La salmuera de baja salinidad inyectada en el petróleo crudo forma gotitas a nanoescala que ayudan a separar el petróleo de la roca en los reservorios. según los ingenieros de la Universidad de Rice. El anillo negro alrededor de las gotas visto en una imagen de microscopio electrónico criogénico, es asfaltenos. Crédito:Wenhua Guo / Rice University
Ahora hay evidencia de que el agua y el aceite se mezclan. Algo así como.
Los científicos de la Escuela de Ingeniería Brown de la Universidad de Rice muestran que las gotas microscópicas de agua salada emulsionan el petróleo crudo cuando cada una tiene la composición correcta. Comprender cómo se combinan es importante para mejorar la recuperación de petróleo.
La ingeniera química y biológica de Rice, Sibani Lisa Biswal, y sus colegas hicieron todo lo posible para caracterizar los tres elementos más importantes para la recuperación de petróleo:roca, el agua y el crudo mismo.
Confirmaron que los pozos son más productivos cuando el agua con la concentración de sal adecuada se combina cuidadosamente con el petróleo y la roca. formación de carbonatos o areniscas. Si la salmuera de baja salinidad puede crear gotitas de emulsión en un crudo específico, la salmuera también parece alterar la mojabilidad de la roca. La mojabilidad determina la facilidad con la que la roca liberará petróleo.
El trabajo del equipo aparece en la revista Nature de acceso abierto. Informes científicos .
El coautor principal, Jin Song, dijo que los primeros indicios del efecto del agua de mar provienen de pozos en el Mar del Norte. "Las compañías petroleras descubrieron que cuando inyectaban agua de mar, que tiene una salinidad relativamente baja, la recuperación de petróleo fue sorprendentemente buena, " él dijo.
Incluso con ese entendimiento, dijo que la investigación ha sido limitada. "Por lo general, en la industria del petróleo y el gas, cuando miran agua de baja salinidad, tienden a centrarse en el efecto de la salmuera e ignoran el efecto del aceite, "dijo Song, quien obtuvo su Ph.D. en Rice este año y ahora es investigadora en Shell.
La salmuera de alta salinidad mezclada con petróleo crudo no parece emulsionar como lo hace la salmuera de baja salinidad. según los ingenieros de la Universidad de Rice que estudian el fenómeno. Sus resultados tienen implicaciones para una mejor recuperación de petróleo. Crédito:Wenhua Guo / Rice University
"Así que la gente no ha podido encontrar un buen indicador o ninguna correlación entre la efectividad del agua de baja salinidad y las condiciones experimentales, ", dijo." Nuestro trabajo es el primero en identificar algunas de las propiedades del aceite que indican cuán efectiva puede ser esta técnica en un campo específico.
El equipo probó cómo se dispersa la salmuera inyectada y cómo afecta la tensión interfacial de los aceites y las interacciones electrostáticas con la roca.
"Cómo caracterizar la mojabilidad con precisión es un desafío, "Dijo Biswal." A menudo, Suponemos que la roca del yacimiento subterránea se encuentra en un estado de humedad mixta, con regiones húmedas por petróleo y regiones húmedas por agua.
"Si puede modificar sus sitios húmedos por petróleo en sitios húmedos por agua, entonces hay menos fuerza impulsora para mantener el aceite en la superficie mineral, ", dijo." En la inyección de agua de baja salinidad, la salmuera puede desplazar el aceite atrapado. A medida que cambia de mojado con aceite a mojado con agua, el aceite se libera de la superficie mineral ".
Los investigadores probaron dos salmueras, uno de alta salinidad y otro con una cuarta parte de la salinidad del agua de mar, en núcleos de piedra caliza de Indiana contra seis petróleos crudos del Golfo de México, Sudeste de Asia y Oriente Medio y un séptimo aceite con asfaltenos añadidos. Descubrieron que la salmuera de alta salinidad inhibía claramente que las gotas de agua se emulsionaran en crudo, a diferencia de las muestras de baja salinidad.
Para comprender mejor la naturaleza termodinámica de la emulsión, El científico investigador del arroz Wenhua Guo tomó imágenes de microscopio electrónico criogénico de aproximadamente 100 mezclas de aceite y agua. Porque el aceite es opaco, las muestras debían colocarse en recipientes muy delgados, y luego se congelan con nitrógeno líquido para mantenerlos estables para la obtención de imágenes.
"Esta es la primera vez que alguien ve estas gotas de agua dentro del petróleo crudo, ", Dijo Biswal." Surgen espontáneamente dentro del petróleo crudo cuando se expone a una salmuera de baja salinidad ".
Las imágenes revelaron gotas que variaban en tamaño desde 70 hasta poco más de 700 nanómetros. Biswal dijo que los tensioactivos químicos, también conocidos como jabón, también son buenos para aflojar el aceite en un depósito, pero son prohibitivamente caras. "Puede cambiar la concentración de sal para modificar la composición de la salmuera y obtener el mismo efecto que al incluir el detergente, ", dijo." Así que es básicamente una técnica de bajo costo que intenta lograr el mismo objetivo que el detergente ".
