Polímeros utilizados en la industria de petróleo (página 2)

Enviado por Erick Guillermo Chacon Gonzalez

Partes: 1, 2

El producto final
es una representación del subsuelo, ya sea en dos
dimensiones (2D) o en tres dimensiones (3D). La ventaja de la
sísmica en 3D radica en la enorme cantidad de información que proporciona con respecto a
la 2D, con lo que se reduce sensiblemente la incertidumbre acerca
de la posición y geometría
de las capas subterráneas. Como se explicará
más adelante, su desventaja radica en los altos costos.

Por otra parte, la aeromagnetometría y la
gravimetría son dos herramientas
que se utilizan en las primeras fases de la exploración y
permiten determinar el espesor de la capa
sedimentaria.

Los estudios gravimétricos, a través de un
instrumento especial llamado gravímetro que puede
registrar las variaciones de la aceleración de la gravedad
en distintos puntos de la corteza terrestre, determinan la
aceleración de la gravedad (g) en puntos del terreno
explorando lugares distantes

1.000 ó 5.000 metros entre sí.

Los valores
obtenidos se ubican en un mapa y se unen los puntos donde g es
igual obteniéndose líneas isogravimétricas
que revelan la posible estructura
profunda.

El valor g
varía de acuerdo al achatamiento terrestre, fuerza
centrífuga, altitud y densidad de la
corteza terrestre. Por eso el gravímetro señala la
presencia de masas densas de la cortez constituidas por
anticlinales que han sido levantados por plegamientos y se hallan
más próximos a la superficie de la
tierra.

Por otra parte la Magnetometría se funda en que
el campo
magnético terrestre varía con la latitud, pero
también varía en forma irregular debido a la
diferente permeabilidad magnética de las distintas
rocas de la
corteza terrestre.

El magnetómetro es un instrumento de gran valor
en la búsqueda de estructuras
rocosas para obtener una apreciación de la estructura y la
conformación de la corteza terrestre.

Un medidor de gravimetría y un
magnetómetro de alta sensitividad instalados a bordo de un
avión de ala fija son excelentes herramientas para ubicar
depósitos sedimentarios, inferir la ubicación de la
sección sedimentaria más espesa, y delinear las
límites
de la cuenca. El levantamiento aeromagnético, conducido en
conjunto con el estudio aerogravimétrico, provee un
método muy
confiable y preciso para determinar la profundidad al
depósito sedimentario (típicamente 5% o menos de la
profundidad debajo del nivel de vuelo).

Un objetivo
principal de levantamientos aerogravimétricos
/magnetométricos es ganar una mejor comprensión de
la geología
regional a fin de limitar económicamente los estudios
sísmicos tan costosos a las áreas más
probables de una concesión petrolera.

Asimismo los geólogos inspeccionan personalmente
el área seleccionada y toman muestras de las rocas de la
superficie para su análisis. En este trabajo de
campo también utilizan aparatos gravimétricos de
superficie que permiten medir la densidad de las rocas que hay en
el subsuelo.

De igual modo, la aerogravimetría combinada con
la magnetometría, nunca podrán reemplazar la
información sísmica, pero sí constituir una
ayuda efectiva para racionalizar la programación de los trabajos de
prospección sísmica.

La geoquímica de superficie que consiste en la
detección de hidrocarburos
acumulados en el subsuelo a través de la medición de los gases
concentrados en muestras de suelo. Su
fundamento radica en el principio de que le gas acumulado en
el subsuelo migra vertical y lateralmente hacia la superficie a
través de las distintas capas de roca y también a
través de fracturas.

Empleo de la
tecnología satelital

En la actualidad, en algunas zonas o áreas de
yacimientos, se recurre a la implementación y
utilización de imágenes
satelitales. Dicha tecnología permite
interpretar en detalle y rápidamente la estructura
geológica del terreno, planificar el uso del suelo, y
realizar una completa identificación de la hidrografía, de los caminos, diques y
poblaciones, entre otras cosas.

El sistema,
básicamente, permite la obtención de cartografía de alta precisión en
diferentes escalas y combinaciones de bandas, a partir de
composiciones de mapas.

La aplicación de tal tecnología permite
evitar daños inútiles sobre el terreno,
efectivizando al máximo el trazado de caminos y picadas de
prospección sísmica.

Métodos de exploración en profundidad
(geoquímicos).

La geoquímica tiene, actualmente, una
aplicación muy importante, tanto en exploración
como en producción, pues permite entender y conocer
el origen, probables rutas de migración
y entrampamiento de los hidrocarburos almacenados en el
subsuelo.

Para aplicar estos métodos se
requiere la perforación de pozos profundos. Por este medio
se analizan las muestras del terreno a diferentes profundidades y
se estudian las características de los terrenos
atravesados por medio de instrumentos especiales.

Refinación del
petróleo

El
petróleo crudo no es una sustancia simple sino una
mezcla de varios componentes diferentes. Antes que el petróleo pueda utilizarse como combustible,
lubricante, pavimento o materia prima
química,
los componentes constituyentes deben ser separados, purificados,
químicamente modificados y remezclados de acuerdo a sus
propiedades y a la demanda. Todo
esto se hace en las refinerías de petróleo.

El primer paso en la refinación de
petróleo es la destilación del crudo.

La misma se basa en el siguiente principio: distintas
moléculas hierven a distintas temperaturas, pasando de
líquido a vapor y viceversa.

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Destilación del Petróleo: el crudo
calentado entra en la columna parcialmente vaporizado se eleva a
través de las bandejas y las campanas de burbujeo.. En el
círculo se ilustra una campana de burbujeo: su función es
hacer que los vapores ascendentes pasen por el líquido ya
formado en la bandeja de condensación.- Esto ayuda, a que
la separación de las diferentes fracciones sea más
completa.

La destilación consiste en hacer hervir un
líquido, como el petróleo crudo, para transformarlo
en vapor y después hacer que éstos vapores se
condensen en una superficie fría, a temperatura
distinta. Se puede destilar un solo líquido, por ejemplo,
agua, para
purificarlo, o una mezcla de líquidos como el
petróleo crudo para separar sus elementos
constitutivos.

En una refinería, el petróleo crudo se
destila en una alta torre de acero llamada
"columna de fraccionamiento", previo calentamiento del crudo en
un horno y su bombeo a la columna.

El crudo ingresa a muy alta temperatura y ya
parcialmente vaporizado, los vapores formados van ascendiendo a
través de ella y su temperatura va descendiendo
gradualmente hacia la parte superior. El interior siendo
gradualmente hacia la parte superior.

El interior de la columna está dividido por
bandejas horizontales con orificios, conocidas como "platos". De
abajo hacia arriba, cada bandeja está menos caliente que
la anterior y así se forma una escala de
temperaturas para la condensación de los diferentes
vapores.

Por encima de los orificios de las bandejas se montan
las campanas o válvulas
de burbujeo que permiten el ascenso del vapor y retienen el
líquido ya condensado sobre cada bandeja. Esto aumenta la
eficiencia de
la destilación.

La mayoría de las fracciones del petróleo
vaporizadas, ascienden por ella, pasando por los orificios de las
bandejas.

A medida que suben pierden calor y su
temperatura va descendiendo, y las distintas fracciones van
condensando convirtiéndose nuevamente en
líquido.

Los líquidos condensados salen de cada bandeja
por tubos. La destilación no se interrumpe, y es un
proceso
continuo de 24 hs.

Las fracciones que más se elevan en la columna se
denominan "ligeras" o "livianas" y las que se condensan en las
bandejas inferiores, "pesadas". La fracción más
ligera que sale por el tope de la columna, es el gas de
refinería y puede ser utilizada como combustible para ser
quemada en los hornos en la misma refinería.

Las siguientes fracciones ligeras son los gases licuados
de petróleo, propano y butano, que se utilizan para carga
de las garrafas y como materia prima
para la industria
química.

Luego siguen las naftas.

Las obtenidas de la destilación primaria, no
tienen las propiedades necesarias para usarse en motores de
combustión. Luego deben ser hidrotratadas y
reformadas en sucesivos procesos de
conversión, para obtener la calidad
necesaria.-

El kerosene es una fracción ligeramente
más pesada.

Esta misma fracción debidamente tratada y
purificada se convierte en "jet", combustible básico de
los aviones modernos.

Un poco más pesado aún es el gasoil,
utilizado como combustible para los motores diesel y en menor
grado para la calefacción central. Las fracciones
más pesadas se extraen de la base de la columna y son
llamadas "residuos".

Esta primera destilación en la columna de
fraccionamiento es solo el comienzo del proceso. Muchos de los
productos
separados se vuelven a destilar para purificarlos o para asegurar
una separación más completa.

Los residuos pesados se destilan de nuevo al vacio para
obtener la materia prima de los aceites lubricantes, el asfalto y
de otros productos de alimentación para
procesos subsiguientes.

La moderna tecnología de la refinación
excede la simple separación de los diversos productos
útiles que se encuentran en el petróleo crudo y el
refinador, a través de procesos de conversión que
cambian la estructura química de algunas fracciones, puede
modificar su rendimiento de modo que se adecue a la naturaleza de
la demanda.

Dentro de los procesos de conversión, se
encuentran los conocidos como cracking o "craqueo", que rompen y
reacomodan las moléculas grandes de las fracciones pesadas
haciéndolas más pequeñas, como las de las
naftas.

Esta acción
se produce aplicando calor en forma controlada, y se conoce como
craqueo térmico.

Cuando esto se hace en presencia de un catalizador (una
sustancia que ayuda a que se produzca un cambio
químico sin cambiar ella misma), se habla de – cracking
catalítico.

A diferencia del térmico, la ruptura y
reacomodamiento de moléculas es más selectivo y
eficiente.

El cracking produce naftas de muy alta calidad. Las
naftas de menor grado que se obtienen por destilación
también pueden mejorarse por el proceso de
reformación. Mediante este proceso, se modifica la
estructura molecular por calentamiento bajo presión
generalmente en presencia de un catalizador.

El cracking y la reforma hacen que la refinería
pueda responder a los cambios que se producen en la demanda.- Las
personas a cargo de la programación de la
producción se encargan de definir el ruteo de las
distintas corrientes obtenidas en la destilación a
través de los diversos procesos de conversión, para
adecuar la cantidad y calidad de los productos finales,
según la demanda.

En síntesis:
la misión de
la Refinería es convertir el crudo a través de los
distintos procesos de refinación, en los productos que
demanda el mercado en la
cantidad y calidad requerida.

Esquema de
refinación del crudo

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Extracción del
petróleo.

Perforación de pozos
petrolíferos

Una vez elegidas las áreas con mayores
probabilidades, se realizan las perforaciones, que a veces llegan
a considerables profundidades, por ejemplo más de 6000 m
en los Estados
Unidos.

Se comienza por construir altas torres metálicas
de sección cuadrada, con refuerzos transversales, de 30 m
a 40 m de altura, para facilitar el manejo de los pesados equipos
de perforación.

Dos son los sistemas comunes:
a percusión, que es el más antiguo y casi en desuso
y a rotación, que se utiliza en la mayoría de los
casos.

Método a percusión

Se utiliza un trépano pesado, unido a una barra
maestra que aumenta su peso, que se sostiene con un cable de
acero conectado a un balancín, el cual le imprime un
movimiento
alternativo de ascenso y descenso, al ser accionado por un
motor.

Periódicamente se retira el trépano para
extraer los materiales o
detritos, con una herramienta llamada cuchara.

Por su lentitud, actualmente ha caído en desuso,
empleándose únicamente para pozos poco
profundos.

Método a rotación

El trépano, que es hueco, se atornilla a una
serie de caños.

De acero que forman las barras de sondeo, que giran
impulsadas por la mesa rotativa, ubicada en la base de la torre,
y unida por una transmisión a cadena con los motores del
cuadro de maniobras.

La mesa rotativa tiene en su centro un agujero cuadrado,
por la cual se desliza una columna de perforación de la
misma sección, que desciende conforme avanza el
trépano.

De la parte superior de la torre se suspenden aparejos,
que permiten levantar y bajar los pesados equipos.

Se inicia la perforación con el movimiento de la
mesa rotativa, hasta que resulte necesario el agregado de nuevas
barras de sondeo, que se enroscan miden aproximadamente 9
m.

La operación se repite todas las veces
necesarias.

Los detritos son arrastrados hasta la superficie
mediante el bombeo de una suspensión densa, la
inyección formada por una suspensión acuosa de una
arcilla especial, llamada bentonita que los técnicos
analizan constantemente. Además este lodo cumple otras 2
funciones
importantes: Revoca las paredes de la perforación,
evitando o previniendo derrumbes; y refrigera al trépano,
que se calienta en su trabajo de intenso desgaste.

Cuando se ha perforado 100 a 150 m, se entuba el pozo
con una cañería metálica y cemento de
fraguado rápido (cementación), para evitar posibles
derrumbes ocasionados por las filtraciones de las napas de agua
que se atraviesan.

Por dentro de la cañería conductora se
prosigue la perforación con un trépano de menor
diámetro. En los pozos muy profundos, estas disminuciones
obligan a comenzar con diámetros de hasta 550
mm.

El análisis de la inyección permite saber
cuándo se está cerca del yacimiento, por la
presencia de gases desprendidos del mismo por pequeñas
grietas. Se acostumbra perforar también la capa
productora, que luego se entuba con un caño perforado,
para conocer su espesor y facilitar la surgencia del
petróleo.

Lo más frecuente es que se perfore verticalmente.
Esto se logra controlando el peso aplicado al trépano y su
velocidad de
rotación. Pero también puede perforarse
oblicuamente, en la llamada perforación dirigida,
desviando el trépano con cuñas cóncavas de
acero y barras de sondeo articuladas, para alcanzar yacimientos
apartados de la vertical (debajo de zonas pobladas, de mares; o
para controlar pozos en erupción, mediante
inyección lateral de barro o cemento). Actualmente, es
frecuente terminar un pozo con un cementado, que luego se perfora
con un perforador a bala.

Inyección de
polímeros

Es una modificación de la inyección de
agua y consiste en añadir al agua de inyección un
tapón de polímeros, de 200 a 1000 ppm, de un alto
peso molecular (2 hasta 5 MM) antes de que esta sea inyectada en
el yacimiento.

Este proceso mejora la razón de movilidad agua
– petróleo lo cual da como resultado un aumento en
la eficiencia de barrido, debido a que se forma un tapón
viscoso y este con la inyección de agua va a generar un
alto factor de recobro porque este arrastra con mayor facilidad
los fluidos presentes en el yacimiento.

Descripción del proceso

El proceso es simple y tanto la selección
del polímero como la concentración son los pasos
cruciales en el diseño.
Se requieren pruebas de
laboratorio
cuidadosas y aun, después de esto, los resultados se deben
relacionar con el campo. Los polímeros más
utilizados son los solubles en agua e insolubles en
petróleo o alcohol.

Actualmente, se usan tres tipos de polímeros: Los
poliacrilamidas, los polisacáridos y los polioxidos de
etileno. Los dos primeros son los más aplicados en pruebas
de campo, siendo los poliacrilamidas los más populares,
debido a que, además de aumentar la viscosidad,
alteran la permeabilidad de la roca yacimiento en las zonas
invadidas, lo cual también baja la movilidad efectiva del
agua inyectada.

La inyección de polímeros (generalmente
poliacrilamidas parcialmente hidrolizadas o HPAM) provee un mejor
desplazamiento mejorando la eficiencias de barrido areal y
vertical, incrementado el recobro debido al aumento de la
viscosidad del agua, lo que produce una disminución de la
movilidad de agua.

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Factibilidad de aplicación

Petróleo

Gravedad > 25 ° API
Viscosidad < 150 cp (preferiblemente <
100)
Composición No critica

Yacimiento

Saturación de petróleo < 10 % del
VP de petróleo móvil
Espesor neto No critico
Profundidad < 9000 pies
Razón de movilidad 2 – 40
Permeabilidad > 20 md
Factor de Heterogeneidad 0,5 – 0,85

Agua

Salinidad preferiblemente baja.

Litología

Areniscas preferiblemente.
Se deben evitar las calizas con alta
porosidad.

Factores Favorables

Condiciones apropiadas para La inyección de
agua.
Alta saturación del petróleo
móvil.
Alto capacidad de almacenamiento.

Factores Desfavorables

Fracturas extensivas.
Empuje fuerte de agua.
Capa de gas.
Alto contraste de permeabilidad.
Agua de formación altamente
salina.
Problema de inyectabilidad severo.
Alto contenido de arcilla y calcio.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE
POLÍMEROS

Ventajas de polímeros

Mejoran el barrido vertical
Son muy viscosas cuando son altamente
diluidas.
Mejora la razón de movilidad
agua-petróleo.
Son los más aplicables en pruebas de
campo.
Factor económico

Desventajas de polímeros

Son sensibles a la salinidad.
Taponamiento que se origina en la
formación.
Es muy susceptible al ataque bacterial.
Son muy costosas al momento de tener
problemas.
Efecto de esfuerzos y altas temperaturas
Agua de alta calidad

Criterios para la
selección de pozos destinados a inyección de
polímeros

La optimización del desarrollo de
un reservorio requiere de muchas evaluaciones que involucren
diferentes combinaciones de las variables de
decisión, tal como las propiedades del reservorio,
localización de pozos y parámetros de cronograma de
producción, que permitan lograr finalmente la mejor
estrategia
económica.

Antes de iniciar la recuperación asistida, el
operador debe recoger tanta información como le sea
posible acerca del pozo y del estatus y de las condiciones de
saturación del reservorio. Este estudio se realiza
mediante ensayos que
involucran técnicas
analíticas y geológicas acerca de la morfología
del terreno. Toda esta cadena de información fundamenta
las bases racionales para la predicción de reservas
recuperables de petróleo mediante las distintas
técnicas que puede involucrar una recuperación
asistida. Los procedimientos de
recuperación involucran la inyección de compuestos
químicos disueltos en agua, inyección de gases
miscibles en alternación con las aplicaciones de agua, la
inyección de las denominadas micellar solutions (que son
microemulsiones compuestas por surfactantes, alcoholes y
aceites crudos.), la inyección de vapor, y la
combustión in-situ.

Quizás el dato más crítico acerca
de la recuperación asistida es la saturación de los
reservorios de petróleo. El inversionista debe evaluar la
recuperación estimable de petróleo por
aplicación de la recuperación asistida en
función de los gastos que se
generaran a consecuencia de la implantación de esta
técnica, o de los estudios que se deben realizar, o de los
equipos nuevos que se deben adaptar a las instalaciones
existentes. La elección del proceso también se
halla relacionada con la cantidad de petróleo que se
estima en el lugar, la profundidad del reservorio, la viscosidad
del crudo.

Es responsabilidad del Ingeniero y Geólogo,
elaborar un programa de los
requerimientos de datos durante la
vida de un yacimiento; cómo y cuando estos datos deben ser
recolectados. El detalle de este programa debe ser modificado
continuamente a medida que se gane más conocimiento
sobre el reservorio.

Para la selección de un pozo destinado a la
inyección de aditivos químicos (polímeros)
se deben tomar en cuenta:

1. Límites del campo y geometría del reservorio.

2. Propiedades de la roca.

3. Localización de los contactos
gas/petróleo y agua/petróleo si estuvieran
presentes.

4. Características de los fluidos del
reservorio.

5. Condiciones de presión y temperatura inicial
del yacimiento.

6. Profundidad de la arena prospectiva.

7. Saturación de fluidos en el medio
poroso.

Una vez conocidos todos estos parámetros, se
procede a la elección del tipo de completación
más idónea para la inyección de
polímeros. En caso de existir un pozo productor
abandonado, para ahorrar gastos este puede ser usado con tal
fin.

Generalmente el tipo de completación utilizada es
una completación sencilla, debido a los bajos costos que
esta representa. Otro tipo de completación
implicaría gastos innecesarios. Cabe resaltar, la
tubería de inyección debe ser altamente resistiva a
la corrosión; debido a que se están
inyectando compuestos químicos que deterioran
rápidamente la misma.

A continuación se muestra el tipo
de completación más utilizado:

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Problemas asociados a
estos procesos de recuperación mejorada

Los métodos químicos de
recuperación mejorada involucran la inyección de un
fluido o de varios fluidos de alta complejidad química. Al
estar estos fluidos en contacto con el petróleo y el
sólido del yacimiento, los cuales han estado en
equilibrio
físico-químico durante millones de años con
la salmuera connata, pueden producirse varios fenómenos de
transferencia de masa: adsorción, intercambio
iónico, entre otros.

Al desplazarse estos fluidos en el yacimiento pueden
además producirse fenómenos de no-equilibrio. Todos
estos fenómenos complican considerablemente el problema de
obtención y el mantenimiento
de una formulación óptima a lo largo del proceso,
que ya no es muy simple aún en un tubo de ensayo cuando
se controlan todas las variables.El tapón de
polímeros es mucho más sencillo desde el punto de
vista físico-químico que el tapón de
surfactante.

Sin embargo los polímeros son también
susceptibles de precipitarse, formar nuevas fases al contacto del
tapón de surfactante, adsorberse en la roca, o ser
retenido por filtración en los poros
pequeños.

Además se debe considerar que una molécula
de polímero hidrosoluble que se desplaza con su fluido
solvente está sometida a esfuerzos de cizallamiento al
atravesar cada poro, y eso millones de veces consecutivamente.
Ese "mal" tratamiento puede producir la ruptura de la cadena
polimérica, resultando ésta en una
degradación del polímero y una disminución
de su efecto viscosificante.

Los polímeros pueden ser usados en la
producción de petróleo de tres
maneras.

En tratamientos en pozos cercanos para mejorar la
performance de los inyectores de agua o los bombeadores de
agua, mediante el bloqueo de zonas de alta
conductividad
Como agente que puede unir zonas de alta
conductividad en las profundidades del reservorio.
Como agente que reduce la movilidad del agua o el
radio de movilidad del agua/petróleo.

El primer modo no es realmente una inundación por
polímeros debido a que el verdadero agente del
petróleo no es el polímero. Realmente la
mayoría de las técnicas de recuperación
asistida por polímeros están orientadas en el
tercer modo.

La movilidad decrece en una inundación por
polímeros por la inyección de agua que contiene un
gran peso molecular (polímero soluble en agua). Las
interacciones con la salinidad son importantes, particularmente
para ciertas clases de polímeros. Virtualmente todas las
propiedades de las inundaciones químicas dependen de la
concentración de iones específicos más que
de la salinidad solamente. La fase acuosa que contiene solamente
cationes divalentes (dureza) y más critica a las
propiedades químicas que las mismas concentraciones de
T.D.S..

Porque del gran peso molecular (1 a 3 millones) solo una
pequeña cantidad alrededor de 500g/m3 de polímero
llevaran a cabo un sustancial aumento en la viscosidad del
agua.

Usos de las
soluciones polímeras para incrementar la
recuperación de petróleo o reducir la
producción de agua

1. Tratamiento con polímeros cerca al pozo ha
sido efectuado en pozos de producción e inyección.
Los tratamientos en pozos de producción son
diseñados para reducir el flujo de fluidos desde zonas que
producen cantidades excesivas de agua.

Los tratamientos en pozos de inyección son
diseñados para reducir el volumen de agua
que ingresa a zonas de alta permeabilidad.

2. Soluciones
polímeras que son usadas para taponar zonas de alta
permeabilidad a una distancia prudencial del pozo. Esta
técnica involucra la inyección de la
solución polímera con un catión
metálico inorgánico que efectuará una
unión (cross-link) entre las moléculas del
polímero inyectado y las moléculas que rodean la
superficie de la roca.

3. Las soluciones polímeras pueden ser inyectadas
con el propósito de reducir la movilidad de los fluidos
desplazantes, para así mejorar la eficiencia a la cual el
petróleo del reservorio es desplazado. Esta
aplicación es la que se describe a
continuación.

Los polímeros tales como las
poliacrilamídas o polisacáridos se pueden adicionar
al agua de inyección. Proyectos
típicos requieren de 2 a 3 lb., de polímero por
barril de petróleo producido.

Ya que muchas veces el agua de
formación afecta a los polímeros adversamente, la
solución polímera es frecuentemente precedida por
una solución de baja salinidad (preflush). La
solución polímera es usualmente inyectada como un
slug, seguido por una agua de baja salinidad, y con agua de alta
salinidad usada para desplazar el agua de baja salinidad. Este
procedimiento
se realiza para reducir la mezcla de la solución
polímera con agua de alta salinidad. Para disminuir el
contraste de movilidad entre la solución polímera y
el agua detrás de esta, la concentración
polímera puede ser gradualmente reducida al final del
slug.

El efecto primario del polímero es hacer densa al
agua de tal manera que sea más eficiente en desplazar el
petróleo. La inyección polímera
probablemente no reduce la saturación residual del
petróleo, pero reduce la cantidad de agua que debe ser
inyectada antes de alcanzar la saturación
residual.

El uso de polímero también puede
incrementar el porcentaje del patrón de inyección
que es barrido por el fluido inyectado. Algunos procesos usan un
slug surfactante (solución micellar) adelante de la
solución polímera. Los requerimientos
típicos de químicos para este proceso son de 15 a
25 lb, de surfactante por lb, de petróleo producido. Los
surfactantes reducen la tensión interfacial tal que la
saturación residual del petróleo se
reduce.

Factibilidad de manufactura de
polímeros para la recuperación mejorada de crudos
utilizando materias primas nacionales.

La industria petrolera venezolana hace un esfuerzo cada
vez mayor en investigar e implantar sistemas no convencionales,
para recuperar el petróleo remanente en los yacimientos.
Entre los distintos métodos de recuperación
mejorada de crudos se encuentra el de inyección de
polímero, el cual se fundamenta en el aprovechamiento de
la viscosidad de soluciones acuosas de polímeros para
controlar la movilidad de los fluidos, en la formación
geológica.

Polímeros de
mayor uso comercial

En este tipo de inyección, los polímeros
más utilizados se pueden agrupar en dos
familias:

Poliacrilamidas:

Las poliacrilamidas son polímeros solubles en
agua, con pesos moleculares que oscilan entre valores de 104
y 12×106. Su solución acuosa no es corrosiva para acero y
produce altas viscosidades a bajas concentraciones del producto,
es sensible a la presencia de sales minerales y no
soporta esfuerzos mecánicos. Además de su
aplicación en la industria petrolera, las policrilamidas
tiene multiples usos, tales como: floculante en el tratamiento de
agua negras, hidroseparación en la industria minera y
clarificación de jugo de caña. Igualmente es de
mucha utilidad en la
industria textil, industria del papel y otras como la
farmacéutica, alimenticia y la agricultura.

Manufactura: Básicamente la poliacrilamida
es un producto que tiene como materia prima inicial al gas natural, del
cual se obtiene el propileno y el amoníaco mediante
procesos usuales de industria petroquímica. Estos productos obtenidos
mediante una reaccion con oxigeno a una
temperatura entre 425 y 510 °C producen el acetonitrilo, el
cual dará origen a la archilamida, y esta a ves a la
poliacrilamida. Las poliacrilamidas se pueden obtener en forma
sólida, liquida, siendo la forma sólida la mas
recomendable para su fabricación, debido a sus ventajas de
facilidad de transporte,
menor riesgo de
contaminación del producto y mayor periodo
de almacenamiento.

La archilamida es el compuesto básico para la
producción de polímeros, y para la obtención
de ambos se requiere adicionalmente ácido
sulfúrico, urea e hidróxido de sodio, los cuales
son producidos en el país, y el persulfato de potasio y el
bisulfito de sodio que proceden del exterior. La tabla Nro 1
resume las materias primas necesarias para la producción
de acrilmidas y poliacrilamidas. En la tabla Nro 2 se muestran
las cantidades de cada uno de los componentes necesarios para el
proceso de polimerización.

Goma Xantano:

La goma xantano es un polisacárido que tiene como
características resaltantes la estabilidad frente a sales
minerales, y su resistencia a los
esfuerzos mecánicos. El peso molecular de esto
polímeros s normalmente entre 1 y 3 millones, sin embargo,
se pueden formar asociados moleculares que pueden alcanzar los 10
millones. Es un compuesto sumamente pseudoplastico y
moderadamente resistente a la temperatura. Tiene diversas
aplicaciones tanto en la industria petrolera en la
recuperación de crudos, y en fluidos de perforación
como en otras industrias, tales
como la alimenticia, farmacéutica y
cosmética.

Manufactura:La goma xantano es el producto del
metabolismo de
carbohidratos
por parte de un microorganismo
xanthomona, cuya variedad más efectiva en la
producción del polisacarido es la xanthomona
campestris.

En el país se encuentran microorganismos del tipo
antes citado, al igual que las fuentes de
carbohidratos necesarios como materia prima para su
transformación, tales como: glucosa,
azúcar
de caña o remolacha, melasa, vinasa, avena, harina de
cereales y arroz.

La velocidad de fermentación de la harina de arroz a
glucosa es alta, por lo que conviene utilizar este componente
como nutriente para los organismos, aunque bien pudiera servir
otro producto que económicamente estuviera en mejor
posición que el arroz o que simplemente fuera factible su
aprovechamiento.

Las etapas que comprende el proceso de
fabricación están indicadas en la figura Nro 3 y
los requerimientos de la principal materia prima se muestran en
la figura Nro 4. En la primera fase se mezclan la harina d arroz
con agua para producir la hidrólisis del almidon de arroz,
mediante la adición de las encimas a-amilasa y
almiloglucosidasa, ajustando el pH
gradualmente hasta un valor de 4,5. Posteriormente se procede a
la preparación del sustrato y la inoculación del
cultivo microorgánico para la obtención del caldo
fermentado. La etapa final corresponde a la precipitación,
separación y secado del producto. La tabla Nro 3 contiene
la información básica sobre los componente
necesarios para la producción de goma xantano.

Aplicaciones de los
polímeros en solución en la industria
petrolera

Los polímeros solubles en agua, tales como
carboximetilcelulosa, goma xantano, poliacrilamidas y
poliacrilamidas modificadas, son utilizados como aditivos en
muchas etapas del proceso de perforación,
producción, transporte y procesamiento de crudo. En
particular, se usan en la recuperación mejorada de crudos
en mezclas para
el arrastre de crudo y como geles para control del
perfil de inyección. Estos mismos geles también se
utilizan para el control de la producción de agua y gas
durante las operaciones de
producción de crudo. Otras aplicaciones son como aditivos
para lodos de perforación, en sistemas para pérdida
de circulación y durante tratamientos de
estimulación en geles de fracturamiento hidráulico.
Adicionalmente, también existen aditivos
poliméricos para el control de la deposición de
escamas y de parafinas y asfaltenos. A continuación, se
mencionan los ejemplos de su aplicación en lodos de
perforación y como mezclas para el arrastre de crudo en
recuperación mejorada.

Conclusión

Los inversionistas privados, tanto nacionales como
foráneos, tomaron la industria petrolera como punto de
referencia y por eso su ritmo de capitalización. Es
así como el petróleo estableció las graves
características de dependencia que gravitan la economía venezolana.

El petróleo hizo posible al mantener el continuo
crecimiento del gasto
público, un aumento de la capacidad productiva. Hay
que recordar que antes del descubrimiento petrolero Venezuela era
uno de los países más pobres de Sur América, con un índice de 75% de
analfabetismo,
y eso lo hemos superado, pasando a ser con ayuda de otros
recursos
naturales, uno de los países más ricos de
mundo.

En este sentido, gracias a la explotación del
petróleo, Venezuela se ha convertido en el país
más desarrollado de Latinoamérica después de Brasil y
Argentina. Con la extracción como lo vimos anteriormente
en el informe, de
polímeros de alta densidad y calidad, que ha permitido que
la industria del plástico
en Venezuela se ha desarrollado velozmente.