Mejoramiento de crudos pesados a fondo de pozo con nanopartículas metálicas de Fe/Ni a condiciones de inyección de vapor
Downhole heavy crude upgrading with Fe/Ni metal nanoparticles at steam injection conditions.
Resumen
La creciente demanda mundial de energía y la paulatina reducción de las reservas existentes de crudos livianos y medianos han obligado a buscar nuevas formas de explotación más eficientes y con menor impacto ambiental, especialmente para los crudos pesados y extrapesados (CP/XP) donde los factores de recuperación están por debajo del 10%. En este sentido, se propone un estudio que combine la mejora de las propiedades de CP/XP con catalizadores para disminuir de forma permanente su viscosidad con la inyección de vapor, y, con ello, facilitar su transporte a superficie. El estudio experimental se basa sintetizar unas nanopartículas metálicas de hierro/níquel (Fe/Ni) por reducción química y evaluarlas en reactores discontinuos para estudiar la interacción vapor/agua, crudo pesado y arena de un yacimiento ubicado en la Faja Petrolífera del Orinoco. Las reacciones se realizaron por duplicado a 280 °C y 900 psi con una relación CP/arena/agua de 3:9:1 y un tiempo de reacción de 24 horas. Se obtuvieron unas nanopartículas de Fe/Ni de 14 nm para una concentración de 1000 ppm. La estimación del mejoramiento a fondo de pozo indica una reducción de la viscosidad del 93 % a 50 °C y un aumento de la densidad de 8 a 13°API. El contenido de hidrocarburos saturados aumentó 89 % mientras que las resinas y asfaltenos disminuyeron 25 % y 21 % respectivamente. Los resultados confirman que en condiciones de baja severidad se producen reacciones de ruptura en las moléculas del crudo pesado, que generan fracciones más ligeras
The growing global demand for energy and the gradual reduction of existing reserves of light and medium crude oils have forced the search for new forms of exploitation more efficient and with less environmental impact, especially for heavy and extra-heavy crude oils (CP/XP) where recovery factors are below 10%. In this sense, a study is proposed that combines the improvement of the properties of CP/XP with catalysts to permanently reduce its viscosity with steam injection, and thus facilitate its transport to the surface. The experimental study is based on synthesizing iron/nickel (Fe/Ni) metal nanoparticles by chemical reduction and evaluating them in discontinuous reactors to study the vapor/water, heavy crude and sand interaction of a deposit located in the Orinoco Petroleum Belt. Reactions were duplicated at 280 °C and 900 psi with a 3:9:1 CP/sand/water ratio and a 24-hour reaction time. Fe/Ni nanoparticles of 14 nm were obtained for a concentration of 1000 ppm. The downhole improvement estimation indicates a viscosity reduction of 93 % to 60 °C and an increase in density from 8 to 13 °API. Saturated hydrocarbon content increased 89% while resins and asphaltenes decreased 25% and 21% respectively. The results confirm that in conditions of low severity there are rupture reactions in the molecules of heavy crude, which generate lighter fractions.
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