RIF: J-31006018-5 N° DE DOCUMENTO GTRT-004, 2013 Reporte Técnico Título Caracterización de un fluido emulsionado del Pozo Quifa 162 colectado en el manifold Autores Miguel Orea, Jenny Bruzual, Anix Díaz, José Pirela, Edgardo Díaz. Cliente Lorena Rojas Pacific Rubiales. PCRB-C13-01 Fecha Mayo, 2013 Responsables técnicos: Miguel Orea Anix Díaz Comité Técnico Recibido por: Firma y fecha
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
RIF: J-31006018-5
N° DE DOCUMENTO GTRT-004, 2013
Reporte Técnico
Título Caracterización de un fluido emulsionado del Pozo
Quifa 162 colectado en el manifold
Autores Miguel Orea, Jenny Bruzual, Anix Díaz, José Pirela, Edgardo Díaz.
Cliente Lorena Rojas
Pacific Rubiales.
PCRB-C13-01
Fecha Mayo, 2013
Responsables técnicos:
Miguel Orea
Anix Díaz
Comité Técnico
Recibido por:
Firma y fecha
RIF: J-31006018-5
N° DE DOCUMENTO GTRT-004, 2013
Reporte Técnico
Título Caracterización de un fluido emulsionado del Pozo Quifa
162 colectado en el manifold
Autores Miguel Orea, Jenny Bruzual, Anix Díaz, José Pirela, Edgardo Díaz.
Cliente Lorena Rojas
Pacific Rubiales.
PCRB-C13-01
Fecha Mayo, 2013
Responsables técnicos:
Miguel Orea
Anix Díaz
Comité Técnico
GTRT-004, 2013
1 Introducción ................................
2 Muestras ................................................................
3 Metodología ................................
3.1 Caracterización física de la muestra.
3.1.1 Análisis microfotográfico.
3.1.2 Distribución del tamaño de gotas.
3.2 Caracterización química de la muestra.
3.2.1 Separación y cuantificación de fases.
3.2.2 Análisis de destilación simulada de la fase hidrocarburo
3.2.3 Separación SARA de la fase hidrocarburo del fluido emulsionado
del crudo Quifa original ................................
3.2.4 Análisis por espectroscopía de Infrarrojo (IRFT)
saturados de la fase hidrocarburo del fluido emulsionado del Pozo Quifa 16.
3.2.5 Análisis de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 1H y 13C de las fracciones de
asfaltenos y saturados de la fase hidrocarburo del fluido emulsionado del Pozo Quifa 16 y del
crudo Quifa original. ................................
3.2.6 Análisis Elemental de las fracciones de asfaltenos de la fase hidrocarburo del fluido
emulsionado del Pozo Quifa 16 y del crudo Quifa original
4 Resultados y discusión ................................
4.1 Análisis físico del material semisólido.
4.2 Análisis composicional del material semisólido
4.3 Análisis composicional de la fase oleosa.
4.4 Análisis estructural de la fase hidrocarburo.
5 Conclusiones ................................
6 Referencias ................................
7 Anexo ................................................................
© 2013 ChemiConsult, C.A.
TABLA DE CONTENIDO
................................................................................................................................
................................................................................................
................................................................................................................................
Caracterización física de la muestra. ................................................................
Análisis microfotográfico. ................................................................................................
el tamaño de gotas. ................................................................
Caracterización química de la muestra. ................................................................
Separación y cuantificación de fases. ................................................................
Análisis de destilación simulada de la fase hidrocarburo ................................
Separación SARA de la fase hidrocarburo del fluido emulsionado del Pozo Quifa 162 y
................................................................................................
Análisis por espectroscopía de Infrarrojo (IRFT) de las fracciones de asfaltenos y
saturados de la fase hidrocarburo del fluido emulsionado del Pozo Quifa 16. ...............................
de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 1H y 13C de las fracciones de
asfaltenos y saturados de la fase hidrocarburo del fluido emulsionado del Pozo Quifa 16 y del
................................................................................................
Análisis Elemental de las fracciones de asfaltenos de la fase hidrocarburo del fluido
emulsionado del Pozo Quifa 16 y del crudo Quifa original ................................
................................................................................................
Análisis físico del material semisólido. ................................................................
Análisis composicional del material semisólido ................................................................
Análisis composicional de la fase oleosa. ................................................................
Análisis estructural de la fase hidrocarburo. ................................................................
............................................................................................................................
...............................................................................................................................
................................................................................................
i
................................ 2
...................................... 2
................................. 2
................................................... 2
................................ 2
................................................... 2
............................................... 3
............................................. 3
................................................ 3
del Pozo Quifa 162 y
................................................. 4
de las fracciones de asfaltenos y
............................... 4
de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 1H y 13C de las fracciones de
asfaltenos y saturados de la fase hidrocarburo del fluido emulsionado del Pozo Quifa 16 y del
...................................................... 4
Análisis Elemental de las fracciones de asfaltenos de la fase hidrocarburo del fluido
............................................................ 4
.............................................. 5
................................................. 5
.................................... 9
.......................................... 10
....................................... 15
............................ 16
............................... 17
......................................... 18
GTRT-003, 2013
1 INTRODUCCIÓN
En este reporte se presentan los resultados
semisólido presente en un fluido multif
manifold. Este pozo forma parte del conjunto de pozos productores asociados al proyecto de
combustión in-situ que adelanta Pacific Rubiales en el Campo Quifa.
2 MUESTRAS
Se recibió un recipiente plástico de 20 L
detalle fotográfico de la etiqueta de identificación adherida a dicho recipiente. La muestra estaba
formada por un material semisólido de aspecto suave y pastoso, d
hidrocarburos craqueados. Este material semisólido estaba acompañado de una cantidad
considerable de agua libre que no fue cuantificada. El análisis estuvo focalizado únicamente en la
caracterización del material semisólido present
analizó una muestra de Crudo Quifa original que no había sido sometid
Figura 1. Detalle fotográfico de la etiqueta de identificación de la muestra de fluido multifási
3 METODOLOGÍA
3.1 Caracterización física de la muestra.
3.1.1 Análisis microfotográfico.
Una pequeña porción del material semisólido fue inspeccionado bajo el microscopio óptico con el fin
de identificar la presencia de un sistema emulsionado. Para e
transmisión de luz marca Carl Zeiss, modelo Axio Lab A1 a una magnificación de 100
3.1.2 Distribución del tamaño de gotas
La determinación de la distribución del tamaño de gotas del sistema emulsionado se efectuó
mediante análisis fotográfico utilizando la modalidad de conteo de partículas del software Image J
1.47p.
© 2013 ChemiConsult, C.A.
En este reporte se presentan los resultados correspondientes a la evaluación de un
ido multifásico proveniente del Pozo Quifa-162
. Este pozo forma parte del conjunto de pozos productores asociados al proyecto de
situ que adelanta Pacific Rubiales en el Campo Quifa.
de 20 L (bidón) conteniendo la muestra. En la Figura 1 se presenta el
detalle fotográfico de la etiqueta de identificación adherida a dicho recipiente. La muestra estaba
formada por un material semisólido de aspecto suave y pastoso, de color gris oscuro y olor fuerte a
hidrocarburos craqueados. Este material semisólido estaba acompañado de una cantidad
considerable de agua libre que no fue cuantificada. El análisis estuvo focalizado únicamente en la
caracterización del material semisólido presente en la muestra. Con fines comparativos, también se
original que no había sido sometida al proceso de combustión in
Detalle fotográfico de la etiqueta de identificación de la muestra de fluido multifási
Caracterización física de la muestra.
Una pequeña porción del material semisólido fue inspeccionado bajo el microscopio óptico con el fin
de identificar la presencia de un sistema emulsionado. Para ello se utilizó un microscopio de
transmisión de luz marca Carl Zeiss, modelo Axio Lab A1 a una magnificación de 100
Distribución del tamaño de gotas.
La determinación de la distribución del tamaño de gotas del sistema emulsionado se efectuó
álisis fotográfico utilizando la modalidad de conteo de partículas del software Image J
2
correspondientes a la evaluación de un material
y colectada en el
. Este pozo forma parte del conjunto de pozos productores asociados al proyecto de
En la Figura 1 se presenta el
detalle fotográfico de la etiqueta de identificación adherida a dicho recipiente. La muestra estaba
oscuro y olor fuerte a
hidrocarburos craqueados. Este material semisólido estaba acompañado de una cantidad
considerable de agua libre que no fue cuantificada. El análisis estuvo focalizado únicamente en la
Con fines comparativos, también se
al proceso de combustión in-situ.
Detalle fotográfico de la etiqueta de identificación de la muestra de fluido multifásico analizada.
Una pequeña porción del material semisólido fue inspeccionado bajo el microscopio óptico con el fin
llo se utilizó un microscopio de
transmisión de luz marca Carl Zeiss, modelo Axio Lab A1 a una magnificación de 100×.
La determinación de la distribución del tamaño de gotas del sistema emulsionado se efectuó
álisis fotográfico utilizando la modalidad de conteo de partículas del software Image J
GTRT-003, 2013
3.2 Caracterización química de la muestra.
3.2.1 Separación y cuantificación de
La determinación del contenido de agua se efectuó mediante destilación azeotrópica
según lo descrito en el método ASTM D 4006
Distillation. La solución deshidratada de tolueno fue recuperada y filtrada mediante membranas de
teflón con tamaño de poros de 0,45
presente. La solución de tolueno filtrada fue evaporada para obtener
consistió de un material orgánico, de color negro con aspecto de líquido viscoso muy similar a un
crudo pesado. Todas las fases separadas fueron cuantificadas gravimétricamente. En la Figura 2 se
muestra el aspecto de la muestra antes y después del procedimiento de deshidratación.
Figura 2. Aspecto físico del material semisólido del fluido multifásico Quifa 16
proceso de deshidratación. Nótese que el material orgánico que se obtiene tiene el aspecto de un
crudo viscoso (fotografía B)
3.2.2 Análisis de destilación simulada de la fase
El análisis se realizó en un equipo GC/F
de ionización a la llama e inyector on column de temperatura programable
establecido en el método ASTM D7213 Standard Test Method for Boiling Range Distribution of
Petroleum Distillates in the Boiling Range from 100 to 615°C by Gas Chromatography.
© 2013 ChemiConsult, C.A.
Caracterización química de la muestra.
Separación y cuantificación de fases.
La determinación del contenido de agua se efectuó mediante destilación azeotrópica
ASTM D 4006 Standard Test Method for Water in Crude Oil by
. La solución deshidratada de tolueno fue recuperada y filtrada mediante membranas de
teflón con tamaño de poros de 0,45 µm con el fin de retener cualquier sólido orgánico o inorgánico
presente. La solución de tolueno filtrada fue evaporada para obtener la fase de hidrocarburo
material orgánico, de color negro con aspecto de líquido viscoso muy similar a un
odas las fases separadas fueron cuantificadas gravimétricamente. En la Figura 2 se
muestra el aspecto de la muestra antes y después del procedimiento de deshidratación.
Aspecto físico del material semisólido del fluido multifásico Quifa 162 antes (A) y después (B) del
proceso de deshidratación. Nótese que el material orgánico que se obtiene tiene el aspecto de un
(fotografía B).
Análisis de destilación simulada de la fase hidrocarburo
El análisis se realizó en un equipo GC/FID Hewlett Packard modelo 5890 series II provisto de detector
de ionización a la llama e inyector on column de temperatura programable
establecido en el método ASTM D7213 Standard Test Method for Boiling Range Distribution of
stillates in the Boiling Range from 100 to 615°C by Gas Chromatography.
3
La determinación del contenido de agua se efectuó mediante destilación azeotrópica con tolueno,
Standard Test Method for Water in Crude Oil by
. La solución deshidratada de tolueno fue recuperada y filtrada mediante membranas de
ener cualquier sólido orgánico o inorgánico
de hidrocarburo. Ésta
material orgánico, de color negro con aspecto de líquido viscoso muy similar a un
odas las fases separadas fueron cuantificadas gravimétricamente. En la Figura 2 se
muestra el aspecto de la muestra antes y después del procedimiento de deshidratación.
2 antes (A) y después (B) del
proceso de deshidratación. Nótese que el material orgánico que se obtiene tiene el aspecto de un
ID Hewlett Packard modelo 5890 series II provisto de detector
de acuerdo con lo
establecido en el método ASTM D7213 Standard Test Method for Boiling Range Distribution of
stillates in the Boiling Range from 100 to 615°C by Gas Chromatography..
GTRT-003, 2013
3.2.3 Separación SARA de la fase
del crudo Quifa original
La distribución por tipos de hidrocarburos saturados, aromáticos, resin
siguiendo el procedimiento descrito en el método
of Asphalt into Four Fractions. En este caso, el material asfalténico fue separado mediante
precipitación con n-heptano, mientra
saturados, aromáticos y resinas, fue separada en sus fracciones correspondientes mediante la
técnica de cromatografía líquida en columna abierta.
3.2.4 Análisis por espectroscopía de Infrarrojo (IRFT)
saturados de la fase hidrocarburo del
Las muestras se analizaron en forma de película líquida entre celdas de bromuro de potasio (KBr).
Los espectros de infrarrojo se adquirieron en u
II, operado en modo de transformada de Fourier. Se empleó un intervalo espectral de 4000
y una resolución de 4 cm-1.
3.2.5 Análisis de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 1H y 13C de las fracciones d
asfaltenos y saturados de la fase
crudo Quifa original.
Los espectros se obtuvieron en un espectrómetro de Resonancia Magnética Nuclear marca BRUKER
modelo ACP-400. Típicamente, la muestras fuer
tetrametilsilano (TMS) como referencia interna del desplazamiento químico. Los espectros de RMN
de 1H se adquirieron con 64 a 128 decaimientos de inducción libres (FID), con un ancho de pulso de
30° a intervalos de 1 s. Los espectros de RMN de
decaimientos de inducción libres (FID), con un ancho de pulso de 30° a intervalos de 2 segundos.
3.2.6 Análisis Elemental de las fracciones de asfaltenos de la
emulsionado del Pozo Quifa 16 y del crudo Quifa original
El análisis elemental en el crudo se determinó
lineamientos del método ASTM D5291 Standard Test Methods for Instrumental Determination of
Carbon, Hydrogen, and Nitrogen in Petroleum Products and Lubricants
© 2013 ChemiConsult, C.A.
de la fase hidrocarburo del fluido emulsionado del Pozo Quifa 162
La distribución por tipos de hidrocarburos saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos se llevó a cabo
siguiendo el procedimiento descrito en el método ASTM D4124 Standard Test Method for Separation
. En este caso, el material asfalténico fue separado mediante
heptano, mientras que la porción malténica, constituida por las familias de
saturados, aromáticos y resinas, fue separada en sus fracciones correspondientes mediante la
técnica de cromatografía líquida en columna abierta.
Análisis por espectroscopía de Infrarrojo (IRFT) de las fracciones de asfaltenos y
hidrocarburo del fluido emulsionado del Pozo Quifa 16.
Las muestras se analizaron en forma de película líquida entre celdas de bromuro de potasio (KBr).
Los espectros de infrarrojo se adquirieron en un instrumento marca Nicolet, modelo Magna 750 Serie
II, operado en modo de transformada de Fourier. Se empleó un intervalo espectral de 4000
Análisis de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 1H y 13C de las fracciones d
fase hidrocarburo del fluido emulsionado del Pozo Quifa 16
Los espectros se obtuvieron en un espectrómetro de Resonancia Magnética Nuclear marca BRUKER
400. Típicamente, la muestras fueron disueltas cloroformo deuterado, añadiéndose
tetrametilsilano (TMS) como referencia interna del desplazamiento químico. Los espectros de RMN
H se adquirieron con 64 a 128 decaimientos de inducción libres (FID), con un ancho de pulso de
os de 1 s. Los espectros de RMN de 13C se obtuvieron con aproximadamente 2400
decaimientos de inducción libres (FID), con un ancho de pulso de 30° a intervalos de 2 segundos.
Análisis Elemental de las fracciones de asfaltenos de la fase hidrocarburo del
y del crudo Quifa original
en el crudo se determinó en un equipo analizador Carlos Erba siguiendo los
el método ASTM D5291 Standard Test Methods for Instrumental Determination of
n, Hydrogen, and Nitrogen in Petroleum Products and Lubricants
4
fluido emulsionado del Pozo Quifa 162 y
sfaltenos se llevó a cabo
ASTM D4124 Standard Test Method for Separation
. En este caso, el material asfalténico fue separado mediante
s que la porción malténica, constituida por las familias de
saturados, aromáticos y resinas, fue separada en sus fracciones correspondientes mediante la
de las fracciones de asfaltenos y
Las muestras se analizaron en forma de película líquida entre celdas de bromuro de potasio (KBr).
n instrumento marca Nicolet, modelo Magna 750 Serie
II, operado en modo de transformada de Fourier. Se empleó un intervalo espectral de 4000-400 cm-1
Análisis de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 1H y 13C de las fracciones de
fluido emulsionado del Pozo Quifa 16 y del
Los espectros se obtuvieron en un espectrómetro de Resonancia Magnética Nuclear marca BRUKER
on disueltas cloroformo deuterado, añadiéndose
tetrametilsilano (TMS) como referencia interna del desplazamiento químico. Los espectros de RMN
H se adquirieron con 64 a 128 decaimientos de inducción libres (FID), con un ancho de pulso de
C se obtuvieron con aproximadamente 2400
decaimientos de inducción libres (FID), con un ancho de pulso de 30° a intervalos de 2 segundos.
hidrocarburo del fluido
en un equipo analizador Carlos Erba siguiendo los
el método ASTM D5291 Standard Test Methods for Instrumental Determination of
GTRT-003, 2013
4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Análisis físico del material semisólido.
El material semisólido de la muestra de fluido multifásico Quifa 162 presentó un aspecto de “mousse”
con gotas grandes de agua adheridas a su superficie. La textura del material era suave, cremosa, con
ausencia de grumos que pudieran estar asociados a partículas de arena.
coloración oscura y, bajo exposición de la luz, reflejaba un color marrón oscuro que
posible presencia de arcillas. El olor de la muestra era de crudo craqueado, característico de los
productos obtenidos por el proceso de combustión in
La inspección de la muestra bajo el microscopio óptico a una magnificación de 100
evidenció la presencia de un sistema fuertemente emulsionado
Figura 3. Micrografía (magnificación 100
puntos brillantes corresponden a gota
© 2013 ChemiConsult, C.A.
del material semisólido.
El material semisólido de la muestra de fluido multifásico Quifa 162 presentó un aspecto de “mousse”
gua adheridas a su superficie. La textura del material era suave, cremosa, con
ausencia de grumos que pudieran estar asociados a partículas de arena. También presentó una
coloración oscura y, bajo exposición de la luz, reflejaba un color marrón oscuro que
posible presencia de arcillas. El olor de la muestra era de crudo craqueado, característico de los
productos obtenidos por el proceso de combustión in-situ.
La inspección de la muestra bajo el microscopio óptico a una magnificación de 100
evidenció la presencia de un sistema fuertemente emulsionado del tipo agua en crudo (w/o)
Micrografía (magnificación 100×) del material semisólido de del fluido multifásico Quifa 162. Los
puntos brillantes corresponden a gotas de agua dispersas en la fase hidrocarburo
5
El material semisólido de la muestra de fluido multifásico Quifa 162 presentó un aspecto de “mousse”
gua adheridas a su superficie. La textura del material era suave, cremosa, con
También presentó una
coloración oscura y, bajo exposición de la luz, reflejaba un color marrón oscuro que hizo pensar en la
posible presencia de arcillas. El olor de la muestra era de crudo craqueado, característico de los
La inspección de la muestra bajo el microscopio óptico a una magnificación de 100× (Figura 3)
del tipo agua en crudo (w/o).
) del material semisólido de del fluido multifásico Quifa 162. Los
idrocarburo.
GTRT-003, 2013
Una inspección más detallada de
contenían en su interior otro sistema
arcillas como coadyuvante o estabilizante de las gotas de agua (Figura
Figura 4. Micrografías que revelan la presencia de un sistema microemulsionado dentro de un sistema
emulsionado del tipo w/o (A) y la presencia de arcillas como sólidos estabilizantes d
(B).
© 2013 ChemiConsult, C.A.
Una inspección más detallada de la muestra, reveló la presencia de grandes gotas de agua que
n su interior otro sistema disperso del tipo agua crudo (w/o; Figura 4 A) y
uvante o estabilizante de las gotas de agua (Figuras 4 A y 4B).
Micrografías que revelan la presencia de un sistema microemulsionado dentro de un sistema
emulsionado del tipo w/o (A) y la presencia de arcillas como sólidos estabilizantes d
6
, reveló la presencia de grandes gotas de agua que
igura 4 A) y la presencia de
B).
Micrografías que revelan la presencia de un sistema microemulsionado dentro de un sistema
emulsionado del tipo w/o (A) y la presencia de arcillas como sólidos estabilizantes de la emulsión
GTRT-003, 2013
Se trata entonces de un sistema complejo donde un sistema emulsionado se encuentra dentro de
las gotas de otro sistema emulsionado; es decir
tipo agua-crudo-agua-crudo (w/o/w/o),
Los resultados de la distribución del tamaño de gotas en el material semisólido se presentan en la
Tabla 1 y en la Figura 5. Las
determinar el tamaño de gotas de la emulsión externa.
Tabla 1. Distribución de tamaños de gotas en el material
Diámetro de Gotas (µµµµm)
% De Gotas
0,000 0,00
0,001 0,00
0,100 53,17
1,000 18,25
2,000 7,59
3,000 6,69
4,000 4,14
5,000 2,90
10,000 4,24
15,000 1,81
© 2013 ChemiConsult, C.A.
Se trata entonces de un sistema complejo donde un sistema emulsionado se encuentra dentro de
las gotas de otro sistema emulsionado; es decir el material semisólido es una emulsión múltiple del
crudo (w/o/w/o), aparentemente estabilizada por pequeñas partículas de arcilla
Los resultados de la distribución del tamaño de gotas en el material semisólido se presentan en la
Las limitaciones del instrumental disponible solamente permitieron
terminar el tamaño de gotas de la emulsión externa.
Distribución de tamaños de gotas en el material semisólido del fluido multifásico Quifa 162.
% Acumulado Diámetro de Gotas (µµµµm)
% De Gotas
0,00 20,000 0,64
0,00 25,000 0,17
53,17 30,000 0,10
71,42 35,000 0,14
79,01 40,000 0,10
85,70 45,000 0,04
89,84 50,000 0,00
92,74 100,000 0,04
96,98 150,000 0,04
98,79
Promedio (µm): 0,940
Media (µm): 0,100
Curtosis (KG): 2,27
Asimetría (KS1): 0,96
Selección (S): +1,80
7
Se trata entonces de un sistema complejo donde un sistema emulsionado se encuentra dentro de
una emulsión múltiple del
partículas de arcilla.
Los resultados de la distribución del tamaño de gotas en el material semisólido se presentan en la
amente permitieron
del fluido multifásico Quifa 162.
% Acumulado
99,43
99,60
99,70
99,84
99,94
99,92
99,92
99,96
100,00
GTRT-003, 2013
Figura 5. Distribución de tamaños de gotas en el
Los parámetros estadísticos presentados en la Tabla
ecuaciones que se encuentran en el anexo 1
correspondientes a los percentiles (% acumulado) de 5%, 16%, 25%, 50%, 75%, 84%, y 95%
respectivamente. De acuerdo con estos resultados, la emulsión externa que existe en el material
semisólido presenta una dispersión de gotas de agua con diámetro promedio de 0,94
ubica en la clasificación de “Macroemulsio
con diámetros que van desde 0,2 hasta 50
diámetros entre 0,01 y 0,2 µm.[1]
La gráfica de frecuencias de la Figura 5 sigue una distribución Log
w/o que se forman en el proceso de producción de crudos
Asimetría KS1> 0,1) y está desplazada hacia los diámetros de gotas más pequeños
la emulsión se formó bajo la acción de un alto esfuerzo cizallante (alta energía de agitación) que
generó una alta población de gotas de tamaños similares
de baja polidispersidad, tal y como lo ind
(KG). Este último es típico de una distribución aguda o
© 2013 ChemiConsult, C.A.
Distribución de tamaños de gotas en el material semisólido del fluido multifásico Quifa 162.
Los parámetros estadísticos presentados en la Tabla 1 fueron calculados
ecuaciones que se encuentran en el anexo 1. Para ello se determinó el diámetro de gota
ercentiles (% acumulado) de 5%, 16%, 25%, 50%, 75%, 84%, y 95%
De acuerdo con estos resultados, la emulsión externa que existe en el material
presenta una dispersión de gotas de agua con diámetro promedio de 0,94
bica en la clasificación de “Macroemulsiones”. Una macroemulsión posee una distribución de gotas
con diámetros que van desde 0,2 hasta 50 µm, mientras que una microemulsión posee
Figura 5 sigue una distribución Log-normal típica de las emulsiones
proceso de producción de crudos. [1] La distribución es asimétrica (factor de
desplazada hacia los diámetros de gotas más pequeños
la emulsión se formó bajo la acción de un alto esfuerzo cizallante (alta energía de agitación) que
generó una alta población de gotas de tamaños similares; [2] resultando así una distribuci
, tal y como lo indican el parámetro de Selección (S) y el valor de la curtosis
típico de una distribución aguda o leptocúrtica.
8
material semisólido del fluido multifásico Quifa 162.
1 fueron calculados a partir de las
. Para ello se determinó el diámetro de gota
ercentiles (% acumulado) de 5%, 16%, 25%, 50%, 75%, 84%, y 95%
De acuerdo con estos resultados, la emulsión externa que existe en el material
presenta una dispersión de gotas de agua con diámetro promedio de 0,94 µm; lo que la
. Una macroemulsión posee una distribución de gotas
m, mientras que una microemulsión posee gotas con
normal típica de las emulsiones
La distribución es asimétrica (factor de
desplazada hacia los diámetros de gotas más pequeños. Esto sugiere que
la emulsión se formó bajo la acción de un alto esfuerzo cizallante (alta energía de agitación) que
distribución estrecha
) y el valor de la curtosis
GTRT-003, 2013
4.2 Análisis composicional del material semisólido
El análisis microcópico del material semisólido indicó la presencia de por l
coexisten en un sistema emulsionado de naturaleza compleja:
acuosa y una fase sólida (presunta arcilla
dentro del sistema. La separación química del mater
fases. La fase acuosa resultó poseer
características de crudo pesado; mientras que la fase sólida correspondió
grano muy fino y de color rojo ladrillo. La
desempeñan en la conformación del material semisólido, se encuentran en la Tabla 2.
Tabla 2. Distribución de fases en el material semisólido del fluido multifásico Quifa 16
Componente Características
Fase hidrocarburo Hidrocarburos y material asfáltico de petróleo
Fase acuosa Solución de
Fase sólida Sólidos finos de color rojo ladrillo, (presunta arcilla)
Una emulsión está conformada por una fase discontinua o dispersa que se distribuye en forma de
diminutas gotas en el seno de una fase continua o dis
pueda ocurrir y el sistema se mantenga cinéticamente estable, es necesario que exista un agente
dispersante o emulsionante que disminuya la tensión interfacial entre las fases y, en algunos casos,
también se requiere de un agente que ayude a estabilizar las gotas.
emulsiones del tipo w/o, la fase dispersa es el agua, la fase continua es el crudo, el agente
emulsionante lo constituyen algunos compuestos tensoactivos que se encuentran na
fracciones pesadas del crudo (resinas y asfaltenos)
pozo (desemulsificantes, inhibidores de precipitación de asfaltenos, agentes secuestrantes e
inhibidores de corrosión);[1] mientras que el
parafinas, partículas de arcillas, escamas, o sólidos de corrosión
dispersas para reforzar a la película rígida que las envuelve y evitar, de esta manera, que oc
fenómeno de coalescencia y crecimiento de gotas.
El análisis microscópico y la separación química del material semisólido lograron identificar a las
fases continua y discontinua y al agente estabilizante. Aún falta determinar quién es el age
emulsionante.
© 2013 ChemiConsult, C.A.
del material semisólido
El análisis microcópico del material semisólido indicó la presencia de por lo menos tres fases que
lsionado de naturaleza compleja: Una fase hidrocarburo
presunta arcilla), cada una de las cuales desempeña un rol específico
. La separación química del material semisólido permitió aislar a cada una de estas
resultó poseer un nivel de pH= 7,2; la fase hidrocarburo
o; mientras que la fase sólida correspondió a un material
olor rojo ladrillo. La distribución de cada una de estas fases y el rol
en la conformación del material semisólido, se encuentran en la Tabla 2.
Distribución de fases en el material semisólido del fluido multifásico Quifa 162
Características Contenido (% p/p) Rol que desempeña en el material semisólido
Hidrocarburos y material asfáltico de petróleo 18,4 Fase continua de la
Solución de pH=7,2 81,5 Fase dispersa de la
ólidos finos de color rojo ladrillo, (presunta arcilla) 0,1 Agente
Una emulsión está conformada por una fase discontinua o dispersa que se distribuye en forma de
diminutas gotas en el seno de una fase continua o dispersante. [1] Para que la dispersión de gotas
pueda ocurrir y el sistema se mantenga cinéticamente estable, es necesario que exista un agente
dispersante o emulsionante que disminuya la tensión interfacial entre las fases y, en algunos casos,
equiere de un agente que ayude a estabilizar las gotas.[1-3] Generalmente, en las
emulsiones del tipo w/o, la fase dispersa es el agua, la fase continua es el crudo, el agente
emulsionante lo constituyen algunos compuestos tensoactivos que se encuentran na
fracciones pesadas del crudo (resinas y asfaltenos) o químicos tensoactivos inyectados al fondo de
pozo (desemulsificantes, inhibidores de precipitación de asfaltenos, agentes secuestrantes e
mientras que el agente estabilizante puede estar formado por cristales de
parafinas, partículas de arcillas, escamas, o sólidos de corrosión que se ubican alrededor de las gotas
dispersas para reforzar a la película rígida que las envuelve y evitar, de esta manera, que oc
fenómeno de coalescencia y crecimiento de gotas. [1-2]
El análisis microscópico y la separación química del material semisólido lograron identificar a las
fases continua y discontinua y al agente estabilizante. Aún falta determinar quién es el age
9
o menos tres fases que
idrocarburo, una fase
), cada una de las cuales desempeña un rol específico
ial semisólido permitió aislar a cada una de estas
idrocarburo presentó
un material inorgánico de
fases y el rol que ellas
en la conformación del material semisólido, se encuentran en la Tabla 2.
2
Rol que desempeña en el material semisólido
Fase continua de la emulsión
Fase dispersa de la emulsión.
Agente estabilizante de la emulsión.
Una emulsión está conformada por una fase discontinua o dispersa que se distribuye en forma de
Para que la dispersión de gotas
pueda ocurrir y el sistema se mantenga cinéticamente estable, es necesario que exista un agente
dispersante o emulsionante que disminuya la tensión interfacial entre las fases y, en algunos casos,
Generalmente, en las
emulsiones del tipo w/o, la fase dispersa es el agua, la fase continua es el crudo, el agente
emulsionante lo constituyen algunos compuestos tensoactivos que se encuentran naturalmente en las
o químicos tensoactivos inyectados al fondo de
pozo (desemulsificantes, inhibidores de precipitación de asfaltenos, agentes secuestrantes e
agente estabilizante puede estar formado por cristales de
que se ubican alrededor de las gotas
dispersas para reforzar a la película rígida que las envuelve y evitar, de esta manera, que ocurra el
El análisis microscópico y la separación química del material semisólido lograron identificar a las
fases continua y discontinua y al agente estabilizante. Aún falta determinar quién es el agente
GTRT-003, 2013
4.3 Análisis composicional de la fase
Atendiendo al hecho de que las resinas y los asfaltenos presentes en los crudos son, por lo
general, los agentes causantes de las emulsiones
las características químicas de la fase
tener en cuenta que este material es producto de un proceso de combustión en sitiio que tiene lugar
en el Campo Quifa.
La combustión en sitio es una técnica de recuper
produce calor en el interior del yacimiento.
yacimiento (aproximadamente 10%) se enciende
inyección continua de aire. De esta manera, la alta temperatura generada durante la quema hace que
las fracciones livianas del petróleo avancen hacia el frente de la llama y se vaporicen, dejando
un residuo de coque que actúa como combustible para sostener la reacción.
livianos vaporizados y el vapor de agua que se forma
frente hasta que ellos condensan al contactar las secciones
llama se mueve hacia adelante, a
depositado, de manera que toda la arena de la formación queda limpia. Como en cualquier reacción
de combustión el oxígeno se combina con el combustible p
último es utilizado para calentar el crudo en el yacimiento
productor. [4]
Figura 6. Esquema representativo del proceso de combustión en sitio.
© 2013 ChemiConsult, C.A.
de la fase oleosa.
Atendiendo al hecho de que las resinas y los asfaltenos presentes en los crudos son, por lo
general, los agentes causantes de las emulsiones agua-crudo; [1-3] el siguiente paso fue determinar
características químicas de la fase hidrocarburo del material semisólido. En este caso hay que
tener en cuenta que este material es producto de un proceso de combustión en sitiio que tiene lugar
La combustión en sitio es una técnica de recuperación térmica de crudos pesados
el interior del yacimiento. Mediante esta técnica parte del petróleo
10%) se enciende o quema y luego, el fuego se sostiene por la
de aire. De esta manera, la alta temperatura generada durante la quema hace que
las fracciones livianas del petróleo avancen hacia el frente de la llama y se vaporicen, dejando
un residuo de coque que actúa como combustible para sostener la reacción.
livianos vaporizados y el vapor de agua que se forman en la combustión son arrastrados hacia el
frente hasta que ellos condensan al contactar las secciones más frías del yacimiento
llama se mueve hacia adelante, a través del yacimiento, sólo después de quemar todo el coque
depositado, de manera que toda la arena de la formación queda limpia. Como en cualquier reacción
de combustión el oxígeno se combina con el combustible para formar CO2, agua y liberar calor. Este
utilizado para calentar el crudo en el yacimiento y aumentar su movilidad hacia el pozo
Esquema representativo del proceso de combustión en sitio.
10
Atendiendo al hecho de que las resinas y los asfaltenos presentes en los crudos son, por lo
el siguiente paso fue determinar
del material semisólido. En este caso hay que
tener en cuenta que este material es producto de un proceso de combustión en sitiio que tiene lugar
de crudos pesados en la cual se
parte del petróleo presente en el
el fuego se sostiene por la
de aire. De esta manera, la alta temperatura generada durante la quema hace que
las fracciones livianas del petróleo avancen hacia el frente de la llama y se vaporicen, dejando atrás
un residuo de coque que actúa como combustible para sostener la reacción. Los componentes
en la combustión son arrastrados hacia el
frías del yacimiento (Figura 6). La
s de quemar todo el coque
depositado, de manera que toda la arena de la formación queda limpia. Como en cualquier reacción
, agua y liberar calor. Este
y aumentar su movilidad hacia el pozo
Esquema representativo del proceso de combustión en sitio.
GTRT-003, 2013
La disminución de la viscosidad del crudo y el incremento de su movilidad en el
se debe a un aumento en la temperatura
ejemplo, el efecto de dilución producido por el mezclado de las fracciones liviana
el proceso con el crudo que se enc
crudo, del CO2 generado durante la combustión. Ambos fenómenos disminuyen la viscosidad del
fluido y contribuyen con su movilización
Debido a los cambios composicionales que sufre
hidrocarburos livianos, el paso inicial que se adoptó
oleica del material semisólido fue determinar su perfil de destilación mediante el análisis de
destilación simulada y compararlo con el correspondiente a una muestra de cr
decir una muestra de crudo que no ha
Tabla 3 se presentan estos resultados y en la Figura 7 se comparan los perfiles d
Tabla 3. Perfil de destilación simulada del Crudo Quifa Original y de la Fase Oleica del material semisólido
del fluido Quifa 162.
% Off
IBP
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
© 2013 ChemiConsult, C.A.
La disminución de la viscosidad del crudo y el incremento de su movilidad en el
la temperatura, sino también a la contribución de otros factores, como p
el efecto de dilución producido por el mezclado de las fracciones livianas que se gene
que se encuentra en la zona de condensación y la absorción, por parte del
generado durante la combustión. Ambos fenómenos disminuyen la viscosidad del
movilización.[4]
Debido a los cambios composicionales que sufre el crudo original por efectos de del mezclado con
hidrocarburos livianos, el paso inicial que se adoptó en el esquema de caracterización de la fase
oleica del material semisólido fue determinar su perfil de destilación mediante el análisis de
a y compararlo con el correspondiente a una muestra de crudo Quifa original; es
no había sido sometido al proceso de combustión en sitio.
Tabla 3 se presentan estos resultados y en la Figura 7 se comparan los perfiles de destilación.
Perfil de destilación simulada del Crudo Quifa Original y de la Fase Oleica del material semisólido
% Off PE (°C)
Crudo Quifa Original Fase Oleica de
material semisólido
185,6 285,5
250,4 332,7
284,3 355,3
308,3 373,1
328,9 389,5
349,2 405,5
369,0 420,5
389,1 435,0
409,9 451,2
429,2 468,6
450,0 487,8
472,6 508,1
498,6 531,4
526,9 557,5
561,8 584,0
604,0 611,5
11
La disminución de la viscosidad del crudo y el incremento de su movilidad en el yacimiento no solo
otros factores, como por
s que se generan en
y la absorción, por parte del
generado durante la combustión. Ambos fenómenos disminuyen la viscosidad del
por efectos de del mezclado con
en el esquema de caracterización de la fase
oleica del material semisólido fue determinar su perfil de destilación mediante el análisis de
udo Quifa original; es
sido sometido al proceso de combustión en sitio. En la
e destilación.
Perfil de destilación simulada del Crudo Quifa Original y de la Fase Oleica del material semisólido
Fase Oleica de material semisólido
GTRT-003, 2013
Figura 7. Comparación de perfiles de destilación simulada del Crudo Quifa Original y de la
del material semisólido del fluido Quifa 162.
Sorprendentemente, la fase oleica del material semisólido
Quifa. La comparación de los perfiles de
Aparentemente la fase oleica ha perdido cerca de 10% de material liviano en el rango de ebullición
entre 185-284 °C en comparación con el crudo Quifa; sin embargo, ambos materiales
25% de material pesado no destilable
volátiles no son sencillas de justificar debido a la misma complejidad del proceso de combustión en
sitio. Las variaciones constantes de presión y temperatura del yacimiento y
geocromatográfico natural que ocurre por el contacto del crudo con las rocas del yacimiento podrían
ser unas de las muchas causas que alteran la composición del crudo. No obstante, e
fase hidrocarburo sea más pesada que el crudo Quif
los componentes más pesados del crudo (resinas o asfaltenos); es decir que podría corresponder a
una porción de crudo Quifa enriquecido en sus componentes asfálticos.
Uno de los problemas que presenta el
hidrocarburos livianos y CO2 con el crudo que se encuentra en la zona fría del yacimiento, puede
propiciar la precipitación de asfaltenos.
© 2013 ChemiConsult, C.A.
iles de destilación simulada del Crudo Quifa Original y de la
del material semisólido del fluido Quifa 162.
la fase oleica del material semisólido no resultó más liviana que el crudo
a comparación de los perfiles de destilación simulada (Figura 7) indicó
Aparentemente la fase oleica ha perdido cerca de 10% de material liviano en el rango de ebullición
en comparación con el crudo Quifa; sin embargo, ambos materiales
material pesado no destilable (residuo). Las diferencias en el contenido de las fracciones
volátiles no son sencillas de justificar debido a la misma complejidad del proceso de combustión en
sitio. Las variaciones constantes de presión y temperatura del yacimiento y
geocromatográfico natural que ocurre por el contacto del crudo con las rocas del yacimiento podrían
ser unas de las muchas causas que alteran la composición del crudo. No obstante, e
sea más pesada que el crudo Quifa sugiere que este material está
los componentes más pesados del crudo (resinas o asfaltenos); es decir que podría corresponder a
una porción de crudo Quifa enriquecido en sus componentes asfálticos.
Uno de los problemas que presenta el proceso de combustión en sitio es que la disolución de
con el crudo que se encuentra en la zona fría del yacimiento, puede
propiciar la precipitación de asfaltenos. [1-3,5] El crudo Quifa posee un valor del parámetro
12
iles de destilación simulada del Crudo Quifa Original y de la fase hidrocarburo
no resultó más liviana que el crudo
ón simulada (Figura 7) indicó lo contrario.
Aparentemente la fase oleica ha perdido cerca de 10% de material liviano en el rango de ebullición
en comparación con el crudo Quifa; sin embargo, ambos materiales tienen cerca de
Las diferencias en el contenido de las fracciones
volátiles no son sencillas de justificar debido a la misma complejidad del proceso de combustión en
sitio. Las variaciones constantes de presión y temperatura del yacimiento y el proceso
geocromatográfico natural que ocurre por el contacto del crudo con las rocas del yacimiento podrían
ser unas de las muchas causas que alteran la composición del crudo. No obstante, el hecho de que la
a sugiere que este material está enriquecido en
los componentes más pesados del crudo (resinas o asfaltenos); es decir que podría corresponder a
proceso de combustión en sitio es que la disolución de
con el crudo que se encuentra en la zona fría del yacimiento, puede
El crudo Quifa posee un valor del parámetro PHeithaus de
GTRT-003, 2013
1,75. [6] Este parámetro mide el estado de peptización de
determina la habilidad de combinación de los maltenos (Saturados, Aromáticos y Resinas) y de los
asfaltenos para formar un sistema disperso que no muest
ha establecido que un crudo se considera estable si el valor del parámetro
de 2,0; de estabilidad moderada si se encuentra entre 2,0 y 1,35; de estabilidad baja si se encuentra
en el rango de 1,35-1,10 e inestable si el valor es inferior a 1
crudo Quifa está clasificado como un sistema de estabilidad moderada frente a la precipitación de
asfaltenos, de modo que la disolución de componentes livianos y de
promover la desestabilización y precipitación de estos componentes.
determinado que los asfaltenos floculados son los que tienen mayor efecto emulsionante y de
estabilización de gotas en las emulsiones w/o,
la fase hidrocarburo fue determinar su composición SARA y compararla con la del crudo Quifa
Original. Los resultados de estas determinaciones
Tabla 4. Composición SARA de la fase oleica del material semisólido del fluido multifásico Quifa 162 y del
Crudo Quifa Original
Muestra
Fase hidrocarburo del material semisólido del fluido multifásico Quifa 162
Crudo Quifa Original
© 2013 ChemiConsult, C.A.
estado de peptización de los asfaltenos en un crudo; es decir que
habilidad de combinación de los maltenos (Saturados, Aromáticos y Resinas) y de los
asfaltenos para formar un sistema disperso que no muestre una separación de fases en el tiempo. Se
ha establecido que un crudo se considera estable si el valor del parámetro PHeithaus
de 2,0; de estabilidad moderada si se encuentra entre 2,0 y 1,35; de estabilidad baja si se encuentra
1,10 e inestable si el valor es inferior a 1,0. De acuerdo con estos rangos
crudo Quifa está clasificado como un sistema de estabilidad moderada frente a la precipitación de
asfaltenos, de modo que la disolución de componentes livianos y de CO2 podría, efectivamente,
ón y precipitación de estos componentes. Por otra parte, se ha
determinado que los asfaltenos floculados son los que tienen mayor efecto emulsionante y de
estabilización de gotas en las emulsiones w/o,[7] por lo que el paso siguiente en la caracterización
fue determinar su composición SARA y compararla con la del crudo Quifa
determinaciones se muestran en la Tabla 4 y en la
ición SARA de la fase oleica del material semisólido del fluido multifásico Quifa 162 y del
Saturados (%p/p)
Aromáticos (%p/p)
Resinas (%p/p)
29,9 25,9 33,3
39,7 35,6 13,9
13
un crudo; es decir que
habilidad de combinación de los maltenos (Saturados, Aromáticos y Resinas) y de los
re una separación de fases en el tiempo. Se
Heithaus está por encima
de 2,0; de estabilidad moderada si se encuentra entre 2,0 y 1,35; de estabilidad baja si se encuentra
,0. De acuerdo con estos rangos, el
crudo Quifa está clasificado como un sistema de estabilidad moderada frente a la precipitación de
podría, efectivamente,
Por otra parte, se ha
determinado que los asfaltenos floculados son los que tienen mayor efecto emulsionante y de
por lo que el paso siguiente en la caracterización de
fue determinar su composición SARA y compararla con la del crudo Quifa
y en la Figura 8.
ición SARA de la fase oleica del material semisólido del fluido multifásico Quifa 162 y del
Asfaltenos (%p/p)
10,9
10,8
GTRT-003, 2013
Figura 8. Comparación de la Distribución SARA de la Fase Oleica del material semisólido del fluido Quifa
162 y del crudo Quifa Original.
La comparación de las distribuciones SARA seña
ocurrió una reducción de 10 puntos porcentuales
respecto al crudo Quifa Original. Al mismo tiempo, ocurrió
cantidad de resinas; miestras que los asfaltenos permanecieron invariables.
impresión de que los saturados y aromáticos
resinas durante el proceso de combustión
podría ser un resultado casual que debe ser considerado con
Lo que sí es cierto es que el contenido
crudo Quifa Original, pero el contenido de resinas i
Las resinas tienden a estabilizar a los asfaltenos, por lo que se espera que mientras mayor sea
contenido en un crudo, menor será la probabilidad de que precipiten sus asfaltenos. Una manera de
evaluar esta situación es mediante
mide el efecto de la distribución SARA en la estabilidad de un crudo, de acuerdo con la
ecuación: [8]
IIC = (%p Saturados+ %p Asfaltenos)/(%p Arom
© 2013 ChemiConsult, C.A.
Comparación de la Distribución SARA de la Fase Oleica del material semisólido del fluido Quifa
162 y del crudo Quifa Original.
La comparación de las distribuciones SARA señala que en la fase oleica del material semis
puntos porcentuales en los contenidos de saturados y aromáticos con
. Al mismo tiempo, ocurrió aumento de 20 puntos porcentuales en la
esinas; miestras que los asfaltenos permanecieron invariables. Los resultados dan la
los saturados y aromáticos, en una porción másica total de 20%
resinas durante el proceso de combustión y que los asfaltenos no fueron alterados.
podría ser un resultado casual que debe ser considerado con mucho cuidado.
Lo que sí es cierto es que el contenido de asfaltenos en la fase oleica no varía con relaci
crudo Quifa Original, pero el contenido de resinas incrementa en 2,4 veces.
as resinas tienden a estabilizar a los asfaltenos, por lo que se espera que mientras mayor sea
en un crudo, menor será la probabilidad de que precipiten sus asfaltenos. Una manera de
evaluar esta situación es mediante la determinación del índice de Inestabilidad Coloidal (IIC), el cual
mide el efecto de la distribución SARA en la estabilidad de un crudo, de acuerdo con la
C = (%p Saturados+ %p Asfaltenos)/(%p Aromáticos+ %p Resinas)
14
Comparación de la Distribución SARA de la Fase Oleica del material semisólido del fluido Quifa
que en la fase oleica del material semisólido
los contenidos de saturados y aromáticos con
puntos porcentuales en la
Los resultados dan la
20%, se convirtieron en
n alterados. Esto, desde luego
de asfaltenos en la fase oleica no varía con relación al
as resinas tienden a estabilizar a los asfaltenos, por lo que se espera que mientras mayor sea su
en un crudo, menor será la probabilidad de que precipiten sus asfaltenos. Una manera de
la determinación del índice de Inestabilidad Coloidal (IIC), el cual
mide el efecto de la distribución SARA en la estabilidad de un crudo, de acuerdo con la siguiente
áticos+ %p Resinas)
GTRT-003, 2013
El valor del IIC disminuye en la medida en que los contenidos de aromáticos y resinas (que son las
porciones que ayudan a mantener estabilizados a los asfaltenos) se incrementan
valor bajo del IIC indica que un crudo determinado es menos propen
de asfaltenos con relación a otro con un
del cálculo de este parámetro para la fase oleica y el crudo Quifa Original.
Tabla 5. índice de Inestabilidad Coloi
Crudo Quifa Original
IIC 1,02
De acuerdo con los valores del IIC (y considerando únicamente la distribución SARA), la
hidrocarburo del material semisólido del fluido Quifa 162
precipitación de asfaltenos que el crudo Quifa Original. Este resultado sugiere que muy
probablemente las resinas son las responsables direct
el material semisólido del fluido Quifa 162
Anteriormente se señaló que las resinas, al igual que los asfaltenos, poseen actividad interfacial
que ayudan a estabilizar emulsiones. El crudo Quifa, por su naturaleza, tiene un
formar emulsiones durante la etapa de producción de crudos, por lo que es de esperar que un
incremento en el contenido de compuestos tensoactivos podría acrecentar esta problemática. La
cantidad de resinas en la fase oleica del materia
Quifa Original, lo que sugiere que esta fracción podría ser el componente que actúa como agente
emulsionante directo en la formación del material semisólido del fluido Quifa 162. Desde luego, no
hay que descartar del todo una posible participación secundaria de los asfaltenos.
Otro aspecto importante que hay que tener en cuenta en todo este proceso de caracterización, es
que no sólo la cantidad de resinas (y de asfaltenos en un posible segundo plano) los
determinantes en la formación del sistema emulsionado del fluido Quifa 162, sino que también hay
que considerar los posibles cambios estructurales que estas fracciones pudieron experimentar
durante el proceso de combustión en sitio y cómo
propiedades tensoactivas. La evaluación de estos cambios estructurales se
técnicas espectroscópicas de infrarrojo y resonancia
4.4 Análisis estructural de la fase
Esta fase del proyecto se encuentra actualmente en ejecució
© 2013 ChemiConsult, C.A.
or del IIC disminuye en la medida en que los contenidos de aromáticos y resinas (que son las
porciones que ayudan a mantener estabilizados a los asfaltenos) se incrementan
valor bajo del IIC indica que un crudo determinado es menos propenso a experimentar la precipitación
con un valor alto del IIC. En la Tabla 5 se presentan los resultados
para la fase oleica y el crudo Quifa Original.
índice de Inestabilidad Coloidal (IIC) del crudo Quifa Original y de la Fase hidrocarburo
Crudo Quifa Original Fase Oleica del material semisólido
0,69
De acuerdo con los valores del IIC (y considerando únicamente la distribución SARA), la
hidrocarburo del material semisólido del fluido Quifa 162 es 32 % más estable en té
precipitación de asfaltenos que el crudo Quifa Original. Este resultado sugiere que muy
s responsables directas de la formación del sistema emulsionado
do Quifa 162.
Anteriormente se señaló que las resinas, al igual que los asfaltenos, poseen actividad interfacial
que ayudan a estabilizar emulsiones. El crudo Quifa, por su naturaleza, tiene una fuerte tendencia a
formar emulsiones durante la etapa de producción de crudos, por lo que es de esperar que un
incremento en el contenido de compuestos tensoactivos podría acrecentar esta problemática. La
cantidad de resinas en la fase oleica del material semisólido aumentó 2,4 veces con respecto al crudo
Quifa Original, lo que sugiere que esta fracción podría ser el componente que actúa como agente
emulsionante directo en la formación del material semisólido del fluido Quifa 162. Desde luego, no
descartar del todo una posible participación secundaria de los asfaltenos.
Otro aspecto importante que hay que tener en cuenta en todo este proceso de caracterización, es
que no sólo la cantidad de resinas (y de asfaltenos en un posible segundo plano) los
determinantes en la formación del sistema emulsionado del fluido Quifa 162, sino que también hay
que considerar los posibles cambios estructurales que estas fracciones pudieron experimentar
durante el proceso de combustión en sitio y cómo estos cambios pudieron alterar o modificar sus
La evaluación de estos cambios estructurales se realizar
de infrarrojo y resonancia magnética nuclear.
Análisis estructural de la fase hidrocarburo.
Esta fase del proyecto se encuentra actualmente en ejecución.
15
or del IIC disminuye en la medida en que los contenidos de aromáticos y resinas (que son las
porciones que ayudan a mantener estabilizados a los asfaltenos) se incrementan. Es decir, que un
experimentar la precipitación
. En la Tabla 5 se presentan los resultados
idrocarburo.
Fase Oleica del material semisólido
De acuerdo con los valores del IIC (y considerando únicamente la distribución SARA), la fase
es 32 % más estable en términos de la
precipitación de asfaltenos que el crudo Quifa Original. Este resultado sugiere que muy
s de la formación del sistema emulsionado en
Anteriormente se señaló que las resinas, al igual que los asfaltenos, poseen actividad interfacial
a fuerte tendencia a
formar emulsiones durante la etapa de producción de crudos, por lo que es de esperar que un
incremento en el contenido de compuestos tensoactivos podría acrecentar esta problemática. La
l semisólido aumentó 2,4 veces con respecto al crudo
Quifa Original, lo que sugiere que esta fracción podría ser el componente que actúa como agente
emulsionante directo en la formación del material semisólido del fluido Quifa 162. Desde luego, no
Otro aspecto importante que hay que tener en cuenta en todo este proceso de caracterización, es
que no sólo la cantidad de resinas (y de asfaltenos en un posible segundo plano) los únicos factores
determinantes en la formación del sistema emulsionado del fluido Quifa 162, sino que también hay
que considerar los posibles cambios estructurales que estas fracciones pudieron experimentar
estos cambios pudieron alterar o modificar sus
realizará utilizando las
GTRT-003, 2013
5 CONCLUSIONES
• El material semisólido presente en el Fluido multifásico Quifa 162 correspondió a una
emulsión múltiple del tipo w/o/w/o, con tamaño promedio de gotas de 0,94
dispersa correspondió a una solución acuosa de pH=
fluido de petróleo derivado de la alteración térmica del crudo Quifa, el agente emulsionante
aparentemente corresponde a la fracción de resinas de este fluido de petróleo y el agente
estabilizante lo constituyen granos diminutos de arcilla
© 2013 ChemiConsult, C.A.
El material semisólido presente en el Fluido multifásico Quifa 162 correspondió a una
emulsión múltiple del tipo w/o/w/o, con tamaño promedio de gotas de 0,94
dispersa correspondió a una solución acuosa de pH=7,2, la fase continua
fluido de petróleo derivado de la alteración térmica del crudo Quifa, el agente emulsionante
aparentemente corresponde a la fracción de resinas de este fluido de petróleo y el agente
estabilizante lo constituyen granos diminutos de arcilla.
16
El material semisólido presente en el Fluido multifásico Quifa 162 correspondió a una
emulsión múltiple del tipo w/o/w/o, con tamaño promedio de gotas de 0,94 µm. La fase
, la fase continua corresponde a un
fluido de petróleo derivado de la alteración térmica del crudo Quifa, el agente emulsionante
aparentemente corresponde a la fracción de resinas de este fluido de petróleo y el agente
GTRT-003, 2013
6 REFERENCIAS
[1] Kokal, S.L. (2005). Crude-Oil Emulsions.
Richardson. Chapter 12: I-533.
[2] Salager, J. L.; Briceño, M. I.; Bracho, C. L. (2001).
the State of the Art in Formulation Engineering. In Encyclopedic
nology”. New York, USA. Marcel Dekker. 455
[3] Sullivan, A. P.; Kilpatrick, P. K. (2002).
Crude Oil Emulsion Stability. Ind. Eng. Chem. Res., 41:
[4] Partha S. Sarathi (1999). In-situ combustion handbook
Petroleum Technology Office U.S. Department of Energy (DOE) Tulsa, Oklahoma
[5] Khosravi, M.; Rostami, B.; Nghiem, L. (2009)
Precipitation on Oil PVT and Recovery
Vol.8 – No. 43.
[6] Orea, M.; Lizardo, G.; Díaz, E.; Díaz, O. (2012). Efectos de la dilución con hidrocarburos liv
sobre las propiedades reológicas y de estabilidad de asfaltenos del Crudo Quifa y de la mezcla
Quifa/Rubiales 30/70 v/v. Reporte Técnico
[7] Spiecker, P. M.; Gawrys K. L.;
asphaltene aggregation and
Physicochem. Eng. Aspects 220: 9
[8] Gaestel C, Smadja R, Lamminan KA.
bitumes routiers. Revue Générale des Routes et Aérodrômes, 466, 85
© 2013 ChemiConsult, C.A.
Oil Emulsions. In Petroleum Engineering Handbook Vol I. SPE,
Salager, J. L.; Briceño, M. I.; Bracho, C. L. (2001). “Heavy Hydrocarbon Emulsions.
e Art in Formulation Engineering. In Encyclopedic Handbook of Emulsion
nology”. New York, USA. Marcel Dekker. 455-495
, P. K. (2002). The Effects of Inorganic Solid Particles on Water and
nd. Eng. Chem. Res., 41: 3389-3404
situ combustion handbook - Principles and Practices. National
Petroleum Technology Office U.S. Department of Energy (DOE) Tulsa, Oklahoma
Rostami, B.; Nghiem, L. (2009). Influence of CO2 Dissolution and Asphaltene
on Oil PVT and Recovery. Iranian Chemical Engineering Journal (Specia
Orea, M.; Lizardo, G.; Díaz, E.; Díaz, O. (2012). Efectos de la dilución con hidrocarburos liv
s reológicas y de estabilidad de asfaltenos del Crudo Quifa y de la mezcla
Reporte Técnico GTRT-009, 2012. Chemiconsult, C.A.
.; Trail, C. B.; Kilpatrick, P.K. (2003). Effects of petroleum resins on
water-in-oil emulsion formation. Colloids and Surfaces A:
em. Eng. Aspects 220: 9 -27
Gaestel C, Smadja R, Lamminan KA. (1971). Contribution à la connaissance des proprieties des
Revue Générale des Routes et Aérodrômes, 466, 85–97.
17
In Petroleum Engineering Handbook Vol I. SPE,
“Heavy Hydrocarbon Emulsions. Making use of
Handbook of Emulsion Tech-
The Effects of Inorganic Solid Particles on Water and
Principles and Practices. National
Petroleum Technology Office U.S. Department of Energy (DOE) Tulsa, Oklahoma
Dissolution and Asphaltene
Iranian Chemical Engineering Journal (Special Issue) –
Orea, M.; Lizardo, G.; Díaz, E.; Díaz, O. (2012). Efectos de la dilución con hidrocarburos livianos
s reológicas y de estabilidad de asfaltenos del Crudo Quifa y de la mezcla
Chemiconsult, C.A.
ffects of petroleum resins on
Colloids and Surfaces A:
(1971). Contribution à la connaissance des proprieties des
GTRT-003, 2013
7 ANEXO
FÓRMULAS UTILIZADAS PARA LA DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS ESTADÍSTICOS EN LA
DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑO DE GOTAS
© 2013 ChemiConsult, C.A.
FÓRMULAS UTILIZADAS PARA LA DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS ESTADÍSTICOS EN LA
DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑO DE GOTAS
18
FÓRMULAS UTILIZADAS PARA LA DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS ESTADÍSTICOS EN LA
Related Documents
