Ahora hay evidencia de que el aceite y el agua se mezclan. Más o menos.
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 del 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, agua y el crudo mismo.
Confirmaron que los pozos son más productivos cuando el agua con la concentración de sal adecuada se adapta cuidadosamente al petróleo y a la formación de roca, carbonato o arenisca. Si la salmuera de baja salinidad puede crear gotas de emulsión en un crudo específico, la salmuera parecetambién altera la humectabilidad de la roca. La humectabilidad determina con qué facilidad 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 provenían 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 era sorprendentemente buena", dijo.
Incluso con esa comprensión, dijo que la investigación ha sido limitada. "Por lo general, en la industria del petróleo y el gas, cuando buscan agua de baja salinidad, tienden a centrarse en el efecto de la salmuera e ignoran el efecto de lapetróleo ", dijo Song, quien obtuvo su doctorado en Rice este año y ahora es investigador en Shell.
"Entonces, 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 queindicar qué tan 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 las rocas.
"Cómo caracterizar la humectabilidad con precisión es un desafío", dijo Biswal. "A menudo, suponemos que las rocas de reservorios subterráneos están bajo un estado mixto húmedo, con regiones que están húmedas por el petróleo y regiones que están húmedas por el agua".
"Si puede alterar sus sitios húmedos de aceite a sitios húmedos de agua, entonces hay menos fuerza motriz para mantener el aceite en la superficie mineral", dijo. "En la inyección de agua de baja salinidad, la salmuera puedepara desplazar el aceite atrapado. A medida que cambia de húmedo a húmedo, el aceite se libera de la superficie mineral ".
Los investigadores probaron dos salmueras, una de alta salinidad y otra con una cuarta parte de la salinidad del agua de mar, en núcleos de piedra caliza de Indiana contra seis crudos del Golfo de México, Sudeste de Asia y Medio Oriente y un séptimo petróleo con asfaltenos agregadosDescubrieron 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 de Rice Wenhua Guo tomó imágenes de microscopio electrónico criogénico de aproximadamente 100 mezclas de aceite y agua. Debido a que el aceite es opaco, las muestras tuvieron que colocarse en recipientes muy delgados y luego congelarsecon 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 varían en tamaño de 70 a 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 caros ". Puede cambiar la concentración de sal amodifique la composición de la salmuera y obtenga el mismo efecto que al incluir el detergente ", dijo." Así que es básicamente una técnica de bajo costo que trata de lograr el mismo objetivo que el detergente ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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