Ortiz Penagos, Nidia ElenaBetancourt Castañeda, Omar David2026-09-302026-09-302026-09-29http://hdl.handle.net/11634/74407La gestión del agua de producción constituye uno de los principales retos operacionales y ambientales de la industria petrolera, debido a los elevados volúmenes generados y a la presencia de compuestos disueltos y suspendidos que pueden afectar los sistemas de tratamiento, transporte e inyección. En el campo Platanillo ubicado en el municipio de Puerto Asís en el departamento del Putumayo, la disposición del agua de producción mediante reinyección requiere condiciones fisicoquímicas que minimicen fenómenos de incrustación, corrosión y fouling, los cuales impactan la eficiencia de los equipos y los costos operativos. En este contexto, el presente trabajo tuvo como objetivo caracterizar fisicoquímicamente el agua de producción del campo Platanillo y evaluar alternativas de valorización de sus componentes, bajo un enfoque de economía circular orientado a mejorar la eficiencia operativa y reducir los costos asociados al manejo del agua. La investigación se desarrolló mediante una metodología experimental y analítica que incluyó el muestreo directo en línea de proceso en las corrientes de agua tratada previo a la succión de las bombas de alta presión (HPS) utilizadas en la reinyección. Las muestras fueron recolectadas en frascos de vidrio borosilicato con tapa de PTFE y analizadas inmediatamente después de su recolección para evitar alteraciones en su composición. La caracterización fisicoquímica se realizó mediante métodos analíticos reconocidos internacionalmente, incluyendo técnicas gravimétricas, espectrofotométricas, titulaciones químicas e ICP-OES, con base en los estándares de Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, métodos de la EPA y procedimientos del manual de análisis de agua de Hach. Los parámetros evaluados incluyeron sólidos suspendidos totales, aceite en agua, hierro total, bario, sulfatos, cloruros y dureza total. Los resultados de la caracterización evidenciaron concentraciones representativas de compuestos inorgánicos y material suspendido asociados a procesos típicos de producción petrolera, los cuales constituyen potenciales precursores de incrustaciones y fenómenos de ensuciamiento en los sistemas de reinyección. Con base en estos resultados, se desarrolló un análisis técnico de alternativas de valorización para los principales componentes presentes en el agua de producción, considerando procesos como precipitación química selectiva, separación por membranas, filtración avanzada y recuperación de compuestos minerales y de esta manera aportar alternativas técnicas orientadas a la reducción de los costos asociados al manejo y reinyección del agua de producción, mediante la identificación de oportunidades de valorización de sus componentes fisicoquímicos y la optimización de los procesos de tratamiento empleados en el campo. Adicionalmente, se realizó una cuantificación de los flujos másicos de los principales componentes presentes en el agua de producción utilizando el caudal promedio del sistema de reinyección, lo que permitió estimar el potencial de recuperación de compuestos y su efecto en la [nm1.1]operación del sistema. A partir de estos balances se efectuó un análisis económico simplificado a diez años con una tasa de descuento del 10 %, evaluando costos operativos asociados al uso de reactivos, mantenimiento de membranas y personal, así como los posibles beneficios derivados de la reducción de incrustaciones, disminución de presión de inyección y ahorro energético en los sistemas de bombeo. Los resultados del análisis indicaron que la implementación de estrategias de tratamiento orientadas a la remoción selectiva de compuestos incrustantes, hidrocarburos residuales y material suspendido puede contribuir a mejorar la calidad del agua de reinyección y reducir potencialmente los requerimientos energéticos del sistema de bombeo de alta presión. Para efectos del análisis económico, se evaluaron escenarios conservadores de reducción energética entre 10 % y 20 %, asociados a una posible disminución de la carga hidráulica sobre las bombas HPS. Bajo estos supuestos, se estimó un ahorro anual promedio entre USD 150.000 y USD 280.000. De esta manera, el enfoque propuesto representa una alternativa técnica para optimizar la gestión del agua de producción y avanzar hacia esquemas de operación más sostenibles en la industria petrolera. Una limitante importante para implementar la valorización de los componentes del agua de producción es la variabilidad en la composición química del agua a lo largo del tiempo, lo que podría requerir ajustes continuos en los procesos de tratamiento y valorización.Produced water management represents one of the main operational and environmental challenges in the oil industry due to the large volumes generated and the presence of dissolved and suspended compounds that can affect treatment, transport, and reinjection systems. In the Platanillo field located in Puerto Asis, Putumayo, produced water disposal through reinjection requires physicochemical conditions that minimize scaling, corrosion, and fouling phenomena, which directly impact equipment efficiency and operational costs. In this context, the objective of this study was to characterize the physicochemical properties of produced water from the Platanillo field and to evaluate potential valorization alternatives for its components under a circular economy approach aimed at improving operational efficiency and reducing water management costs. The research was developed through an experimental and analytical methodology that included direct sampling from in-line process valves located in the treated water streams prior to the suction of high-pressure injection pumps (HPS). Samples were collected in borosilicate glass bottles with PTFE caps and analyzed immediately after collection to avoid alterations in their composition. Physicochemical characterization was performed using internationally recognized analytical methods, including gravimetric techniques, spectrophotometry, chemical titration, and ICP-OES, based on Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, EPA methods, and procedures from the Hach Water Analysis Handbook. The evaluated parameters included total suspended solids, oil in water, total iron, barium, sulfates, chlorides, and total hardness. The results of the characterization revealed representative concentrations of inorganic compounds [nm2.1]and suspended materials typically associated with petroleum production processes, which may act as precursors of scaling and fouling in reinjection systems. Based on these results, a technical assessment of potential valorization routes for the main components present in produced water was conducted, considering processes such as selective chemical precipitation, membrane separation, advanced filtration, and mineral compound recovery and thus provide technical alternatives aimed at reducing the costs associated with produced water management and reinjection, through the identification of valorization opportunities for its physicochemical components and the optimization of the treatment processes used in the field. Additionally, mass flow quantification of the main components present in produced water was performed using the average reinjection flow rate, allowing estimation of the recovery potential of these compounds and their impact on system operation. Based on these balances, a simplified economic evaluation was carried out over a ten-year period with a 10% discount rate, considering operational costs associated with chemical reagents, membrane maintenance, and labor, as well as potential benefits derived from scaling reduction, decreased injection pressure, and energy savings in high-pressure pumping systems. The results of the analysis indicated that the implementation of treatment strategies focused on the selective removal of scaling compounds and suspended solids may contribute to improving the quality of reinjection water and reducing the energy requirements of the high-pressure pumping system by between 10% and 20%, generating an average annual savings of USD 150,000 to USD 280,000. In this way, the proposed approach represents a technical alternative for optimizing produced water management and advancing toward more sustainable operational schemes in the oil industry. An important limitation for implementing the valorization of produced water components is the variability in the chemical composition of the water over time, which may require continuous adjustments in treatment and valorization processes.application/pdfspamaster thesisWaterProductionReinjectionEconomyTreatmentValorizationTecnologías limpiasCalidad del aguaValorización de residuosAbierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2AguaProducciónHidrocarburosValorizaciónResiduosReinyecciónEconomíaCircularTratamientoreponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásinstname:Universidad Santo Tomásrepourl:https://repository.usta.edu.co