estático 148, es localizado a lo largo de la línea de tratamiento de agua 140 para mezclar el agua oleosa y el coagulante. En una modalidad, un floculante de un tanque de floculante 150 es dirigido a través de una línea de alimentación de floculante 152 a la línea de tratamiento de agua 140. En una modalidad, un segundo mezclador estático 154 es localizado a lo largo de la línea de tratamiento de agua 140 para mezclar el agua y el floculante. El agua tratada químicamente es bombeada en un tanque de envejecimiento 160 donde el tiempo de residencia permite que tenga lugar la formación de flóculos . Unidad de Flotación de aire Disuelto El agua del tanque de envejecimiento 160 es alimentada bajo gravedad a la unidad de flotación de aire disuelto 158 para prevenir que sean destruidos los flóculos durante el tránsito. La mezcla fluida es alimentada desde el tanque de envejecimiento 160 a la unidad de flotación de aire disuelto 158 a una velocidad predeterminada con base en el tamaño de la unidad de flotación de aire disuelto 158 y las características químicas de la mezcla fluida. La flotación de aire disuelto es el proceso de remoción de los sólidos suspendidos, aceite y otros contaminantes vía la flotación de burbujas de aire. El proceso involucra disolver aire en agua bajo presión. Cuando esta mezcla de aire/agua es inyectada en la corriente de desecho, la presión es liberada y el aire sale de la solución, produciendo burbujas, las cuales se fijan por sí mismas al material contaminante en el agua de desecho. Esto incrementa la flotabilidad del material contaminado y flota en la superficie del agua. La unidad de flotación de aire disuelto 158, mostrado con más detalle en la Figura 2, incluye un tanque principal 164, una sonda 166, un desespumador 168, y un tanque de formación de espuma 170. La mezcla fluida es introducida en el tanque principal 164 desde el tanque de envejecimiento 160. Cualquier sólido remanente sedimenta en el fondo del tanque principal 164 y puede ser dirigido hacia una descarga de sólidos 172 por medio de la sonda 166. El aire es disuelto en agua y liberado desde el fondo del tanque principal 164 por medio de un aparato de introducción de aire disuelto 163 (mostrado esquemáticamente en la Figura 1) . Como se describió previamente, las burbujas de aire se fijan a los sólidos suspendidos, aumentando su flotabilidad y causando que floten a la parte superior de la mezcla fluida en el tanque principal 164. En una modalidad, el desespumador 168, localizado sobre la parte superior del tanque principal 164, tiene una banda 174 con paletas 176 que se extienden en una porción superior del tanque principal 164. Cuando la banda 174 se mueve, las paletas 176 en el tanque principal 164 viajan hacia la parte de atrás del tanque principal 164. Los sólidos flotantes, o espuma, son empujados por las paletas 176 al tanque de formación de espuma 170. La espuma colectada en el tanque de formación de espuma 170 es colectada y descargada a través de una línea de descarga de espuma 178. El agua en el tanque principal 164 es dirigida a través de una salida de agua 180. Haciendo referencia a la Figura 1, en una modalidad, el agua de la salida de agua 180 es dirigida a través de una línea de reuso de agua 182 para ser reusada en otros procesos. En una modalidad, el agua de la salida de agua 178 puede ser dirigida a través de una línea de filtro 184 a una unidad de filtración 186 donde el agua es tratada adicionalmente antes de descarga a través de la línea de agua limpia 188. Unidad de Filtración En una modalidad, la unidad de filtración 186 incluye un filtro multimedio que contiene una mezcla de medios especiales para separar por filtración partículas más grandes que 25 micrones. En una modalidad un segundo y tercer filtros son un filtro de organoarcilla y filtros de carbón activado para remover tanto aceite libre como hidrocarburos disueltos. Método En una modalidad, un método para separar agua de un lodo de perforación con base oleosa incluye dirigir la mezcla oleosa a un tanque de separación 101 a través de une entrada de mezcla oleosa 128 e inyectar tensoactivo a la mezcla oleosa. El tensoactivo hace que el fluido de perforación y el agua se separen. En una etapa de distribución de tensoactivo, un aparato distribuidor 120 rota intermitentemente para dispersar el tensoactivo en la mezcla oleosa para ayudar en la separación de fluido de perforación y agua. En una etapa de mantenimiento de la separación, un aparato inclinado rota para mantener la separación entre el agua y el fluido de perforación. El fluido de perforación es más pesado que el agua, así el lodo sedimenta en el fondo del tanque de separación 101 y es retirado vía una salida 130 en el piso del tanque 108. En una modalidad, el método incluye determinar un punto de separación entre el agua y el fluido de perforación. En una modalidad esto se hace probando manualmente el fluido en localizaciones en varios puntos en la vertical en el tanque de separación 101. En otra modalidad, la localización de la separación es determinada automáticamente usando detectores para detectar una o más características distintivas entre el agua y el fluido de perforación. En otra modalidad, la localización de la separación es determinada por medio de una bola flotante que se hunde a través de la capa de agua y flota sobre la parte superior de la capa de lodo. El agua es descargada a través de un arreglo de salidas verticalmente localizadas a lo largo de una sección del tanque de separación 101. En una modalidad del método, el agua oleosa es dirigida hacia un tanque de coalescencia 193. En esta modalidad el agua y el aceite son separados adicionalmente por medio de placas de coalescencia. Los sólidos sedimentados son eliminados por medio de una bolsa filtrante de sólidos 196. En una modalidad el fluido filtrado de la bolsa filtrante de sólidos 196 es recirculado al tanque de coalescencia 193. En una modalidad, el aceite y algo de agua de la porción superior del tanque de coalescencia son dirigidos por medio de un vertedero 200 a un separador de aceite/agua 204. El agua del separador de aceite/agua 204 es recirculada al tanque de coalescencia 193. En una modalidad, el método incluye dirigir el agua oleosa desde el tanque de coalescencia 193 a una unidad de control de pH 190. En esta modalidad, el pH es medido y corregido si es necesario, para estar en un intervalo deseado. En una modalidad el pH del agua oleosa es medido antes de alcanzar el tanque de ajuste y el agua es dirigida alrededor de la unidad de control de pH 190 si el pH medido está en el intervalo deseado. En una modalidad, se añaden un floculante y un coagulante al agua oleosa para remover pequeñas gotas de aceite y sólidos. En una modalidad la mezcla de agua es dirigida a un tanque de envejecimiento para permitir la formación de flóculos. En una modalidad la mezcla de agua es alimentada por gravedad a una unidad de flotación de aire disuelto 158. En esta modalidad el aire disuelto es liberado en un tanque de separación 162. Las burbujas de aire y los sólidos suspendidos en la mezcla se adhieren y se elevan a la parte superior del tanque de separación 162, formando una espuma. La espuma es retirada del agua remanente y colectada en un tanque de formación de espuma 170. En una modalidad, el agua remanente es descargada para reuso. En otra modalidad, el agua es dirigida a un sistema de filtración 186 donde es filtrada y descargada como agua limpia. En una modalidad se añade un desemulsificante al agua oleosa del tanque de separación 102. Después de mezclar el desemulsificante y el agua oleosa, la mezcla es dirigida al tanque de clarificación 192. Aunque el tema reclamado ha sido descrito con respecto a un número limitado de modalidades, los expertos en el arte, que tengan el beneficio de esta descripción, apreciarán que pueden contemplarse otras modalidades, las cuales no se alejarán del alcance del tema reclamado como se describió en la presente. Por consiguiente, el alcance del tema reclamado se limitaría solamente por las reivindicaciones anexas.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN
Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:
REIVINDICACIONES 1.- Un aparato para remover y tratar agua en un lodo de perforación con base oleosa caracterizado porque comprende: un tanque de separación que recibe mezcla oleosa, en donde el tanque de separación tiene: una entrada de tensoactivo a través de la cual es introducido selectivamente un tensoactivo en el tanque de separación para separar agua oleosa del lodo de perforación con base oleosa; un aparato de distribución para distribuir el tensoactivo en el lodo de la mezcla oleosa; un aparato inclinado para facilitar y mantener la separación del agua oleosa y del lodo de perforación con base oleosa; un arreglo de salidas de agua para remover selectivamente el agua oleosa separada del tanque de separación; una línea de tratamiento de aguas en comunicación fluida con las salidas de agua; una unidad de tratamiento químico en comunicación fluida con la línea de tratamiento de aguas para proporcionar polímeros desengrasantes al agua oleosa en la línea de tratamiento de aguas, en donde los polímeros desengrasantes se adhieren al agua oleosa para formar partículas sólidas; una unidad de flotación de aire disuelto en comunicación fluida con la línea de tratamiento de aguas para recibir agua tratada químicamente y para remover las partículas sólidas del agua por introducción de aire disuelto en el agua tratada, en donde la unidad de flotación de aire disuelto incluye una salida de agua tratada para remover selectivamente agua tratada desde ahí. 2.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado adicionalmente porque comprende: un mezclador estático localizado a lo largo de la línea de tratamiento de aguas para mezclar los polímeros desengrasantes y el agua oleosa en la línea de tratamiento del agua. 3.- El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado adicionalmente porque comprende: una unidad de control de pH en comunicación fluida con el tanque de separación y la línea de tratamiento de agua para ajustar el pH del agua oleosa a un intervalo predeterminado .
4.- El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado adicionalmente porque comprende: un tanque de coalescencia en comunicación fluida con el tanque de separación que tiene: deflectores de coalescencia para separar el aceite y el agua; una descarga de sólidos para remover selectivamente sólidos sedimentados del tanque de coalescencia; un arreglo de vertederos para desespumar el aceite del agua; una salida de agua para remover selectivamente el agua del tanque de coalescencia a la línea de tratamiento de agua.
5.- El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado adicionalmente porque comprende: un separador de aceite/agua en comunicación fluida con el arreglo de vertederos del tanque de clarificación, en donde el separador de agua/aceite tiene: una salida de agua selectivamente en comunicación fluida con el tanque de coalescencia.
6.- El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la unidad de tratamiento químico comprende: un tanque de coagulación que tiene una salida de coagulante en comunicación fluida con la línea de tratamiento de agua para proporcionar selectivamente de coagulante al agua oleosa en la línea de tratamiento de agua; un mezclador estático a lo largo de la línea de tratamiento de agua para mezclar el coagulante en el agua oleosa; un tanque de floculante que tenga una salida de floculante en comunicación fluida con la línea de tratamiento de agua oleosa para proporcionar selectivamente floculante al coagulante mezclado y agua en la línea de tratamiento de agua.
7.- El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el tanque de separación comprende : un aparato detector para detectar una localización de separación entre el agua oleosa y el lodo de perforación y transmitir una señal indicadora de la localización de la separación; en donde el arreglo de salida de agua incluye una pluralidad de salidas de agua en comunicación fluida con la línea de tratamiento de agua; un aparato de control para recibir la señal del aparato detector y abrir selectivamente al menos una salida de agua para remover el agua oleosa del tanque de separación a la línea de tratamiento de agua.
8. - Un aparato para separar y tratar agua de un lodo de perforación con base oleosa caracterizado porque comprende: un tanque de separación que recibe mezcla oleosa, en donde el tanque de separación comprende: una entrada de tensoactivo a través de la cual un tensoactivo es selectivamente introducido en el tanque de separación para separar el agua oleosa del lodo de perforación con base oleosa; un aparato de distribución para distribuir el tensoactivo en el lodo de mezcla oleosa; un aparato inclinado para facilitar y mantener la separación del agua oleosa y el lodo de perforación con base oleosa; un arreglo de salidas de agua para remover selectivamente el agua oleosa separada del tanque de separación, en donde el arreglo de salidas de agua incluye una pluralidad de válvulas; un aparato detector para detectar una localización entre el agua oleosa y el lodo de perforación y que transmite una señal indicadora de la localización de la separación; un aparato de control para recibir la señal del aparato detector y abrir selectivamente al menos una salida de agua para remover el agua del tanque de separación; una línea de tratamiento de agua en comunicación fluida con el aparato de salida de agua; un aparato de tratamiento químico en comunicación fluida con la línea de tratamiento de agua para proporcionar polímeros desengrasantes al agua oleosa en la línea de tratamiento de agua, en donde los polímeros desengrasantes se adhieren al aceite en el agua para formar partículas sólidas; un tanque de envejecimiento que recibe el agua tratada químicamente y previene el daño a los flóculos formados en el agua de tratamiento; una unidad de flotación de aire disuelto en comunicación fluida con la línea de tratamiento de agua para recibir agua tratada químicamente y para remover las partículas sólidas del agua, en donde la unidad de flotación de aire disuelto tiene: una unidad de separación que recibe los flóculos y el agua del tanque de envejecimiento; una descarga de sólidos para remover los sólidos sedimentados de la unidad de separación; un aparato de introducción de aire disuelto para introducir aire disuelto al agua y flóculos en la unidad de separación; un desespumante para remover los flóculos de la superficie superior del agua tratada químicamente; un tanque de formación de espuma que recibe y que colecta los flóculos desespumados del desespumante; una salida de agua tratada para remover selectivamente el agua tratada de la unidad separadora;
9.- El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado adicionalmente porque comprende: una unidad de control de pH en comunicación fluida con el tanque de separación y la línea de tratamiento de agua para ajustar el pH del agua oleosa a un intervalo predeterminado .
10.- El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado adicionalmente porque comprende : un mezclador estático localizado a lo largo de la línea de tratamiento de agua para mezclar los polímeros desengrasantes y el agua oleosa en la línea de tratamiento de agua.
11.- El aparato de conformidad con la reivindicación 10 caracterizado adicionalmente porque comprende : un tanque de coalescencia en comunicación fluida con el tanque de separación que tiene: placas de coalescencia para separar el aceite y el agua; una descarga de sólidos para remover selectivamente los sólidos sedimentados del tanque de clarificación; un arreglo de vertederos para desespumar el aceite del agua; una salida de agua para remover selectivamente el agua del tanque de descarga a la línea de tratamiento de agua.
12. -El aparato de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado adicionalmente porque comprende: un separador de aceite/agua en comunicación fluida con el arreglo de vertederos del tanque de coalescencia, en donde el separador de aceite/agua tiene: una salida de agua selectivamente en comunicación fluida con el tanque de coalescencia.
13.- El aparato de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el aparato de tratamiento químico comprende: un tanque de coagulación que tiene una salida de coagulante en comunicación fluida con la línea de tratamiento de agua para proporcionar selectivamente coagulante al agua oleosa en la línea de tratamiento de agua; un mezclador estático a lo largo de la línea de tratamiento de agua para mezclar el coagulante en el agua oleosa; un tanque de floculación que tiene una salida de floculante en comunicación fluida con la línea de tratamiento de agua para proporcionar selectivamente floculante al coagulante y al agua oleosa mezclados en la línea de tratamiento de agua.
14.- Un método para separar y tratar agua en un lodo de perforación con base oleosa caracterizado porque comprende : dirigir la mezcla oleosa a un tanque de separación; añadir tensoactivo al tanque de separación; distribuir el tensoactivo a través del lodo de la mezcla oleosa para separar el agua oleosa y el lodo de perforación por rotación selectiva de un grupo de cuchillas de distribución localizadas en el tanque de separación; mantener la separación del agua oleosa y del lodo de perforación por rotación selectiva de un aparato inclinado en el tanque de separación; detectar una capa de separación entre el agua oleosa y el lodo de perforación con un aparato detector; remover el agua oleosa del tanque de separación a través del arreglo de salidas de agua en el tanque de separación; añadir los polímeros desengrasantes al agua oleosa en una línea de tratamiento de agua; mezclar los polímeros desengrasantes con el agua oleosa de modo que los polímeros desengrasantes reaccionen con en aceite en el agua oleosa para formar partículas sólidas; liberar el aire disuelto en la mezcla de agua y de partículas sólidas para causar que las partículas sólidas formen una espuma en una superficie en la parte superior del agua; desespumar la espuma de la superficie superior del agua; descargar el agua.
15.- El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado adicionalmente porque comprende: ajustar el pH del agua oleosa removida del tanque de separación a un intervalo predeterminado.
16.- El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el aire disuelto es liberado en la mezcla de agua y partículas sólidas en una unidad de flotación de aire disuelto.
17.- El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado adicionalmente porque comprende: separar agua y aceite en un tanque de coalescencia dirigiendo la mezcla de agua y partículas sólidas sobre las placas de coalescencia en el tanque de clarificación; remover un componente oleoso del agua separada del tanque de coalescencia a un separador de agua/aceite; dirigir el agua del tanque de coalescencia a la unidad de flotación de aire disuelto para separación adicional .
18.- El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado adicionalmente porque comprende: separar adicionalmente el aceite y el agua en el separador de aceite/agua; recircular selectivamente el agua separada al tanque de coalescencia.
19.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado adicionalmente porque comprende: filtrar el agua descargada de la unidad de flotación de aire disuelto; liberar el agua filtrada.
20.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque comprende adicionalmente: reusar el agua descargada de la unidad de flotación de aire disuelto. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un aparato para separar agua de un fluido de perforación con base oleosa, incluye un tanque de separación, un aparato de tratamiento químico que tenga uno o más tanques de preparación de polímeros desengrasantes, y una unidad de flotación de aire disuelto. El lodo de la mezcla oleosa es dirigido al tanque de separación donde es añadido el tensoactivo para separar el fluido de perforación del agua oleosa. El fluido de perforación es drenado para procesamiento adicional. El agua oleosa es removida por medio de un arreglo de salidas del tanque de separación y dirigida a una línea de tratamiento inicial. Se añaden uno o más polímeros desengrasantes al agua oleosa en la línea de tratamiento inicial y se mezclaron con ésta. La mezcla puede entonces ser dirigida a la unidad de flotación de aire disuelto donde el aire disuelto es liberado en el fondo de la mezcla. El aire disuelto se adhiere a sólidos suspendidos en la mezcla y los sube a la superficie superior como una espuma. La espuma es desespumada de la superficie superior de la mezcla y colectada. El agua desespumada es reusada o dirigida a un sistema de filtración donde es preparada para descarga. Un tanque de clarificación puede ser incluido después de añadir los polímeros desengrasantes para separar adicionalmente el aceite y el agua. El aceite es removido de la superficie superior por medio de un vertedero mientras que el agua es dirigida al sistema de filtración y descargada.