Recuperación asistida de petróleo

Por Felipe Sánchez Banda

Saltillo, Coahuila. 5 de septiembre de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- Alrededor de 50 por ciento del petróleo que se encuentra en los pozos no es explotado. Esto, debido a que gran cantidad del crudo se encuentra incrustado. Por lo tanto, resulta complicado y costoso extraerlo por métodos convencionales y provoca que se considere el pozo petrolífero agotado.

En la actualidad, la producción de petróleo crudo en México ha disminuido. De acuerdo con datos del Sistema de Información Energética, en 2014 la producción de petróleo crudo fue de dos millones 428 mil 800 barriles diarios. En 2016, la producción cayó a dos millones 153 mil 500 barriles diarios, y continúa en descenso.

En este entorno y con el objetivo de aprovechar el crudo de diversos yacimientos olvidados, científicos del Departamento de Procesos de Polimerización del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) buscan alternativas y trabajan la recuperación asistida de petróleo.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Claude St. Thomas, investigador Catedrático Conacyt adscrito al Departamento de Procesos de Polimerización del CIQA, explica qué es la recuperación asistida de petróleo, la importancia del tema y la investigación desarrollada por la institución respecto a esta problemática energética con gran relevancia en México.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué es la recuperación asistida de petróleo?

Claude St. Thomas (CST): La recuperación asistida de petróleo se considera como la tercera etapa del proceso de extracción de petróleo, la primera es cuando se bombea agua, la segunda se bombea hidrógeno y gases como CO₂ (dióxido de carbono) para intentar empujar el petróleo que está incrustado en las rocas, pozos y yacimientos. Después de esto, se aplica la tercera etapa que es la recuperación asistida que consiste en diferentes aplicaciones, puede ser aplicar polímeros, combustión in situ o aplicando catalizador o surfactante, pero nosotros estamos trabajando en polímeros para recuperación de petróleo en la tercera etapa.

AIC: ¿En qué consiste su proyecto relacionado con recuperación asistida de petróleo?

CST: El proyecto consiste en la síntesis de materiales poliméricos hidrosolubles asociativos, es decir, que deben ser solubles en agua porque los vamos a aplicar en este líquido, y capaces de asociarse para ser utilizados como floculantes, lo que será más fácil para el proceso de extracción.

Dicho polímero debe ser soluble en agua, pero como posee un pequeño fragmento hidrófobo (insoluble en agua), eso facilita que se ligue al petróleo y cuando se aplica esta solución polimérica al pozo, esa parte hidrófoba permite que se arrastre una mayor cantidad de petróleo.

En general, existen tres grandes tipos de polímeros hidrosolubles asociativos, tales como los que son sensibles a la temperatura, otros que son sensibles al pH (potencial hidrógeno) y finalmente los que son hidrófobamente modificados. En nuestro grupo de trabajo, estamos preparando y estudiando las tres clases de polímeros asociativos y se llevaron a cabo diferentes tipos de caracterización para determinar la estabilidad del polímero sintetizado, así como la viscosidad, que son parámetros muy importantes en el proceso de extracción.

AIC: ¿Cuál es la importancia de este proyecto?

CST: La producción de petróleo va disminuyendo y representa un problema a nivel mundial porque numerosos pozos fueron declarados agotados en las dos primeras etapas de la extracción de petróleo y son muy pocos los nuevos yacimientos. Para contrarrestar esa diminución en la producción del petróleo, es de gran relevancia realizar estudios e investigaciones avanzadas, se puede lograr recuperar esa cantidad de crudo para compensar la necesidad que hay hoy en día.

Eso constituye la idea fundamental del proyecto de investigación: sintetizar polímeros asociativos para recuperar crudo incrustado en los pozos, con el fin de mejorar la producción de petróleo para el consumo diario. Este proceso es una vertiente importante en la extracción de petróleo (tercera etapa) y es posterior al llamado agotamiento de pozos, a pesar de que más de 50 por ciento de crudo de petróleo está incrustado en dichos yacimientos lo que resalta esta etapa.

AIC: ¿Por qué se llega a esta etapa de extracción del petróleo?

CST: Como se mencionó anteriormente, existen tres etapas principales en el proceso de recuperación asistida de petróleo y las dos primeras son ampliamente aplicadas y conocidas. Cuando la relación costo-producción no es favorable, es que el yacimiento ya está agotado. No obstante, estudios revelan que gran cantidad de crudo está incrustado en el yacimiento sobre todo en el caso del crudo pesado y que es difícil de extraer mediante las primeras dos etapas. En ese momento, lo más conveniente es la aplicación de la tercera etapa, con el propósito de mejorar la relación costo-producción.

AIC: ¿Qué resultados han obtenido hasta el momento?

CST: En cuanto a resultados lo podemos resumir en varios puntos: 1) En cuanto a formación de recursos humanos, nuestro grupo ha graduado seis estudiantes de licenciatura (tres de un servidor y otros tres del líder de grupo doctor Enrique Jiménez Regalado) durante casi los tres años que llevamos en ese proyecto de cátedra. Estamos asesorando a un estudiante de doctorado que está trabajando en el mismo tema.

2) Tenemos un proyecto de ciencia básica vigente y una propuesta de la convocatoria 2017-2018 que está en proceso de evaluación. Además nuestro grupo de investigación es uno de los del CIQA que está colaborando en el clúster de energía.

3) En cuanto a publicaciones científicas: tenemos tres artículos publicados, otros (dos) en preparación y se espera someterlos para su revisión en un futuro cercano. También tenemos una solicitud de patente que sometimos el año pasado que está en revisión con el IMPI (Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial), y este año esperamos mandar otra solicitud de patente de los trabajos que estamos realizando en laboratorio para sustentar el desarrollo científico que está llevando a cabo nuestro grupo de trabajo.

A partir de las experiencias adquiridas, logramos obtener un excelente control del proceso de preparación de dichos polímeros hidrosolubles asociativos mediante técnicas de polimerización controlada. Estos polímeros (de los tres tipos) tienen pesos moleculares predeterminados y con estructuras diseñadas y bien definidas.

Estos polímeros con arquitecturas definidas y de bajo pesos moleculares presentan alta viscosidad con respecto a otros polímeros reportados y se espera que sean ventajosos sobre todo en la separación de dicho material durante el proceso de refinación y la cantidad de polímeros requeridos para realizar la extracción de crudo. Por otra parte, estamos realizando otras caracterizaciones mecánicas y fisicoquímicas para obtener más información de los materiales y ver su adecuación con los perfiles y las condiciones de los yacimientos, porque cada pozo posee su especificación.

AIC: ¿Cuál es el futuro del proyecto?

CST: El reto más importante para nuestro grupo de investigación es la posibilidad de colaboración y vinculación. Esa puede ser con las empresas que trabajan o desarrollan materiales para la extracción de petróleo o grupos de investigación que poseen infraestructuras para determinar y corroborar las características de los polímeros, así como su aplicabilidad en la recuperación asistida de petróleo considerando los factores costo-producción.

Por otra parte, vamos a seguir con nuestro proceso de síntesis y evaluación de los polímeros hidrosolubles asociativos preparados, mientras tanto estaremos muy atentos de los avances, nuevos reportes y de las investigaciones publicadas en la literatura relacionadas con ese tema para poder mejorar o adaptar nuestro proceso al interés del mercado.

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