Escudo de la República de Colombia

Ciencia & Tecnología

Con nanopartículas mejoran producción de petróleo

Desde 2012, la aplicación de micropartículas de sílice, por primera vez en el mundo, aumentó en un millón de barriles la producción en cuatro yacimientos de Colombia.

Medellín, 28 de junio de 2017Agencia de Noticias UN-

Aunque parecen burbujas, son las nanopartículas de sílice en el nanofluido diseñado para evitar la formación de asfaltenos. Imagen: cortesía Farid B. Cortés.

Estas partículas, similares a arena diminuta, han sido probadas en los yacimientos de los campos Cupiagua y Cupiagua Sur, ubicados en los límites con Venezuela.

Los asfaltenos son los compuestos más densos del petróleo.

La extracción de crudos pesados representa en Colombia el 55 % de su producción.

Profesor Farid B. Cortés, del Departamento de Procesos y Energía de la Facultad de Minas de la U.N. Sede Medellín.

Los químicos para producir las estimulaciones en los yacimientos son surfactantes aplicados con frecuencia para lavar platos y ropa.

Habitualmente se piensa que el petróleo se encuentra debajo de la superficie terrestre en depósitos cavernosos donde reposa; sin embargo, está almacenado en rocas que poseen poros de tamaño microscópico, conocidas como “rocas de yacimiento”. Para que la producción se dé, el crudo debe fluir, primero, a través de estos poros, y luego por el pozo, ayudado por diferencias de presión entre el yacimiento y la superficie.

Adheridas a dichas rocas suelen estar los asfaltenos –compuestos más densos del petróleo–, los cuales dificultan la producción, el transporte y la refinación de crudos pesados y extrapesados, que no fluyen con facilidad.

El profesor Farid B. Cortés, del Departamento de Procesos y Energía de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Medellín, afirma que “las acumulaciones de asfaltenos sobre superficies de roca y tuberías obligan a realizar estimulaciones con químicos, cuya eficacia dura apenas cuatro meses; es como si cada cuatro meses usted tuviera que practicarse una cirugía a consecuencia de los problemas de colesterol”.

Según el Ph. D. en Ingeniería, el método más usado es contaminante porque los químicos para producir las estimulaciones en los yacimientos son surfactantes aplicados con frecuencia para lavar platos y ropa, además de diluyentes derivados del petróleo, los cuales afectan algunas aguas. Su aplicación requiere diseñar un proceso que demanda energía, por lo que entre más frecuentes sean las aplicaciones, más se incrementa la huella de carbono (emisión de gases efecto invernadero).

En la búsqueda de procesos más eficientes para la extracción de crudo, en el Laboratorio de Fenómenos de Superficie investigadores de la U.N. Sede Medellín –con la coordinación del profesor Cortés– diseñaron los primeros nanofluidos que se inyectan en el mundo para inhibir el daño de la formación de asfaltenos.

Se trata de nanopartículas de sílice cuyo uso no solo está optimizando la extracción de petróleo en el país, sino que además tienen una eficacia de hasta 18 meses. Por el momento estas partículas, similares a arena diminuta, han sido probadas en los yacimientos de los campos Cupiagua y Cupiagua Sur, ubicados en los límites con Venezuela.

Capacidad de adsorción

El profesor Cortés explica que la posibilidad de usar nanomateriales radica en que aquellos con alta capacidad de adsorción (utilizados para eliminar individualmente los componentes de una mezcla gaseosa o líquida) tienen la capacidad de capturar rápidamente los asfaltenos del crudo, aún más que la roca, gracias al tamaño de su grano, área superficial y composición mineral, lo cual mejora su movilidad en el yacimiento.

De esta manera, y con el fin de determinar si la superficie de una roca porosa dañada por asfaltenos –humectable al petróleo– puede ser reparada con nanopartículas de sílice, fue necesario preparar las muestras de roca y dañarlas, pues estas son las condiciones en que se encuentran en el yacimiento.

Para ello se diseñó un proceso geoquímico en el que se usaron roca y salmuera de formación (agua con sales). Gracias a este se comprendió la interacción de los asfaltenos con los otros elementos, y así se pudo formular la inhibición de la precipitación y el depósito de estos.

La siguiente etapa consistió en probar la adsorción de las nanopartículas. En el proceso primero se analizaron en el Laboratorio las interacciones fluido-fluido y fluido-roca, y después se pasó a la simulación experimental en un yacimiento que emula las características que este tiene, como presiones y temperaturas.

“Como no podemos probar en yacimiento porque los costos son muy elevados, realizamos este experimento, para el que fue necesario un aseguramiento (garantía) de flujo (del petróleo)”, indica el profesor Cortés, quien agrega que también se aplicó una prueba de desplazamiento para evaluar la perdurabilidad y la movilidad del petróleo adentro, y así determinar la viabilidad de las nanopartículas.

La prueba de inyección del tratamiento se hizo en un pozo cuya presión del fluido está alrededor de los 5.000 psi (unidad de presión cuyo valor equivale a 1 libra por pulgada cuadrada), o a 357 atmósferas (unidad de medida equivalente a la presión que ejerce la atmósfera terrestre sobre el nivel del mar).

En cuanto al comportamiento de la cantidad de asfaltenos adsorbidos en las nanopartículas en función del tiempo, se observó que con el sílice este se alcanza para todas las concentraciones de dichas fracciones más densas de petróleo, 90 minutos después de que ambos compuestos entran en contacto, lo cual evidencia su eficacia.

El uso de nanopartículas de sílice representa una oportunidad de incrementar la extracción de crudos pesados, que en Colombia representan el 55 % de su producción, lo cual obliga a provechar al máximo los yacimientos.

Lea el artículo completo en UN Periódico

(Por: fin/KAGG/dmh/LOF
)
N.° 30

Otras noticias

Educación

julio 22 de 2017

La Escuela de Ingeniería en la historia de la Universidad Nacional

Una de las seis escuelas que conformaron la Universidad Nacional desde su...

El páramo de Guacheneque se encuentra en las jurisdicciones de Cundinamarca y Boyacá.

Medioambiente

julio 21 de 2017

Páramo Guacheneque debe preservarse de cultivos de papa y ganadería

La actividad agropecuaria y ganadera, liderada en gran parte por personas que...

La transformación de los pescados en otro tipo de productos contribuirá a su comercialización a un mejor precio.

Desarrollo Rural

julio 21 de 2017

Procesan pescado en La Guajira para contribuir a seguridad alimentaria

Hamburguesas, albóndigas y apanados serán algunos de los productos cárnicos que...

La mayoría de las viviendas está construida sobre palafitos.

Ciudad & Territorio

julio 21 de 2017

Tumaco, vulnerable ante un tsunami

Los materiales de construcción y la ubicación inadecuada de algunas viviendas...

Hasta hace poco era usual que los campesinos se vieran obligados a regalar sus productos o regresar a sus casas con lo que les dieran.

Desarrollo Rural

julio 21 de 2017

Cadena agroecológica surte de hortalizas a Bogotá

A partir de capacitaciones para producir lechugas, cebollas, cebollines y...

Clase de uno de los módulos del curso, con uno de los grupos de estudiantes del corregimiento de Puracé.

Educación

julio 21 de 2017

Preuniversitario gratuito para jóvenes de Puracé

Estudiantes de bajos recursos y de comunidades indígenas de este municipio del...

Sistema ideal para huertas pequeñas.

Desarrollo Rural

julio 19 de 2017

Técnica automática riega huertas pequeñas con aguas lluvias

Mediante este sistema para cultivo hidropónico (sin suelo o sin tierra) que...

El Centro de Pensamiento y Seguimiento al Diálogo de Paz, de la U.N., busca que los entornos y contextos de violencia se transformen.

Política & Sociedad

julio 19 de 2017

Jóvenes se reconcilian con la paz a través de la música y el arte

Con talleres de hip hop, break dance, rap y grafiti se pretende mejorar las...

Educación

julio 19 de 2017

Estudiantes visitantes investigan diversos temas en la U.N.

Cada semestre los estudiantes de universidades nacionales e internacionales que...

Ciudad & Territorio

julio 19 de 2017

Movilidad en Bogotá se entiende mejor con carreta

Mediante el juego Carreta Capital, los participantes comprenderán cómo se fue...