Evaluación de la acuatermólisis con oleato de hierro/CO2 sobre las propiedades de un crudo pesado usando técnicas analíticas

Abstract

La acuatermólisis es un conjunto de reacciones químicas que ocurren típicamente entre 200 y 350 °C, tal como lo estableció Hyne en 1986. Desde entonces, diversos autores han corroborado este hallazgo, demostrando que la inyección de vapor o acuatermólisis en yacimientos de crudo pesado induce interacciones fluido-fluido que promueven el rompimiento de cadenas pesadas y generan craqueo térmico a baja temperatura. Este proceso implica la ruptura de enlaces clave como C–C, C–S y C–N, lo que conduce a la modificación estructural del crudo. En la presente investigación se evaluó el efecto de la acuatermólisis catalítica en un crudo pesado colombiano de 11,8 °API, utilizando un ambiente de CO₂ y oleato de hierro (OFe) como catalizador, en concentraciones de 0, 1000 y 2000 ppm. Los experimentos se llevaron a cabo en un reactor discontinuo durante 66 horas, a una temperatura de 270 °C y una presión inicial de 450 psi. Posterior al tratamiento, se realizó una caracterización fisicoquímica del crudo mejorado, determinando densidad, viscosidad, punto de fluidez, contenido de asfaltenos y estructura molecular mediante resonancia magnética nuclear (RMN 1H). Los resultados mostraron un comportamiento favorable en todos los experimentos, destacando como mejor condición la combinación de 2000 ppm de oleato de hierro con un ambiente atmosférico de 25 % de CO₂. Bajo estas condiciones, se alcanzó una reducción de la viscosidad del 53,4 % a 30 °C, un incremento de 1,1 ° en la gravedad API y una disminución de 1,6 °C en el punto de fluidez. El análisis por RMN permitió concluir que el craqueo de cadenas laterales es el mecanismo dominante responsable de la reducción de la viscosidad y de las mejoras observadas en las propiedades fisicoquímicas. En conjunto, la investigación indica que la acuatermólisis catalítica con ambientes combinados de catalizador y CO₂ constituye una estrategia efectiva para el mejoramiento de crudo pesado en el yacimiento, facilitando su extracción y contribuyendo al aumento del factor de recobro en campos petroleros.