Tratamientos de las aguas de fracturación por extracción de shale gas

By 15 septiembre 2016case, oil_es, pcf

El cliente
Nuestro cliente es una empresa que pertenece a un grupo con sede en Europa del Este especializado en la actividad de perforación y servicios en las instalaciones de extracción y exploración.

Las exigencias del cliente
El shale es una roca sedimentaria constituida principalmente por partículas consolidadas de arcilla. El shale gas, o gas de arcillas, es un gas natural (al 90%) producido por la digestión anaeróbica del material orgánico contenido en estas partículas. Representa una importante fuente de gas natural para países como Estados Unidos, Canadá, Australia, y países de Europa y Asia.

El gas encerrado en los micro poros de la arcilla no se puede extraer fácilmente sin estimular su salida. Por tanto, para mejorar la permeabilidad de las capas rocosas y facilitar la expansión del gas, los pozos se perforan tanto horizontal como verticalmente y se realiza una secuencia de fracturas horizontales en las que se inyecta agua a alta presión, que seguidamente se debe recuperar o tratar, antes de poder ser descargada.

La solución dada
La instalación de tratamiento de las aguas residuales suministrada al cliente incluye una fase de floculación y un sistema de filtros de prensado seguido por dos pasos de evaporación. El agua inicialmente es clarificada con un proceso en el que se dosifican los productos químicos para la precipitación de una parte de los sólidos en suspensión y de los metales. Seguidamente, el filtro de prensado se ocupa de eliminar los sólidos restantes. El agua tratada, que contiene aún sustancias orgánicas contaminantes y tiene una fuerte concentración de cloruros y sulfatos, se envía a los operadores. El primer paso está constituido por una serie de tres EVALED® PC E8000, cada uno de estos con la capacidad de 8000 l/día de destilado y un consumo energético específico de 0,15 kW/h por litro, que recuperan alrededor del 70% del caudal inicial del agua residual. El concentrado de estas unidades se usa para alimentar otros dos evaporadores EVALED®, esta vez de la serie PC R2000, cada uno con una capacidad de 2000 l/día de destilado y un consumo energético específico de 0,12 kW/h por litro, usados por otra reducción de los volúmenes, igual a 1,5 veces.

El destilado proveniente de la fase de evaporación se descarga directamente en el suelo, mientras el concentrado se recoge y destina a una sociedad de eliminación de desechos.

Resultados y ventajas
Los evaporadores EVALED® PC E8000 pueden producir un concentrado que contiene hasta 300 g/l de sólidos disueltos, mientras el de las unidades R2000 contiene hasta 450 g/l de sales.
Las prestaciones de la instalación permiten un rendimiento excelente en términos de calidad del destilado y de reducción de los volúmenes de aguas residuales que hay que eliminar.

La tabla de abajo ilustra las características químico físicas del agua de fractura y del destilado proveniente de los evaporadores.

Parámetros U.M. Agua de facturación Destilado
pH 6 -7 7 – 8
Sólidos en suspensión mg/l 2000 – 4000 < 5
TDS 105°C % 3 – 10 < 0.1
Conductividad µS/cm 40000 – 65000 50 – 200
COD mg/l 1500 – 5500 150 – 200
Cloruros mg/l 15000 – 45000 < 50
Sulfatos mg/l 1000 – 6000 < 10
Aceites mg/l 1000 – 2000 < 50
Calcio mg/l 200 -1800 (*) < 2

– (*) antes de la floculación
Otro valor añadido ofrecido por las unidades EVALED® aplicadas para el tratamiento de las aguas de fractura para la extracción de shale gas es la oportunidad de mover los evaporadores en el territorio, en base a la ubicación de los pozos de perforación.