Desarrollo y caracterización de un nuevo surfactante Erucyl de cadena ultra larga Gemini

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Ingeniería del petróleo

Sus antecedentes:

• El desarrollo de sistemas limpios de fluidos de fracturación es crucial para la extracción sostenible de petróleo y gas.
• Los fluidos de fracturación existentes a menudo se enfrentan a desafíos relacionados con el impacto ambiental y el rendimiento en condiciones adversas.
• Se necesitan nuevos tensioactivos para mejorar la eficiencia y reducir los daños en las operaciones de fracturación hidráulica.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar un nuevo surfactante gemini de cadena ultra larga de erucilo (EUCGS).
• Evaluar las propiedades interfaciales, el comportamiento reológico y la estabilidad térmica de la sal de EUCGS.
• Evaluar el rendimiento del EUCGS en un sistema de fluidos de fracturación para aplicaciones de petróleo y gas.

Principales métodos:

• EUCGS fue sintetizado a través de una reacción en dos pasos utilizando amina primaria de erucilo, cloruro de 3-bromopropionilo y 1,3-bis (dimetilamino) propandiol.
• La caracterización se realizó mediante espectroscopia FT-IR y 1H NMR.
• Las pruebas de rendimiento incluyeron mediciones de tensión superficial, estudios reológicos (viscosidad, adelgazamiento por cizallamiento, comportamiento del fluido de Maxwell), pruebas de estabilidad térmica y evaluaciones del fluido de fractura (deposición de propapante, daño del núcleo).

Principales resultados:

• El EUCGS sintetizado exhibió una concentración de micela crítica muy baja (0,018 mmol/L) y una excelente reducción de la tensión superficial (30,0 mN/m).
• Las soluciones de EUCGS mostraron un comportamiento no newtoniano de adelgazamiento de cizallamiento con micelas de gusano autoensambladas a concentraciones más altas, mostrando características de fluido de Maxwell.
• El fluido de fracturación basado en EUCGS demostró una sedimentación superior del propanto a 90 °C y una baja tasa de daño del núcleo (0,9%), con un buen rendimiento a 100 °C y altas tasas de cizallamiento.

Conclusiones:

• El EUCGS diseñado ofrece una combinación sinérgica de alta actividad interfacial, reología controlable y excelente estabilidad térmica de la sal.
• EUCGS presenta un nuevo material viable y eficiente para el desarrollo de fluidos de fracturación inteligentes, sensibles y limpios.
• Esta innovación en materia de tensioactivos contribuye al avance de tecnologías de fracturación hidráulica más limpias y eficaces en el sector de la energía.