Evaluación del efecto termo catalítico con dióxido de carbono sobre las propiedades fisicoquímicas de un crudo pesado colombiano y la corrosión del acero API N80Q

Abstract

La transición o el enfoque de la industria petrolera hacia bajas emisiones exige la implementación e investigación de nuevas tecnologías que permitan aumentar la eficiencia de la producción y, al mismo tiempo, reducir la huella de carbono asociada a la explotación de hidrocarburos. En este contexto, el uso del dióxido de carbono (CO2) como método de recobro mejorado surge como una alternativa atractiva al ofrecer un doble beneficio: el incremento del factor de recobro (mediante el hinchamiento del crudo y la presurización del yacimiento) y el aprovechamiento del yacimiento como medio poroso para el almacenamiento geológico de este gas de efecto invernadero.

En esta investigación se evalúa una técnica combinada de recobro mejorado a escala de laboratorio, tanto en condiciones dinámicas como estáticas. Se estudiaron los efectos termocatalíticos que generan el oleato de hierro (OFe), el vapor de agua y el CO2 sobre las propiedades fisicoquímicas de un crudo pesado del Valle Medio Magdalena con viscosidad inicial de 14600 cP a 30 °C; además, el efecto corrosivo que genera este ambiente termocatalítico sobre la integridad del acero API N80Q. El diseño experimental consta de dos fases; en la primera, se analiza la interacción fluido-fluido, dividida en tres subfases experimentales, evaluando diferentes condiciones como la temperatura, el tiempo y las concentraciones de CO2 y OFe. En la segunda fase, se diseña y se evalúa, en condiciones dinámicas, el proceso de inyección de vapor con catalizador en un reactor tubular horizontal.

Como resultado, se obtuvieron condiciones adecuadas un 25% de CO2 y 2.000 ppm de OFe a 270 °C, generando un crudo mejorado con un 53% menor en su viscosidad y un aumento de 1,4 en gravedad API. La caracterización por SARA, RMN e FTIR evidenció la transformación de componentes pesados en cadenas más cortas y simples. Para el acero API N80Q, se concluye la presencia del OFe como agente intensificador de la velocidad de corrosión, con una afectación severa del material cuando este se encontraba en su concentración máxima, alcanzando una velocidad de 0,51 mm/año a las 48 h de exposición. Finalmente, se obtuvo un aumento del factor de recobro al 80% simulando la inyección de vapor con catalizador en el prototipo construido.