Síntesis y análisis del comportamiento de fluidos nanohíbridos para la recuperación mejorada de petróleo.
La inyección de soluciones de poliacrilamida es un procedimiento estándar ampliamente utilizado en la Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR). No obstante, la degradación mecánica, química y térmica afecta a esta molécula, ha abierto nuevas oportunidades para la síntesis o modificación de estas solu...
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| Otros Autores: | |
| Formato: | trabajo final de grado bachelorThesis acceptedVersion |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ingeniería
2024
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://rdi.uncoma.edu.ar/handle/uncomaid/18514 |
| Aporte de: |
| Sumario: | La inyección de soluciones de poliacrilamida es un procedimiento estándar ampliamente utilizado en la Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR). No obstante, la degradación mecánica, química y térmica afecta a esta molécula, ha abierto nuevas oportunidades para la síntesis o modificación de estas soluciones. La incorporación de nanopartículas permite modificar el comportamiento del polímero de referencia como fluido desplazante en pruebas de barrido en medios porosos, aumentando así la Recuperación de Petróleo.
Bajo esta premisa, se analizó el efecto en el comportamiento reológico de añadir partículas a una solución polimérica de Flopaam 3630S (1500 ppm) preparada en una salmuera sintética (6,5 g/L, 11,7 mS/cm) que simula las condiciones de salinidad y conductividad del yacimiento de petróleo convencional de Cerro Dragón, resultando en la síntesis de un fluido nanohíbrido: una solución polimérica con nanopartículas acondicionadas.
Se estudió el uso de arcillas, microsílice, nanoalúmina y nanosílice, determinándose que la nanosílice presentó buenos resultados para aplicaciones EOR. Mediante un ensayo de Dispersión de Luz Dinámica (DLS) en una unidad ZetaSizer Nano-ZS de Malvern, se determinó la distribución de tamaños de la nanosílice a una concentración de 3 g/L en salmuera acondicionada con el surfactante no iónico comercial Bio-Soft N25-12 al 1 % (etoxilato de alcohol lineal. Se obtuvo una distribución de tamaños monomodal de 9,081±1,162 nm.
El comportamiento reológico se investigó en modos rotacionales y oscilatorios con un reómetro de temperatura variable Anton Paar MCR 302 para analizar la respuesta a pruebas de flujo y el comportamiento viscoelástico del fluido. Los resultados encontrados para los diferentes escenarios ensayados, han evidenciado que el comportamiento reológico del polímero de referencia depende fuertemente de la velocidad de deformación aplicada, presentando un comportamiento newtoniano a deformaciones bajas (menos de 0,1 s-1), pseudoplástico para el rango intermedio (0,1 s-1 a 100 s-1) y dilatante para velocidades de deformación mayores de 140 s-1.
Además, se demostró que la incorporación de nanosílice en el fluido formulado modifica los valores de viscosidad, desplazando las deformaciones críticas pero manteniendo el comportamiento newtoniano, pseudoplástico y dilatante. Los ensayos oscilatorios muestran que el polímero de referencia presenta comportamiento viscoelástico en los niveles térmicos probados (25ºC, 40ºC y 70ºC).El nanohíbrido formulado acompaña dicho comportamiento y mejora las propiedades en todo el rango térmico. A 25ºC, aumenta el módulo elástico G’(ω) con respecto al polímero. Cuando la temperatura se incrementa a 70ºC, el fluido modificado aumenta tanto el módulo elástico G’(ω) como el módulo viscoso G”(ω), lo cual evidencia la conformación de una estructura diferente con respecto al polímero de referencia.
Finalmente, se analizó el Potencial Z con la unidad ZetaSizer Nano-ZS de Malvern, calculada con la ecuación de Henry con mediciones por electroforesis, aplicando un campo eléctrico a la suspensión de nanosílice y midiendo la velocidad de las nanopartículas frente al campo eléctrico. De este modo, se determinó que a pH mayoresa 9, las partículas tienden estabilizarse.
En base a los resultados, es evidente que se deben realizar nuevas pruebas, permitiendo que los diferentes fluidos sean envejecidos a altas temperaturas para analizar su rendimiento en sus cambios reológicos y viscoelásticos. Una vez realizadas dichas pruebas, estudiar y medir la recuperación de petróleo obtenida con el fluido formulado. |
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