Predicción del comportamiento reológico de un gel polimérico basado en poliacrilamida parcialmente hidrolizada y entrecruzador orgánico en un medio poroso

Abstract

La inyección de geles poliméricos constituye uno de los métodos más efectivos para el control de la producción de agua en un yacimiento. Considerando la complejidad del medio poroso y la importancia del comportamiento reológico de estas soluciones, la presente investigación tuvo como objetivo evaluar la respuesta reológica de estos sistemas en el medio poroso. En primer lugar, a partir de una matriz experimental robusta se seleccionó la formulación gelificante con el comportamiento más favorable bajo las condiciones del campo de estudio. Esta formulación estuvo compuesta por polímeros de Poliacrilamida parcialmente hidrolizada (5000 ppm de alto peso molecular y 5000 ppm de bajo peso molecular), Polietilenimina como agente entrecruzador orgánico (relación 4:1 respecto al polímero) y Cloruro de Potasio como retardante (relación 1:1 respecto al polímero). Se obtuvo un tiempo de gelificación de 10 horas y un código F de rigidez en la escala de Sydanks después de 24 horas. Posteriormente, el comportamiento reológico de la formulación gelificante y su solución polimérica constituyente se evaluó mediante reología rotacional utilizando una geometría cono – plato, evidenciando en ambos casos un comportamiento reofluidizante. Finalmente, se llevaron a cabo pruebas de desplazamiento para evaluar la respuesta de las formulaciones en el medio poroso, donde se aplicó el modelo de Canella et al. (1988) para estimar la tasa de cizallamiento aparente en función de la reología de los fluidos, la tasa de inyección, las propiedades petrofísicas del medio y un factor de ajuste (C) que correlaciona los datos obtenidos en el reómetro con los del medio poroso. Los resultados obtenidos del factor C fueron para la solución polimérica 3.9 y el gel 0.3, lo que evidencian una diferencia en su comportamiento de flujo dentro del medio poroso. En la solución polimérica, un valor de C elevado, indica mayor facilidad de flujo, atribuida a la orientación de las cadenas en la dirección del flujo. Y en consecuencia una viscosidad estable (37.09 mPa*s). Por el contrario, la estructura del gel es más rígida y su capacidad de bloqueo, indican un valor de C inferior, refleja mayor resistencia de flujo, con incrementos de viscosidad hasta 128.9 mPa*s con el aumento de la tasa de cizallamiento.