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Evaluación experimental del uso de agregados sólidos como desestabilizadores de sistemas surfactante/aceite/agua derivados de procesos de inyección de surfactantes

Resumen

La industria Oíl & Gas ha implementado técnicas de recobro mejorado para aumentar la producción de petróleo, entre ellas la inyección de surfactantes. Sin embargo, la producción de agua aceitosa emulsificada o solubilizada es un problema ambiental de gran impacto en la aplicación de esta técnica de recobro químico. Por tanto, esta investigación plantea evaluar el uso de agregados sólidos económicos y de fácil adquisición como colas de ilmenita (FeTiO3), óxido de sílice (SiO2), bentonita (Al2O3.4SiO2.H2O) y carbonato de calcio (CaCO3) en la desestabilización de los sistemas surfactante/aceite/agua. Para ello, se formularon sistemas con comportamientos de fase tipo Winsor I y Winsor III usando crudo del campo Casabe de 21°API y como agente emulsificante se emplearon 5000 ppm de dodecilbencensulfonato de sodio (SDBS), simulando las condiciones reales de los efluentes de agua de producción presentes en campo. Luego, se realizaron pruebas de adsorción estática y se identificaron mediante isotermas la capacidad de adsorción para cada sólido, las comparaciones se realizaron por unidad de masa y de área superficial, mostrando una mayor capacidad de adsorción para el CaCO3 y las colas de FeTiO3, respectivamente. Posteriormente, se generaron emulsiones a las condiciones de salinidad definidas en la primera fase como Winsor I y Winsor III. Después de ello, se evaluó la eficiencia de remoción de aceite a diferentes áreas superficiales para los dos sólidos que obtuvieron el mejor comportamiento en las pruebas de adsorción por unidad de masa y área. El CaCO3 y las colas de FeTiO3 se adicionaron diferentes relaciones de masa/volumen tratado (g/ml) y se evaluó la eficiencia de remoción de aceite, mediante mediciones de concentración de Grasas&Aceites (G&A) por espectroscopia UV Vis. Los sólidos evaluados mostraron una eficiencia máxima de 76.8% a una relación 0.14 g/mL para el CaCO3 y de 74.5% a una relación de 1.57 mg/mL para las colas de ilmenita. Por otra parte, se compararon las eficiencias obtenidas usando los sólidos propuestos para el tratamiento de emulsiones contra desemulsificantes químicos usados en la industria Oil&Gas. Para ello, se realizaron pruebas de botella usando rompedor inverso, universal y Span 20. Los resultados mostraron que para alcanzar una eficiencia mayor a la obtenida por los sólidos se requieren concentraciones de 1500 ppm de Span 20 y 2000 ppm de rompedor inverso. Finalmente, esta investigación permitió identificar el gran potencial que representa el uso de colas de ilmenita y carbonato de calcio en procesos más amigables ambientalmente para tratar aguas de producción derivadas de la producción aceite presente para su posterior reinyección o vertimientos según disposiciones ambientales y legales vigentes.