Evaluación de la alteración en las propiedades de un crudo pesado aplicando óxido de grafeno magnético y microondas.

Abstract

La explotación de crudos pesados representa un reto técnico debido a su alta viscosidad y baja movilidad, condiciones que limitan su producción y el factor de recobro, especialmente en yacimientos maduros como los presentes en Colombia. En este contexto, esta tesis evalúa el efecto combinado del óxido de grafeno magnético (GO y GO@Fe₃O₄) y el calentamiento electromagnético por microondas sobre la viscosidad y la movilidad de un crudo pesado del campo Jazmín (12,2° API), empleando un equipo de cavidad modificado y ensayos en medios porosos.

La investigación se desarrolló mediante un enfoque experimental en cuatro etapas: (i) síntesis y caracterización de los nanomateriales, (ii) medición reológica del sistema crudo–nanomaterial mediante un viscosímetro de bola calibrado, (iii) evaluación de su comportamiento térmico bajo microondas, y (iv) análisis de movilidad en sistemas roca–fluido. El crudo presentó una viscosidad inicial de 39.902 mPa·s sin irradiación, la cual se redujo significativamente al aplicar microondas (8.434 mPa·s). La incorporación de nanomateriales potenció este efecto, destacándose el sistema GO + MW, que alcanzó 6.212 mPa·s (≈84 % de reducción), con una respuesta reológica reproducible y confiable respaldada por una calibración lineal (R² = 0,99) y desviaciones del 3% frente a un reómetro comercial.

En ensayos de movilidad en roca, se evidenció que sin microondas los nanomateriales no mejoran la movilización del crudo; en contraste, bajo irradiación electromagnética los tiempos de caída de la primera gota se redujeron en más del 99 %, y el volumen desplazado aumentó aproximadamente 20%. La impregnación de GO en la matriz porosa mostró el mejor desempeño, confirmando que la mejora en movilidad no depende únicamente del aumento de temperatura, sino de la sinergia entre microondas y la localización del nanomaterial en el sistema roca-fluido. Los hallazgos obtenidos demuestran que la combinación de nanomateriales y calentamiento electromagnético representa una alternativa prometedora para procesos de recobro mejorado de crudos pesados, con potencial aplicación en yacimientos de crudo pesado.