Influencia del caudal de inyección y la concentración de nanopartículas magnéticas funcionalizadas covalentemente en el desplazamiento de petróleo en un medio poroso 2D

FOSATI, ANA; ROHT Y. L.; IPPOLITO, I.; JACOBO S.

Berisso

Workshop; Workshop de Polímeros y Nanomateriales para la Industria Energética; 2022

Ytec

Los métodos de recuperación primaria y secundaria de petróleo consiguen recobrar entre un 20-40 % del petróleo entrampado en las rocas de un reservorio. Esta situación motiva numerosas investigaciones basadas en la inyección de sustancias en los pozos para aumentar el factor de remoción, dando lugar a los métodos de recuperación mejorada de petróleo (EOR). Dentro de estas técnicas, una de las más utilizadas es la inyección de compuestos químicos (CEOR), especialmente polímeros y surfactantes [1]-[3]. Actualmente, la nanotecnología manipula la estructura molecular de los materiales para cambiar sus propiedades intrínsecas y obtener nuevos materiales con diferentes propiedades que pueden ser ampliamente utilizados en diversas industrias [4]-[6]. La aplicación de esta tecnología en la industria petrolera se encuentra en estudio, especialmente en estimulación de pozos, fluidos de perforación, cementación y en EOR [7]-[8]. El uso de nanopartículas para recuperación mejorada es una buena alternativa ya que las mismas no sufren degradación en condiciones de reservorio como polímeros y surfactantes. Además, por su pequeño tamaño, acceden al petróleo residual ubicado en las gargantas porales del yacimiento reduciendo la tensión interfacial agua-petróleo, modificando la mojabilidad de la roca y cambiando la viscosidad del fluido inyectado.En este trabajo, se sintetizan nanopartículas magnéticas de magnetita desnuda (MNPs: magnetic nanoparticles) y funcionalizadas con estireno y ácido maleico (MSMs: magnetic styrene-maleic acid nanoparticles). Se preparan ferrofluidos estables con concentración de 0,0125 % m/m con ambos tipos de nanopartículas, que se emplean para realizar barridos de aceite comercial en una celda de Hele-Shaw con una distribución aleatoria de obstáculos que ocupan un 12 % del área de la misma, la cual se barrió previamente con salmuera. La recuperación se realiza con 3 caudales de inyección diferentes. Se encuentra que los ferrofluidos preparados con MSMs recuperan más aceite que con MNPs, para todos los caudales estudiados, alcanzando un 7,86 % extra de aceite removido. También, para diferentes concentraciones de MSMs a caudal constate, se obtiene que la recuperación de aceite se incrementa al aumentar la cantidad de nanopartículas presentes. Se alcanza una variación de la remoción del 3,1 % al 18,44 % cuando la concentración se cuadruplica. Finalmente, se evalúa la factibilidad de reutilizar las nanopartículas en posteriores barridos sucesivos, y se encuentra que la recuperación disminuye al incrementar los lavados, sin embargo, la recuperación efectiva es de 2,47 % extra luego de 4 ciclos de lavado. Por lo tanto, se puede considerar al ferrofluido preparado con MSMs como un material potencial para la recuperación mejorada de aceite en medio poroso, con la posibilidad de recuperar y reutilizar las nanopartículas.