Dinámico y Reforzado Interfacialmente Tensioactivo para Microemulsiones de Líquidos Iónicos en CO₂ Supercrítico

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Química
• Ingeniería Petrolera

Sus antecedentes:

• El desarrollo de tensioactivos eficientes y ecológicos para la recuperación mejorada de petróleo con dióxido de carbono supercrítico (scCO2) es un desafío debido a la dependencia de compuestos fluorados y la pobre estabilidad de los tensioactivos convencionales.
• El dióxido de carbono supercrítico (scCO2) ofrece una alternativa ecológica para la EOR, pero requiere sistemas de tensioactivos eficaces para la estabilización de microemulsiones.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema de tensioactivos supramoleculares novedoso y libre de flúor para estabilizar microemulsiones en scCO2 para la recuperación mejorada de petróleo.
• Investigar las propiedades interfaciales y el rendimiento del tensioactivo desarrollado en experimentos de inundación de núcleos y tratamiento de petróleo pesado.

Principales métodos:

• Se sintetizó un tensioactivo supramolecular libre de flúor (conjugado de β-ciclodextrina-polietilenglicol, β-CD-PEG) capaz de reticulación covalente dinámica.
• Se utilizó la química anfitrión-huésped para anclar líquidos iónicos y garantizar la solubilidad en scCO2 para la formación de microemulsiones.
• Se realizaron mediciones de tensión interfacial, pruebas de reología interfacial, experimentos de inundación de núcleos y análisis de reducción de viscosidad de petróleo crudo pesado.

Principales resultados:

• Se logró una tensión interfacial ultrabaja (1,8 mN/m) y se formó una película interfacial estable y elástica (G' = 15,3 mN/m) a través de reticulación covalente dinámica, con una estabilidad superior a 30 días.
• Se demostró una reducción de 2,50 MPa en la presión mínima de miscibilidad y se logró una recuperación incremental de petróleo del 17,2% en pruebas de inundación de núcleos.
• Se mostró una mayor selectividad para los componentes de petróleo pesado, reduciendo la viscosidad hasta en un 45,1%.

Conclusiones:

• El sistema de tensioactivos supramoleculares β-CD-PEG desarrollado proporciona una alternativa estable, eficiente y libre de flúor para la recuperación mejorada de petróleo basada en scCO2.
• Este trabajo presenta un nuevo paradigma para estabilizar interfaces de fluidos complejos en scCO2 utilizando tensioactivos dinámicos, supramoleculares y verdes, con implicaciones significativas para la EOR sostenible.
• La capacidad del sistema para reducir la tensión interfacial, mejorar la recuperación de petróleo y las propiedades del petróleo pesado resalta su potencial para procesos de EOR química verde.