Desarrollo de un nanofluido para la estabilización de finos de la formación barco del campo Cupiagua

Abstract

Actualmente en el mundo se estudia el uso de nanopartículas debido a sus características de relación área/volumen, facilidad de síntesis, alteración de su superficie y tamaño que permiten ser implementados en el yacimiento para procesos EOR/IOR y/o en procesos de estimulación para la remediación/inhibición de los daños de producción sin ningún tipo de problema por bloqueo o taponamiento. Particularmente, este trabajo está orientado a la retención de la migración de finos en medios porosos a partir de nanofluidos debido a la posibilidad de alterar las fuerzas de repulsión que promueven el movimiento de finos. Este comportamiento se debe al aumento de la magnitud de las fuerzas de atracción comparada con la magnitud de las fuerzas de repulsión por el uso de nanopartículas. En este sentido, se plantea un trabajo experimental, por medio del cual se evalúa la capacidad de inhibición que tienen determinadas nanopartículas en el desplazamiento de finos. En esta tesis se realizará la síntesis de nanopartículas de sílice (SiO2), nanopartículas magnéticas de hierro (Fe3O4), y nanopartículas magnéticas de sílice/hierro tipo cascara – núcleo. Los lechos adsorbentes usados para la evaluación de los tratamientos fueron preparados con arena Ottawa y esferas de vidrio. Cada uno de los tres tipos de lechos, fueron remojados con nanopartículas de sílice, hierro y sílice/hierro. La suspensión de finos se preparó con base en una composición química promedio del campo Cupiagua. Los lechos impregnados con nanopartículas de hierro presentaron mayor capacidad de estabilización de finos debido a su carácter magnético, seguido por los lechos impregnados con sílice y de los lechos impregnados con nanopartículas tipo Core Shell, el comportamiento de estas últimas relacionado con la poca adherencia de las nanopartículas a la superficie de la arena y las esferas de vidrio, disminuyendo la cantidad de estas en cada lecho y por tanto su efecto. A condiciones de presión y temperatura de yacimiento se evalúo la tasa crítica antes y después del tratamiento base nanotecnología con resultados que mostraron un aumento del 400% en la velocidad crítica respecto al medio poroso sin tratar, lo cual demuestra la eficacia de este tipo de tratamientos para inhibir el desprendimiento, la aglomeración y la depositación de los finos.

Abstract: Currently in the world nanoparticles are studied due to its characteristics of area / volume, ¨the ease of synthesis, altering its surface and size that allow to be deployed in the field for EOR / IOR and / or stimulation processes remediation / inhibition of production damages without any problem by blocking or plugging. Particularly, this work is aimed at the retention of fines migration in porous media from nanofluids due to the possibility of altering the repulsive forces that promote the movement of fines. This behavior is due to the increase in the magnitude of the attractive forces compared to the magnitude of the repulsive forces by using nanoparticles. Experimental works is proposed, whereby the ability to inhibit certain nanoparticles having fine displacement is evaluated. In this thesis the synthesis of nanoparticles of silica (SiO2), magnetic nanoparticles of iron (Fe3O4) and magnetic nanoparticles of silica / iron shell type is performed. The adsorbent beds used for evaluating treatments were prepared with Ottawa sand and glass spheres. Each of the three types of beads was soaked with silica nanoparticles, silica and iron / iron. The fine suspension was prepared based on an average chemical composition Cupiagua field. The beads impregnated with iron nanoparticles showed higher capacity of stabilizing fine due to its magnetic character, followed by the beads impregnated with silica and of tables impregnated with nanoparticles type Core Shell, the behavior of the latter related to the poor adherence of the nanoparticles to the surface of the sand and the glass spheres, by decreasing the amount of these in each bed and therefore its effect. A conditions of pressure and temperature reservoir critical rate was assessed before and after treatment with nanotechnology basis results they showed an increase of 400% in the critical velocity relative to untreated.