Evidencias de la formación de CDG y posibles interpretaciones de pruebas de desplazamiento en muestras de núcleos

Abstract

La inyección de Geles de Dispersión Coloidal (CDG) ha sido evaluada exitosamente en diferentes países incluyendo Colombia. Sin embargo y a pesar del número de casos exitosos reportados en la literatura, estudios experimentales han generado controversias respecto a la posibilidad de inyectar altos volúmenes de CDG sin reducir la inyectividad y al mismo tiempo mejorar la eficiencia de barrido en el yacimiento.

Este trabajo resume brevemente la actualidad de la tecnología de microgeles, especialmente las Soluciones de Polímero Entrecruzadas (LPS) que también ha sido referenciado como CDG generando confusiones en la interpretación de ambos sistemas. Esta revisión también resume los mecanismos propuestos para la formación de LPS basados en estudios de interacciones fluido:fluido y durante su flujo en medios porosos. El presente estudio documenta por primera vez las evidencias de los posibles mecanismos de la formación de CDG utilizando una poliacrilamida parcialmente hidrolizada (HPAM) de alto peso molecular y Citrato de Aluminio (Al(Cit)3) como entrecruzador utilizando salmuera sintética del Campo Dina Cretáceos, Colombia, a condiciones ambiente (25°C). Los resultados obtenidos en este estudio fueron utilizados para re-interpretar pruebas de desplazamiento de inyección de CDG en muestras de núcleo de Berea y del Campo Tello, Colombia, a diferentes condiciones experimentales.

Se identifica que la principal diferencia entre el LPS y el CDG es el comportamiento de la viscosidad en presencia de Al(Cit)3. El LPS reporta una disminución de la viscosidad mientras que el CDG un aumento de la misma al interactuar con este entrecruzador. Esta diferencia se basa fundamentalmente en que estos sistemas se formulan con diferentes HPAM de alto peso molecular. Sin embargo, se identifica que el entrecruzamiento del ion trivalente (Al3+) y los grupos carboxílicos cargados negativamente del polímero ocurre de manera similar para ambos sistemas a través de interacciones intra- e inter-moleculares generando diferentes distribuciones de tamaño de partículas o diámetros hidrodinámicos (DDH). La velocidad de reacción y tipo de DDH resulta dependiente de las concentraciones de polímero y del entrecruzador. Estos resultados se comparan con sistema CDG formulado con Acetato de Cromo (Cr(Ac)3) como entrecruzador utilizado en el Campo Loma Alta Sur, Argentina. Los entrecruzadores empleados para formar CDG (Al3+ y Cr3+) sugieren mecanismos de interacción similares pero generan diferentes DDH. Sin embargo, las diferencias en las condiciones experimentales de ambos estudios dificultan establecer comparaciones más detalladas. Finalmente, la re-interpretación de pruebas de desplazamiento con CDG sugiere que los principales mecanismos de efectos de viscosidad, adsorción, restricción y divergencia del flujo resultan similares a los reportados para los sistemas LPS. Sin embargo, se estima que los efectos de viscosidad y de bloqueo de canales del medio poroso resultan más dominantes en los sistemas CDG respecto a los LPS. Los resultados de este trabajo contribuyen con el mejor entendimiento de los CDG y también sugiere guías para mejorar la evaluación e investigación de la tecnología a escala de laboratorio.