Evaluación sobre el uso de cortes tratados de perforación petrolera en la construcción de vías terciarias

Abstract

En los últimos años, se ha incrementado notablemente la búsqueda de nuevos yacimientos de petróleo y gas a nivel mundial, debido a la constante demanda de fuentes de energía para el desarrollo industrial y el aumento de la población. Lo anterior implica la generación de un volumen importante de residuos sólidos de perforación petrolera en el futuro. Si bien la industria ha desarrollado muchos procesos y tecnologías para reducir al mínimo la generación de desechos y disponer de forma más segura y económica los residuos que se puedan generar, los volúmenes tienden a incrementarse. Por tal motivo, este trabajo final de maestría busca evaluar el aprovechamiento potencial de los ripios o cortes de perforación petrolera, aplicado al área de construcción de vías terciarias, planteando una opción económica para el mejoramiento de suelos de bajas características mecánicas en zonas apartadas del país y contribuyendo a la disminución del impacto ambiental de dichos residuos. En la investigación se utiliza material de cortes de perforación petrolera sometidos al tratamiento térmico mecánico (TCC) en forma de ceniza, como un agente de mejoramiento para suelos arcillosos de baja plasticidad, predominantes en la zona de La Primavera y Santa Rosalía en el departamento del Vichada. Adicionalmente, con base en la experiencia exitosa encontrada en otro trabajo final de maestría, se ha considerado la adición de Silicato de Sodio para mejorar las propiedades de la mezcla ceniza - Suelo. En el plan de ensayos, se consideró la caracterización básica de cada uno de los materiales empleados; así como la evaluación de resistencia y durabilidad de probetas compactadas y curadas a 0, 7 y 14 días, teniendo en cuenta las condiciones climáticas de humedad relativa y temperatura propias de la región, para encontrar la mezcla de mejor comportamiento mecánico.

Abstract: In recent years, the search for new oil and gas deposits worldwide has increased, due to the high demand for energy sources needed by industrial development and population growth. The foregoing implies considering a significant volume of solid waste from oil and gas drilling in the future. However, in the last decade, the industry has developed many processes and technologies to minimize waste generation and to dispose them safely and economically. This work, exposes a potential use of drill cuttings applied to tertiary roads construction, proposing an economic option to improve soils of low mechanical characteristics in remote areas of the country, contributing to reduce environmental impacts of wastes. For that purpose, oil drilling cuttings subjected to mechanical heat treatment (TCC) were used as an improvement agent for low plasticity clayey soils found around the towns of La Primavera and Santa Rosalía, at the state of Vichada. Based on successful experiences of pararell investigations of this work, it has also been considered the addition of Sodium Silicate to improve some properties of Drilling Cuttings - Soil mixtures. In the experimental plan, basic characterization tests on each material used were conducted as well as strength and durability evaluation of compacted and cured samples at 0, 7 and 14 days, considering typical climate conditions of temperature and humidity in the region. Finally, an optimum combination of soil-silicate-cuttings is selected, in terms of mechanical behavior.