Estudio comparativo de poliacilamida parcialmete hidrolizada modificada con diferentes estructuras asociativas

RAMSES SEGUNDO MELEAN; JUAN M. MILANESIO; MIRIAM C. STRUMIA; FACUNDO MATTEA; JUAN PADRÓ; JUAN ROMERO

Mar del Plata

Simposio; XV Simposio Argentino de Polímeros, I Congreso Argentino de Materiales Compuestos; 2023

La poliacrilamida parcialmente hidrolizada (HPAM) es el polímero sintético soluble en agua más aplicado en recuperación mejorada de petróleo (EOR). Sin embargo, sus propiedades viscosificantes disminuyen en condiciones adversas de reservorio, como salinidad y temperatura elevadas, lo que reduce su efectividad a lo largo del tiempo. Es por ello que actualmente un desafío tecnológico consiste en obtener terpolímeros a base de HPAM que puedan conservar y mejorar sus propiedades viscosificantes en soluciones de alta salinidad. Este estudio describe la modificación de HPAM mediante dos rutas sintéticas de esterificación, llevadas a cabo en medio orgánico y acuoso, con tres moléculas ramificadas diferentes: un híperramificado (Boltorn H30 - H30), un dendrón (amina de Behera - BE) y un ramificado (ácido tánico - TAN). Los tres nuevos terpolímeros resultantes (H30-HPAM, BE-HPAM y TAN-HPAM) se caracterizaron químicamente para verificar la incorporación del modificante y evaluar la factibilidad y rendimiento de la reacción. Posteriormente, se analizó el efecto asociativo de los modificantes incorporados sobre las propiedades reológicas de soluciones acuosas de los polímeros obtenidos. Los resultados indican que, en medio acuoso a 25°C, los polímeros modificados presentaron incrementos en su capacidad viscosificante con respecto a la HPAM original, siendo los mayores incrementos los observados en TAN-HPAM (170%), seguido de H30-HPAM (140%) y BE-HPAM (40%). Sin embargo, en presencia de sales monovalentes y divalentes, los polímeros sufrieron una disminución en su capacidad viscosificante, presentando una reducción más notable con H30-HPAM (55%) y menos con TAN-HPAM (40%). Las interacciones inter- e intra-cadena que se generan entre los anillos aromáticos y oxhidrilos del TAN y la HPAM forman una red física lo suficientemente estable para mantener la viscosidad de las soluciones por encima de los valores de la HPAM sin modificar. En el caso de H30-HPAM, la reducción se puede atribuir al apantallamiento de las interacciones entre los grupos del Boltorn H30 y los grupos de la HPAM, que desorganiza la estructura macromolecular y reduce el poder viscosificante del polímero en solución. Por otro lado, se observó una disminución en la viscosidad de los polímeros en solución al aumentar la temperatura de 25 a 55 °C de aproximadamente un 45% para todos los polímeros.La esterificación para incorporar TAN, H30 y BE a la cadena de HPAM mediante enlaces covalentes resulta en una mejora significativa en la capacidad viscosificante del polímero en solución, superando a la HPAM sin modificar. Además, se observa que las estructuras de TAN y H30 muestran una mayor resistencia a la presencia de sales monovalentes y divalentes en comparación con la estructura de BE. Por otro lado, los tres polímeros modificados exhiben una resistencia similar a los cambios de temperatura. En conclusión, la modificación de HPAM con estos monómeros ramificados es una estrategia prometedora para mejorar la eficacia del polímero en aplicaciones de recuperación mejorada de hidrocarburos.