Recuperacion Mejorada Quimicos

MÉTODOS QUÍMICOS DE
RECUPERACIÓN MEJORADA
Dr. Enrique Serrano Saldaña
UNAM, FI
Semestre 2012-2

07/05/2012

CONTENIDO
 Fundamentos físicos

 Fisicoquímica de superficies
 Transporte de agentes químicos en medios porosos
 Tecnologías de recuperación mejorada por productos

químicos
 Surfactantes
 Polímeros
 Soluciones alcalinas
 Álcali-Polímero-Surfactante
 Espumas
Agua de baja salinidad

 Criterios de diseño
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FUNDAMENTOS FISICOS
 Fuerzas que controlan desplazamiento de

fluidos en medios permeables

 Números adimensionales

 Retención
 Precipitación
 Adsorción
 Entrampamiento

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Fuerzas que controlan el movimiento de
fluidos
 Gradiente de

Fuerzas capilares >> fuerzas viscosas =
Entrampamientopresión
 Fuerzas de
flotación
 Presión capilar
(fuerzas de
entrampamiento)

Condición de movilización para una fase atrapada por fuerzas capilares

 cos  n cos  R
L  w  gD  P  2 

c
R
n
 07/05/2012 Rb






Números adimensionales
N c 


k    '

N B 

NT 

 Fuerzas viscosas /

fuerzas capilares

  '

k g   '    

Fuerzas gravitacionales /

fuerzas capilares

  '


k    '  g   '    D 

  '



Fuerzas viscosas +
gravitacionales / fuerzas
capilares

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Curva de Desaturación Capilar
Norm. Residual DNAPL Saturation

1
UTCHEM Model
Dwarakanath, 1997

0.8

Pennell et al., 1996

0.6

0.4

0.2

0
1.E-07

1.E-06

1.E-05

1.E-04

1.E-031.E-02

1.E-01

Número capilar
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1.E+00

Retención
Precipitación
Adsorción
Entrampamiento
La adsorción de surfactante
es función de: tipo de surfactante
Peso equivalente, Cs, minerales,
Arcillas, pH, velocidad de flujo…

Modern Chemical EOR, 2011
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FISICOQUIMICA DE SUPERFICIES
 Fluido-Fluidos
 Sitios ionizables
 Química de la interfaz aceite-salmuera Grupos funcionales en el aceite
 Carga superficial en función del pH.
 Número ácido

 Roca-salmuera-aceite
 Mojabilidad
 Presión capilar
 Permeabilidad relativa

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Química de la interfaz aceite salmuera








La interface aceite/salmuera es
positiva a pH bajo y negativa a
pH altos.
Teoría de grupos ionizables:
Para una superficie con sitiosionizables la densidad de carga
superficial depende de la
concentración de algunos iones
en solución.
[H+]s modifica la carga
superficial.
Las curvas IFT vs pH son
similares a las de una titulación
ácido/base.
TIF o-brine < TIF oil
Gotas de aceite emulsificadas
con salmuera tiene especies con
carga + y -.
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

En superficies con grupos ionizables,
la carga superficialvaria con la
fuerza iónica de la solución y con el
pH



El ángulo de contacto disminuye
conforme crece la superficie y
conforme se vuelve más hidrofílica
por afinidad de cargas superficiales

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Grupos funcionales polares en
el aceite:
 O : ácidos

carboxílicos,
fenoles, grupos
ceto
 N: heterociclo:
piridina, anillos
de tipo pirrol
 S: Heterociclos
de tiofeno,sulfonas de tipo
alquílicas o
arílicas

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Carga superficial en función del pH

 Casos hipotéticos de dos superficies con idénticas curvas de potencial
zeta con números iguales de sitios ácido y básicos, un pKa de (a) 6 y (b) 8.
 Si pKa (ácido) pKa(base) la ionización ocurre en un
intervalo menor de pH.
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IFT en función del pH de la salmuera
 La caída de laTIF puede
ocurrir a pH
bajos (8). A
valores
intermedios de
pH algunos
aceite muestran
estados de
transición de
ultra baja
tensión .
 Los cambios en
la TIF son
relacionados a
la disociación.
J.S. Buckley et. al. Chemistry of the crude oil/breine interface
Proceeding of the 3rd International Symposium on Evaluation of Reservoir Wettability
and its effects on Oil Recovery...