Nanofluidos de óxido de grafeno para la recuperación de petróleo pesado: evaluación experimental y simulación...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería del Petróleo Ingeniería del Petróleo.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

• La mejora del factor de recuperación de petróleo es crucial para el rendimiento de los depósitos y la sostenibilidad energética.
• Las reservas de petróleo pesado presentan desafíos únicos para los métodos convencionales de recuperación mejorada de petróleo (EOR).
• La EOR basada en nanopartículas ofrece una vía prometedora para aumentar la eficiencia de la extracción de petróleo.

Objetivo del estudio:

• Investigar la nueva aplicación de las nanopartículas de óxido de grafeno (GO) como agente EOR en yacimientos petrolíferos pesados.
• Para optimizar las propiedades de los nanofluidos GO para mejorar la reducción de la tensión interfacial (IFT) y la alteración de la wettability.
• Evaluar la escalabilidad y el impacto potencial de la inyección de nanofluidos GO a través del modelado multiscala.

Principales métodos:

• Se realizaron experimentos de laboratorio para optimizar los parámetros del nanofluido GO (salinidad, pH, concentración) que afectan al IFT y al ángulo de contacto.
• Se realizaron pruebas de inundación del núcleo para evaluar el rendimiento EOR de los nanofluidos GO optimizados en comparación con la inundación por agua.
• Se empleó la simulación numérica de reservorios (CMG-STARS), integrando datos experimentales para modelos a escala de núcleo y a escala de reservorios conceptuales.

Principales resultados:

• Las condiciones óptimas (900 ppm salmuera, pH 8, 0,09 wt % GO) redujeron el IFT de 32,5 a 15,8 mN/m y desplazaron el ángulo de contacto de 140° a 90°.
• La inundación del núcleo logró una recuperación de petróleo del 63,60% con nanofluidos GO frente al 56,72% con inundación por agua (ganancia incremental del 7%).
• La simulación de depósitos predijo 402,431 barriles adicionales de petróleo en 20 años con la inyección de nano-GO, junto con un corte de agua más favorable.

Conclusiones:

• Los nanofluidos de óxido de grafeno (GO) demuestran un potencial significativo como una estrategia EOR viable y escalable para las reservas de petróleo pesado.
• El estudio valida la capacidad de GO para alterar la humedabilidad y reducir el IFT, lo que lleva a una mejor recuperación de petróleo.
• Se justifica una mayor investigación centrada en la validación a escala de campo, la viabilidad económica y el impacto ambiental.