Revista de Socialómica

Abstracto

Soluciones inteligentes para los desafíos de la industria del petróleo y el gas

Majid S. Al-Ruqeishi

El petróleo crudo es la fuente de energía más atractiva. Se forma a altas temperaturas y presiones en las profundidades de la tierra. La extracción de este recurso energético implica costosos procesos de perforación y extracción. La composición y las características físicas del petróleo dependen de la fuente de material orgánico, la temperatura y el calor. Cuanto mayor sea la viscosidad del petróleo, más difícil será extraerlo. El petróleo pesado es el nombre que se le da al petróleo con una gravedad API entre 10 y 20 y una viscosidad alta <10 000 cP. Es tecnológicamente desafiante y costoso de extraer. Se han explorado muchas soluciones debido a los altos retornos financieros de este negocio. En este estudio, proponemos nuevas soluciones inteligentes, utilizando propiedades únicas de nanopartículas de diferentes formas y tamaños para reducir la viscosidad del petróleo pesado y facilitar su extracción. Las nanopartículas tienen un tamaño de 1 a 100 nm, una alta relación superficie-volumen, alta capacidad térmica, excelente conductividad térmica, baja expansión térmica y altas temperaturas de fusión. Se utilizó una combinación de algunas de estas propiedades para explorar soluciones para los problemas de perforación y viscosidad del petróleo pesado. En la perforación, los problemas como el atascamiento de las tuberías, la pérdida de circulación del fluido, el daño a la formación, la erosión del pozo, la inestabilidad térmica de los fluidos de perforación y sus propiedades de gel insuficientes, radican en controlar y optimizar la reología del fluido de perforación. Por lo tanto, para mejorar el rendimiento de los fluidos de perforación a base de agua en condiciones de yacimiento tan duras, se utilizó un tratamiento simple basado en la nanotecnología mediante la síntesis de nanoaditivos internos. El 1-3 % en peso de nanoaditivos aumenta la densidad del fluido en aproximadamente un 5 % y la viscosidad dinámica en un 20 % y reduce la pérdida de fluido en un 50 %. Además de esto, forma una torta de lodo delgada y suave con los alrededores de la formación. A temperaturas ambiente, el petróleo crudo y el betún son resistentes al flujo a través de la roca del yacimiento debido a sus altas viscosidades. En consecuencia, la energía gastada para producir y mejorar un barril de petróleo puede ser tan alta como el 40 % de la energía total disponible del recurso de petróleo crudo. Las técnicas de recuperación de petróleo mejoradas térmicamente, como la recuperación asistida por vapor y también las quemas in situ, se emplean para mejorar y conservar las propiedades fisicoquímicas del petróleo. Todas estas técnicas de recuperación son costosas, complicadas y necesitan un mantenimiento periódico; por lo tanto, las soluciones directas y económicas son los principales objetivos para una alta mejora in situ. Nuestro estudio proporciona un método alternativo que puede ayudar en la producción y mejora de dicho petróleo pesado mediante su craqueo. Para el proceso de craqueo de petróleo pesado, se sintetizaron nanobarras de óxido de hierro (IONR) mediante un método respetuoso con el medio ambiente. Estas barras se incrustaron y se mezclaron bien con 1 L de petróleo pesado (12 API) y se sometieron a radiación de microondas directa. La radiación provoca una reducción en la viscosidad dinámica del petróleo crudo debido a la presencia de moléculas de agua dipolares.Esta reducción aumentó hasta un 50% cuando se añadió una cantidad controlada de aditivos IONR a la misma temperatura.