Evaluación de la formación de emulsiones en procesos de combustión in-situ bajo condiciones de exceso de oxigeno

Abstract

El objetivo del presente trabajo de investigación fue la evaluación de la formación de emulsiones en procesos de combustión in-situ bajo condiciones de exceso de oxígeno en la región de baja temperatura de oxidación LTO. La investigación se desarrolló en el Instituto Colombiano del Petróleo de Ecopetrol S.A, mediante dos montajes experimentales, uno en una planta de oxidación y el otro en el tubo de combustión, donde se reprodujo las condiciones operacionales donde suceden los escenarios de baja temperatura de oxidación LTO por delante del frente de combustión. Los fluidos obtenidos de los dos montajes experimentales fueron analizados en los laboratorios de Reología y Espectrografía de Masas de Alta Resolución, para identificar sus principales características y compararlas con los mismos análisis realizados en un petróleo crudo obtenido del proceso de combustión in-situ del campo Quifa en Colombia. Los resultados indican que la estructura molecular del petróleo crudo sufre una alteración molecular debido a la adición de oxígeno formando compuestos oxigenados (ácidos carboxílicos, aldehídos, cetonas, alcoholes y peróxidos) que por su naturaleza polar se convierten en surfactantes naturales, y que estos compuestos son formados en el escenario de traspaso de oxigeno por delante del frente de combustión en el proceso de combustión in-situ.

Abstract: The objective of this research was to evaluate the formation of emulsions of in-situ combustion processes under conditions of oxygen excess in the region of low temperature oxidation LTO. The research was conducted in the Colombian Petroleum Institute of Ecopetrol S.A, through two experiments, one in an oxidation plant and the other in the combustion tube, where operational conditions where they happen scenarios low temperature oxidation reproduced LTO ahead of the combustion front. The fluids obtained from the two experimental setups were analyzed in laboratories Rheology and Spectroscopy High Resolution Mass, to identify its main characteristics and compare them with the same analysis performed on a crude oil obtained from in-situ the Quifa field combustion process in Colombia. The results indicate that the molecular structure of crude oil undergoes molecular alteration due to the addition of oxygen to form oxygenated compounds (carboxylic acids, aldehydes, ketones, alcohols and peroxides) which by its polar nature become natural surfactants, and that these compounds they are formed on the stage of transfer of oxygen ahead of the combustion front in the in situ combustion process