Síntesis y caracterización de hidrogeles y matrices poliméricas con aplicaciones potenciales en agentes de sostén autosuspendidos

AXEL J. CIMAS; FRANCISCO M. PARDINI; JAVIER I. AMALVY

Berisso

Congreso; Expo Federal Doctorandos y Doctorandas; 2023

Y-TEC

Una de las tecnologíasinvestigadas en la actualidad para maximizar la conductividad de los agentes desostén naturales (arenas) es recubrirlas con hidrogeles. Al encontrarse losgranos recubiertos con el fluido de fractura, el hidrogel se hidrataabsorbiendo grandes volúmenes de agua que permanece ligada al grano. De esa forma,un grano de agente de sostén puede reducir su densidad efectiva permitiendotransportarlo en forma más efectiva hasta distancias mayores, alejadas de lospunzados del pozo, sin la necesidad de un fluido de transporte diferente delagua y con el uso de bajos caudales de bombeo.Dentro de loshidrogeles podemos destacar los hidrogeles responsivos o sensibles a estímuloslos cuales (frente a factores como pH, temperatura, fuerza iónica, entreotros.) varían su diámetro hidrodinámico proporcionando una variación de ladensidad aparente según las condiciones de pozo.Dentro de lospolímeros reportados en bibliografía para aplicaciones en explotación depetróleo y gas, los poliuretanos (PU’s) son polímeros que se mencionan y/odescriben cuyas propiedades se pueden adaptar en función del tipo, composicióny separación de microfases de sus segmentos blandos y duros. Por otro lado, en la elección de lasíntesis de sistemas responsivos que posean buenas propiedades mecánicas comoflexibilidad, biocompatibilidad, resistencia al impacto y resistencia química,se optó por la síntesis de híbridos poliuretánicos con N-isopropilacrilamida (NIPA) y N-isopropilmetacrilamida(NIPMA) debido a que son monómeros comúnmente usados en sistemas sensibles aestímulos y se encuentran reportados en bibliografía como potencialmente útilesen la extracción de hidrocarburos.Para la síntesis delos hidrogeles, inicialmente se sintetizó una dispersión de prepolímeropoliuretánico conteniendo dobles enlaces terminales. La dispersión funcionalizada con dobles enlaceses polimerizada por vía radicalaria utilizando persulfato de amonio (APS).Sesintetizaron híbridos con 10% y 30% de derivados de acrilamida (NIPA, NIPMA ymixtos) utilizando APS como iniciador, polietilenglicol metacrilato (PEGMA)como estabilizador estérico y N,N’-metilen-bis-acrilamida (MBA) comoentrecruzador.•      Sedemostró el carácter responsivo de los sistemas sintetizados frente atemperatura, pH y fuerza iónica.•      Loshidrogeles permiten un mayor o menor ingreso de agua a su estructura según el entornoexpuesto y el derivado de acrilamida a utilizar como así también la proporciónde éste.•      Losagentes de sostén formulados disminuyen considerablemente la velocidad desedimentación con respecto a la arena sola•      Segenera una duna final de mayor área implicando también un transporte másprofundo en la fractura.•      Estosresultados permiten inferir que los sistemas sintetizados pueden ser utilizadospara la producción de agentes de sostén autosuspendidos para la extracción depetróleo de reservorios no convencionales.