Desarrollo de nanopartículas basadas en sílice para la inhibición de la precipitación/depositación de asfáltenos

Abstract

Los asfáltenos son la fracción más pesada del crudo, estructurados principalmente por núcleos aromáticos unidos a cadenas alifáticas que pueden contener heteroátomos. Debido a su alta polaridad, capacidad de agregación y su subsecuente precipitación/depositación pueden ocasionar diversos problemas como alteración de la humectabilidad, taponamiento del medio poroso y reducción de propiedades de la roca como porosidad y permeabilidad. Por ello, el objetivo de esta tesis es evaluar el efecto del tamaño de partícula y del área superficial de las nanopartículas de sílice para la inhibición del daño de formación ocasionado por asfáltenos. En adición, se sintetizaron nanopartículas con estructura núcleo-cáscara de magnetita-sílice con alta capacidad adsortiva de asfáltenos y que pueden ser recuperadas durante la etapa de producción debido a las propiedades magnéticas del núcleo. En efecto, las nanopartículas sintetizadas lograron reducir la agregación de asfáltenos y posterior precipitación/depositación a través de la adsorción de estos compuestos asfalténicos sobre las nanopartículas. En adición, las nanopartículas de sílice incrementaron la permeabilidad efectiva al aceite y ocasionaron un aumento en el factor de recobro de 11% a las condiciones de yacimiento.

Abstract: Asphaltenes are the heaviest fraction of crude oil, mainly structured by a poly-aromatic core linked to alkyl chains containing heteroatoms. Due to its high polarity, aggregation ability and subsequent precipitation / deposition can cause various problems such as altering the wettability, pore blocking and permeability/porosity reduction. Therefore, the objective of this thesis is to evaluate the effect of the particle size, surface area and surface acidity of silica nanoparticles on the inhibition of formation damage caused by asphaltenes. In addition, nanoparticles with core-shell structure of silica-magnetite are synthetized. These nanoparticles have a high adsorptive capacity and that can be recovered during the production step due to the magnetic properties of the core. Indeed, the synthesized nanoparticles successfully reduced asphaltenes aggregation and subsequent precipitation / deposition through the adsorption of these compounds on the nanoparticles. In addition, nanofluid treatment with silica nanoparticles increased the effective permeability to oil and produced an increase in the recovery factor of 11% at reservoir conditions