Sistema de autoensamblaje de polímero-surfactante modificado hidrofóbicamente: un estudio de una solución ácida de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Química
• Ingeniería Petrolera

Sus antecedentes:

• Los aditivos ácidos eficientes son cruciales para optimizar la desviación de ácido en operaciones de petróleo y gas.
• El desarrollo de materiales robustos que resistan las duras condiciones del fondo del pozo es un desafío clave.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y evaluar un nuevo copolímero de tribloque modificado hidrofóbicamente, ASN (copolímero de tribloque de acrilamida-estireno-N-vinilimidazol), como aditivo ácido.
• Investigar el comportamiento de autoensamblaje de ASN con cloruro de octadeciltrimetilamonio (STAC) y su impacto en el rendimiento de la desviación y retardo del ácido.
• Explorar el mecanismo detrás del comportamiento de autoespesamiento desencadenado por ácido del sistema autoensamblado.

Principales métodos:

• Síntesis del copolímero de tribloque ASN.
• Autoensamblaje de ASN con el surfactante STAC en soluciones ácidas.
• Pruebas reológicas (resistencia a la temperatura, al cizallamiento, viscoelasticidad) utilizando un reómetro.
• Caracterización de las estructuras autoensambladas mediante dispersión de luz dinámica y microscopía electrónica de barrido ambiental.
• Evaluación del rendimiento de desviación y retardo del ácido en condiciones simuladas de yacimiento.

Principales resultados:

• La relación molar óptima ASN:STAC (1.0:0.2) produjo una viscosidad máxima de 250 mPa·s, un 40% más alta que otras relaciones, con una retención de viscosidad del 85% después de la reacción con la roca.
• La solución autoensamblada mantuvo una viscosidad aparente de 104 mPa·s después de 1 hora a 160 °C y 170 s⁻¹.
• Se observó una excelente resistencia a la temperatura y al cizallamiento, logrando una tasa de retardo de hasta el 85% a 110 °C.
• Las reacciones ácido-roca, específicamente el consumo de HCl y la precipitación de Ca²⁺, se identificaron como los principales impulsores del comportamiento autoespesante del sistema, causando fluctuaciones de viscosidad de >80%.

Conclusiones:

• El copolímero de tribloque modificado hidrofóbicamente ASN, cuando se autoensambla con STAC, ofrece mejoras significativas en las operaciones de desviación de ácido.
• La solución ácida autoensamblada desarrollada exhibe una estabilidad térmica, resistencia al cizallamiento y capacidades de retardo excepcionales, lo que la hace adecuada para aplicaciones en yacimientos petrolíferos de alta temperatura.
• La comprensión del mecanismo de autoespesamiento desencadenado por ácido proporciona información para el diseño de sistemas de fluidos avanzados para la recuperación mejorada de petróleo.