La inyección de agua de inyección aditivada con surfactante tiene como objetivo aumentar la recuperación de petróleo que permanece aún en el yacimiento. La mejora al agua de inyección se consigue con la adición de Surfactantes Anfifilicos, que significa que el surfactante tiene la doble afinidad, tanto al agua como al aceite. Al escogerse un surfactante de este tipo, se obtiene un descenso en las tensiones superficiales de las fases agua y aceite y también de la tensión interfacial aceite-agua y con esto se pretende conseguir una reducción del aceite residual que conlleva a un aumento de reservas recuperables por el “lavado” de la formación productora.
En Technology B&P estudiamos el uso de tensioactivos en procesos EOR aplicados a altas temperaturas, a través del tensiómetro de gota giratoria que nos permite realizar mediciones para asegurar la estabilidad a largo plazo de una formulación desarrollada para ser inyectada durante varios años.
Según un estudio realizado en 2022 por Norhidayah Ahmad Wazir, Shazleen Saadon y Anita Ramli, la aplicabilidad de los surfactantes para la recuperación mejorada de petróleo (EOR) se caracteriza convencionalmente por su eficiencia en la reducción de la tensión interfacial aceite/agua (IFT). Un surfactante en petróleo crudo adecuado podría no serlo por otro en cuanto a la baja del IFT. Por lo tanto, las formulaciones deben revisarse para casos particulares, especialmente con cambios en la gravedad API del crudo.
En Technology B&P, diseñamos Surfactantes para EOR y evaluamos su comportamiento con diferentes muestras de petróleo crudo, desde crudo liviano hasta crudo extrapesado. Para poder definir las dosis de producto en la aplicación es importante tener claro el concepto de la Concentración Crítica Micelar (CMC) de los surfactantes para la industria petrolera, el cual hace referencia a la dosis mínima de surfactante a partir de la cual se forman micelas espontáneamente en una solución W/O; sin embargo, la forma de evaluar la dosis correcta de aditivo es midiendo la tensión interfacial de los fluidos a diferentes concentraciones. Durante la evaluación, se encontraron que en los surfactantes iónicos y anfóteros las mediciones de IFT eran mucho más bajas que los tensioactivos de tipo catiónicos y no iónicos. Sus ventajas se centran en una mejor estabilidad de temperatura con agua de inyección de baja y alta salinidad.
Ambos mostraron valores bajos de IFT alrededor de 10-1 mN/m para crudo liviano. Esos valores de IFT siguieron siendo los más bajos en comparación con otros surfactantes con muestras de petróleo crudo más pesado.
Ahora bien, los surfactantes se definen como compuestos anfifílicos orgánicos utilizados para reducir la tensión interfacial entre dos fluidos inmiscibles y se utilizan con frecuencia como surfactantes detergentes, agentes humectantes, emulsionantes, agentes espumantes y dispersantes. Cualquier surfactante contiene dos partes: el hidrofílico (soluble en agua) y el hidrofóbico (insoluble en agua). El extremo hidrofílico actúa como cabeza, mientras que el otro extremo lipofílico actúa como cola. La naturaleza de los surfactantes anfifílico permite que los tensioactivos se adsorban en las interfases entre el aceite y el agua, por lo tanto, se reduce la tensión interfacial entre las fases de aceite y agua.
Los surfactantes se clasifican por el tipo de cabeza en aniónicos (cabeza de carga negativa), no iónicos (cabeza neutra), catiónico (cabeza de carga positiva) y anfóteros (carga negativa/positiva). Además de los surfactantes, los alcoholes alifáticos de cadena corta se emplean como codisolventes. Aunque la mayoría de estos codisolventes aumentan la IFT al disminuir las relaciones de solubilización, reducen favorablemente la viscosidad de la microemulsión y el tiempo requerido para que las microemulsiones alcancen un estado de equilibrio.
Los surfactantes separan las gotas de aceite al reducir las tensiones interfaciales (IFT) entre la fase de aceite y agua a valores ultrabajos, lo que da como resultado un número de capilares lo suficientemente grande como para superar las fuerzas capilares y movilizar el aceite.
Una química EOR eficiente requiere la presencia de cantidades adecuadas de moléculas de surfactante en la interfaz de agua y petróleo. En la práctica, los surfactantes se inyectan por encima de la concentración crítica de micelas (CMC), para que ese “exceso” de surfactante mejore la movilidad de los fluidos dentro del yacimiento.
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