Obtiene equipo de la FQ patente de trazador químico para el mapeo de yacimientos petroleros
Diseñado en la Unidad de Servicios para la Industria Petrolera
Un equipo de académicos de la Facultad de Química logró, a través de la Unidad de Servicios para la Industria Petrolera (USIP) de esta entidad, la patente de un trazador químico diseñado especialmente para el mapeo de yacimientos petroleros mexicanos. Para este desarrollo, la FQ realizó diversas pruebas de campo en yacimientos, que la posiciona como la primera institución educativa del país en hacer este tipo de trabajo.
Este desarrollo se ha alcanzado en el marco del proyecto CONACYT-SENER- Hidrocarburos 185183 titulado “Proceso de recuperación mejorada con la tecnología de inyección de químicos (ASP) mediante la aplicación de prueba piloto en el campo Poza Rica”.
El grupo está integrado por Fernando Barragán, colaborador de la USIP y responsable técnico del proyecto; Simón López, jefe de la USIP y tecnólogo en el proyecto, y Margarita Romero, quien coordina el área de Química Orgánica de la USIP, así como por los colaboradores Luis Enrique Díaz (Campo y simulación), Luis Cervantes (Polímeros), Roberto Cañas (Analítica) y Griselda Martínez (Caracterización de fluidos).
En entrevista, Fernando Barragán explicó que este proyecto, donde se tuvo el desarrollo del trazador, tiene como propósito atender la demanda planteada por Petróleos Mexicanos (Pemex) de inyectar agentes químicos álcali-surfactante-polímero (ASP) en el campo Poza Rica, en Veracruz. El trazador desarrollado aporta información fundamental del yacimiento que permite un diseño óptimo del proceso de recuperación mejorada ASP.
Se busca “desarrollar tecnología para incrementar el factor de recuperación de aceite en el yacimiento Poza Rica, uno de los campos maduros mexicanos, que en la década de 1930 fue el quinto más grande en el mundo. Actualmente, cuenta con cerca del 70 por ciento de petróleo original que ya no es posible extraer con tecnologías convencionales”.
Uno de los puntos fundamentales del proyecto es conocer cuál es la configuración al interior del yacimiento, en términos de los canales de alta conductividad o fractura donde fluye el hidrocarburo, a las profundidades de los yacimientos, que en este caso es de 2 mil 500 metros de profundidad.
Para recuperar la producción, la estrategia seguida desde principios de la década de 1950 ha sido la inyección de agua. En una primera etapa se utilizaba agua del Río Cazones, pero ahora ya se utiliza la propia agua del yacimiento, que se produce y recicla, y se restituye en una reinyección buscando desplazar el aceite: “La producción de los pozos tiene un alto contenido de agua y se busca que ese contenido disminuya y se incremente la cantidad de petróleo en los pozos productores”, agregó.
Por su parte, Simón López precisó que la finalidad de esta línea de investigación es desarrollar procesos para extraer la mayor cantidad de hidrocarburos entrampados en el medio poroso del subsubsuelo. En el proyecto, añadió, se han desarrollado productos químicos como tensoactivos, polímeros y geles con la función de empujar el aceite a los pozos productores. El yacimiento en donde se trabaja es complicado, porque existen canales creados a través de los años por la inyección de agua.
“Lo que hemos realizado en campo es la aplicación de una patente de la USIP, la cual consiste en un trazador, sintetizado en el grupo de trabajo, que se inyectó al yacimiento; también se aplicó una técnica experimental, dada a conocer en la misma patente, para cuantificar el trazador que se manifiesta en los pozos circundantes del pozo inyector”, apuntó también Simón López.
Lo novedoso de la patente, agregó, es ser un trazador diseñado específicamente para los yacimientos mexicanos que tienden a ser más carbonatados y con propiedades características que lo hacen interesante, como poca adsorción en la roca, lo cual no afecta las propiedades del hidrocarburo y viaja principalmente en el agua.
Con esta técnica, abundó, se mide la concentración de esos trazadores a la salida de los pozos; el tiempo en que tardan y la forma como salen da idea clara de cómo está la heterogeneidad en el yacimiento: “Son nuestros ojos para caracterizar estos canales, como una antesala para definir los siguientes pasos, como el orden como se deben inyectar nuestros productos químicos: geles, polímeros y tensoactivos”, detalló.
“Estamos reactivando la labor en el campo y también se mantiene el interés de seguir apoyando a la industria petrolera, aportar estos desarrollos para incrementar la cantidad de aceite que se extrae dentro de un yacimiento petrolero”, comentó además Simón López.
Trabajo en equipo
Al hablar sobre su trabajo en el proyecto, Margarita Romero apuntó: “nos dieron las características que necesitábamos de un trazador: soluble en agua (principalmente), que no afectara ninguna de las propiedades del aceite (las propiedades interfaciales) y, en conjunto, se diseñó la molécula, la cual es una sal cuaternaria que contiene un sustituyente fluorado; una característica es que fuera inocuo para el medio ambiente y fácil de hacer”.
En tanto, Roberto Cañas indicó que el trazador es una sal de amina cuaternaria que desde el diseño de la molécula se concibió para que fuera fácilmente cuantificable a concentraciones pequeñas: “Se desarrolló en la USIP con metodologías analíticas, basadas en cromatografía de líquidos y espectrometría de masas, que permiten la cuantificación de estos trazadores de alrededor de 100 partes por trillón; la técnica es bastante sensible”.
Por su parte, Luis Enrique Díaz comentó que el trazador desarrollado en la USIP se inyectó en el yacimiento Poza Rica con el objetivo de identificar la comunicación hidráulica que existe entre un pozo (el de interés del proyecto), con algunos pozos monitores localizados a su alrededor, aproximadamente a 800 metros.
“En campo, se dosificó en el agua que alimenta al pozo inyector. Con el apoyo del área de Ingeniería se realizó un plan de muestreo en los diferentes pozos monitores para que a partir del momento de inyección del trazador disuelto en agua se empezaran a monitorear en estos pozos circundantes. En el equipo de campo del proyecto llevamos toda esa operación, inyectar el trazador en un pozo central y después monitorear la irrupción de éste mismo en cuatro pozos monitores”, explicó.
Primera institución educativa en hacer pruebas en yacimientos
Los laboratorios de la USIP, apuntó más adelante Fernando Barragán, han alcanzado un nivel de madurez que les permite competir a nivel internacional para ofrecer soluciones al sector de hidrocarburos; en esa medida, a través de esta Unidad, la Facultad de Química puede ofrecer el desarrollo de tecnologías que permitan la explotación racional de los hidrocarburos.
El propósito de esta línea de investigación, acotó Simón López, es ayudar a la industria petrolera nacional para incrementar los llamados factores de recuperación de los hidrocarburos en los yacimientos, es decir, el petróleo que se puede sacar de éstos una vez que los procesos convencionales se llevaron a cabo.
“En este caso, además, la Facultad de Química es la primera institución educativa del país que ha realizado por sí misma pruebas de campo en yacimientos petroleros; este proyecto, así como otros que se desarrollan en la USIP, trae recursos a la FQ para beneficio de la comunidad y permite la formación de recursos humanos en el área”.
Fernando Barragán también informó que están en espera de al menos un par de patentes de la FQ más, que corresponden a los siguientes desarrollos químicos para cumplir el propósito de incrementar la recuperación de aceite en los yacimientos; añadió que se busca promover la colaboración con diferentes grupos científicos, tanto de la Facultad como de otras dependencias universitarias, para tratar de proponer soluciones ante problemas en la industria.
En este proyecto multidisciplinario participan, además de la FQ, el Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (Cidesi), la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (ESIQIE) del Instituto Politécnico Nacional, así como las empresas Champion Technologies de México y Grupo Petroquímico Beta.
José Martín Juárez Sánchez
Yazmín Ramírez Venancio