Efecto de la composición iónica en interacciones crudo: salmuera en la inyección de agua de composición química controlada: resultados preliminares

Resumen

La inyección de agua de baja salinidad (LSW) o de composición química modificada (ABCW) ha generado un gran interés como método de recobro mejorado (IOR/EOR). A pesar de múltiples estudios documentados en la literatura, se destaca que no existe un acuerdo respecto a los mecanismos que operan en este proceso de recobro e incluso se evidencian resultados contradictorios. Lo anterior se valida con el aumento del interés de investigar los posibles mecanismos a través de estudios de interacciones fluido:fluido y fluido:roca. Sin embargo, el impacto de la geoquímica de crudos y su importancia durante las interacciones fluido:fluido que pueden ocurrir durante LSW y ABCW no han sido estudiadas en profundidad. El presente estudio consiste en evaluar interacciones crudo:salmuera para validar la influencia de sus composiciones. El estudio se basó en experimentos en condiciones estáticas por una semana a temperatura de yacimiento (60°C) utilizando dos muestras de crudos colombianos y salmueras de diferentes composiciones a fuerza iónica constante (I = 0,086). Específicamente, esta investigación evaluó el efecto del catión (Na+ and Ca2+) y del anión (Cl- and SO4=) en las interacciones crudo:salmuera. Los resultados de estos experimentos fueron comparados con pruebas realizadas con agua destilada (DW). Aun cuando se desarrolla una caracterización básica de las fases acuosas (p.e. pH, alcalinidad y composición iónica) y oleica (viscosidad), el objetivo principal de este estudio es el análisis de compuestos orgánicos solubles en agua (WSOC) utilizando la técnica de Petroleómica (FT-ICR MS). Los resultados demuestran que las interacciones crudo:salmuera dependen de la composición de cada una de las fases. Los mayores cambios observados en la fase acuosa fue el incremento de especies inorgánicas (desalado de crudo) y de compuestos orgánicos solubles en agua. Solo el sistema crudo A y NaCl (5000 ppm) mostró la formación de una micro-dispersión. Los resultados de FT-ICR MS en modo de ionización negativa (ESI (-)) muestran que los WSOC transferidos de la fase oleica a la acuosa con DW y Na2SO4 después de la interacción con el crudo A pertenecen a las mismas clases. Sin embargo, se evidencia una clara selectividad de las especies solubilizadas con las diferentes soluciones acuosas. La abundancia relativa de las clases Ox, OxS and NOx (x > 2) disminuyen mientras que las de las clases Ox, OxS and NOx (x ≤ 2) aumentan su solubilidad en presencia de Na2SO4 comparado con DW. A partir del análisis de las clases O2 y O3S empleando mapas de contorno de Equivalencia de Doble Enlace (DBE) vs. Número de Carbono (CN) muestran que la iso-abundancia de especies solubles en agua se encuentra en el intervalo DBE £ 10 y CN £ 20 independientemente de la salmuera empleada. Finalmente, el método de extracción por solventes en columnas de sílice empleado en esta investigación para el análisis de WSOC utilizando la técnica de FT-ICR MS representa un nuevo y poderoso enfoque para el estudio de procesos LSW y ABCW.