El siguiente documento sirve como guía de referencia para el seguimiento y validación del Proceso de Ablandamiento de Agua en las instalaciones de producción del Campo Moriche (Activo CATENARE - Ecopetrol). Este proceso es crucial para garantizar el funcionamiento óptimo de los generadores de vapor, así como para aumentar la vida útil de estos equipos y de los equipos asociados en el recobro mejorado de crudo. En este documento se detallan las metodologías y procedimientos para validar el proceso, asegurando su eficacia y cumplimiento con los requerimientos de calidad establecidos.

El proceso de ablandamiento de agua es esencial en las operaciones de producción de hidrocarburos, especialmente en campos que utilizan la inyección cíclica de vapor para la recuperación mejorada de crudo. Antes de evaluar y validar los datos asociados al desempeño del proceso, es importante establecer las expectativas y las hipótesis fundamentales que guiarán nuestro análisis. Estas expectativas se basan en la comprensión del proceso subyacente y en sus objetivos operacionales.

La dureza del agua se puede dividir en varios componentes, siendo los más comunes la dureza total, la dureza temporal y la dureza permanente. Estos términos se utilizan para describir diferentes aspectos de la composición química del agua en relación con su capacidad para formar incrustaciones o reaccionar con jabones y detergentes.

• La dureza total del agua se refiere a la concentración total de iones de calcio (Ca²⁺) y magnesio (Mg²⁺) presentes en el agua, expresada típicamente en términos de equivalentes de carbonato de calcio (CaCO₃) en miligramos por litro (mg/L) o partes por millón (ppm).

• La dureza total incluye tanto la dureza temporal como la dureza permanente.

• La dureza temporal del agua se debe principalmente al bicarbonato de calcio (Ca(HCO₃)₂) y de magnesio (Mg(HCO₃)₂) disueltos en el agua.

• Cuando el agua se calienta, los bicarbonatos se descomponen para formar carbonatos insolubles de calcio (CaCO₃) y magnesio (MgCO₃), que precipitan y pueden formar incrustaciones en los sistemas de tuberías y calderas.

• La dureza temporal puede ser eliminada mediante la ebullición del agua, ya que los carbonatos formados precipitan fuera de la solución.

• La dureza permanente del agua se debe principalmente a los sulfatos, cloruros y otros compuestos de calcio y magnesio disueltos en el agua.

• A diferencia de los bicarbonatos, los componentes de la dureza permanente no se eliminan mediante la ebullición del agua y pueden contribuir a la formación de incrustaciones en sistemas de agua caliente y vapor.

• La dureza permanente requiere tratamientos de ablandamiento específicos, como el uso de intercambiadores de iones o la adición de productos químicos.

El análisis de los datos asociados al proceso de ablandamiento de agua tiene como objetivo principal evaluar el cumplimiento de las expectativas y requerimientos establecidos anteriormente. Este análisis proporcionará una línea base para identificar áreas de mejora en la medición, recolección, análisis de información y eficiencias operativas, con el fin de optimizar el rendimiento y la confiabilidad del proceso.

El proceso de verificación y validación (V&V) de los datos del proceso de ablandamiento de agua sigue una serie de pasos metódicos para asegurar que los datos sean precisos, completos y coherentes. Estas actividades incluyen:

• Verificación de la Completitud de los Datos: Asegurar que todos los datos necesarios han sido recopilados sin lagunas significativas.

• Verificación de la Consistencia de los Datos: Evaluar la coherencia interna de los datos recopilados.

• Verificación de la Estacionariedad: Comprobar que las propiedades estadísticas de los datos no cambian con el tiempo.

• Verificación de la Estabilidad: Asegurar que el proceso de ablandamiento de agua opera de manera estable a lo largo del tiempo.

• Verificación de la Estacionalidad: Identificar y evaluar cualquier patrón estacional en los datos que pueda afectar el proceso.

Acciones:

- Recolección de Datos: Asegurar la captura completa y precisa de todos los datos relevantes del 
proceso de ablandamiento de agua.

- Limpieza de Datos: Identificar y corregir errores, eliminar duplicados y gestionar datos faltantes.

- Organización de Datos: Estructurar los datos en formatos adecuados para análisis, como bases de 
datos relacionales o data warehouses.

Resultado Esperado:

- Datos limpios, organizados y listos para su análisis.

Acciones:

- Análisis Descriptivo: Utilizar estadísticas descriptivas para resumir y describir las características 
de los datos.

- Visualización de Datos: Crear gráficos y tablas para identificar patrones, tendencias y anomalías 
en los datos.

- Exploración de Datos: Realizar análisis exploratorio para descubrir relaciones y correlaciones 
significativas.

Resultado Esperado:

- Conocimiento detallado del comportamiento y las características del proceso de ablandamiento de agua.

Acciones:

- Análisis Predictivo: Aplicar técnicas de modelado predictivo para anticipar resultados futuros 
y comportamientos del sistema.

- Análisis de Causas Raíz: Identificar las causas subyacentes de problemas y variaciones en 
el proceso.

- Simulación y Modelado: Utilizar modelos para simular diferentes escenarios y evaluar el impacto 
de posibles cambios.

Resultado Esperado:

- Insights valiosos que revelan cómo optimizar y mejorar el proceso de ablandamiento de agua.

Acciones:

- Implementación de Mejoras: Aplicar los insights obtenidos para hacer cambios informados en el 
proceso y las operaciones.

- Monitoreo Continuo: Establecer un sistema de monitoreo continuo para evaluar el impacto de las mejoras
implementadas y ajustar según sea necesario.

- Capacitación y Desarrollo: Formar al personal en el uso de nuevas herramientas y técnicas basadas en 
los insights obtenidos.

Resultado Esperado:

- Sabiduría operacional que permite una toma de decisiones más eficiente, mejor rendimiento del sistema 
y una cultura de mejora continua.