Evaluación experimental de la inyección de surfactantes en la formación Mugrosa, mediante el estudio de la adsorción y su impacto en la eficiencia de desplazamiento de crudo

Mendoza Ramírez, Christian David

Evaluación experimental de la inyección de surfactantes en la formación Mugrosa, mediante el estudio de la adsorción y su impacto en la eficiencia de desplazamiento de crudo

dc.contributor.advisor	Gambús Ordaz, Maika Karen
dc.contributor.advisor	Mercado Ojeda, Ronald Alfonso
dc.contributor.author	Mendoza Ramírez, Christian David
dc.contributor.evaluator	León Bermúdez, Adán Yovani
dc.contributor.evaluator	Carrillo Moreno, Luis Felipe
dc.date.accessioned	2024-05-06T19:43:41Z
dc.date.available	2024-05-06T19:43:41Z
dc.date.created	2024-04-26
dc.date.embargoEnd	2025-05-01
dc.date.issued	2024-04-26
dc.description.abstract	En Colombia, la Formación Mugrosa es el tercer yacimiento más grande del país en términos de OOIP con un valor de 10.2% con respecto a las reservas probadas y donde no se implementa recobro químico a base de surfactantes, debido a la utilización de métodos convencionales como inyección de agua. Los surfactantes, basados en su propiedad de reducir la tensión interfacial entre el petróleo crudo y el agua, son una aplicación potencial de la recuperación química mejorada de petróleo (CEOR); sin embargo, la alta tasa de retención de surfactantes asociada a la adsorción y a la complejidad mineralógica genera una limitación en la eficiencia de desplazamiento del crudo. Este trabajo de investigación presenta una evaluación experimental de surfactantes para muestras de la Formación Mugrosa, teniendo en cuenta la composición mineralógica y petrofísica de la roca, el estudio de la adsorción estática-dinámica y su eficiencia de desplazamiento de crudo; las muestras de rocas evaluadas están compuestas por un 27% de minerales arcillosos, donde predominan la caolinita y la clorita por su capacidad de intercambio catiónico (CIC) responsables de la adsorción, que afecta la inyección de los surfactantes, producto de los minerales abundantes con alta capacidad de intercambio catiónico como Caolinita (Al2Si2O5(OH)4) y Clorita (Mg2.5Fe1.65Al1.5Si2.2 Al1.8O10(OH)8), que aportan ambientes de cargas negativas asociadas a la naturaleza elemental., entre otros tipos de rocas sedimentarias identificadas durante los análisis experimentales de petrofísica, difracción de rayos X (XRD) y espectrometría electrónica de barrido (SEM). La cantidad de tensioactivos adsorbida en minerales de roca arcillosa se miden mediante espectroscopia ultravioleta-visible (UV-vis) con una adsorción estática promedio de 0.7 g/g de roca, donde existe una máxima capacidad de adsorción del sustrato rocoso debido al contacto directo de los surfactantes a lo largo de toda el área superficial durante un tiempo prolongado de 24 horas en comparación con la adsorción dinámica dada en un valor de 0.26 g/g roca. Sin embargo, en las pruebas de desplazamiento a condiciones de yacimiento a 140°F y con salmuera de 9330 ppm, la inyección del producto de surfactantes identificado como EOR50 en el medio poroso, alcanza una eficiencia de desplazamiento de petróleo del 6% adicional de crudo residual que permanece sin desplazar después de la inyección de agua en las muestras de roca Berea y Formación Mugrosa, demostrando una potencial aplicación de recuperación mejorada en mineralogías complejas como la Formación Mugrosa y a su vez, generando una disminución significativa en el valor de la tensión interfacial en el crudo de 49.61 mN/m a 0.1 mN/m medido a 140 ºF y un mecanismo de desplazamiento para la producción del crudo.
dc.description.abstractenglish	In Colombia, the Mugrosa Formation is the third largest deposit in the country in terms of OOIP with a value of 10.2% with respect to the proved reserves and where chemical recovery based on surfactants is not implemented, due to the use of conventional methods such as water flooding. Surfactants, based on their property of reducing the interfacial tension between crude oil and water, are a potential application of chemical enhanced oil recovery (CEOR); however, the high surfactant retention rate associated with adsorption and mineralogical complexity generates a limitation in the crude oil displacement efficiency. This research work presents an experimental evaluation of surfactants for samples from the Mugrosa Formation, taking into account the mineralogical and petrophysical composition of the rock, the study of static-dynamic adsorption and its oil displacement efficiency; The rock samples evaluated are composed of 27% clay minerals, where kaolinite and chlorite predominate due to their cationic exchange capacity (CEC) responsible for adsorption, which affects the injection of surfactants, a product of the abundant minerals with high cation exchange capacity such as Kaolinite (Al2Si2O5(OH)4) and Chlorite (Mg2.5Fe1.65Al1.5Si2.2 Al1.8O10(OH)8), which provide negative charge environments associated with elemental nature., among others types of sedimentary rocks identified during experimental analyzes of petrophysics, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron spectrometry (SEM). The amount of surfactants adsorbed on clay rock minerals is measured by ultraviolet-visible (UV-vis) spectroscopy with an average static adsorption of 0.7 g/g of rock, where there is a maximum adsorption capacity of the rock substrate due to the direct contact of surfactants along the entire surface area for an extended time of 24 hours compared to the dynamic adsorption given at a value of 0.26 g/g rock. However, in displacement tests at reservoir conditions at 140°F and with 9330 ppm brine, injection of the surfactant product identified as EOR50 into the porous medium achieves an oil displacement efficiency of an additional 6% of crude oil. residual that remains undisplaced after water injection in the Berea and Mugrosa Formation rock samples, demonstrating a potential application of improved recovery in complex mineralogies such as the Mugrosa Formation and in turn, generating a significant decrease in the value of interfacial tension in the crude oil from 49.61 mN/m to 0.1 mN/m measured at 77 ºF and a displacement mechanism for the production of the crude oil.
dc.description.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001760159
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería de Hidrocarburos
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/42317
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Maestría en Ingeniería de Hidrocarburos
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería de Petróleos
dc.rights	info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Surfactantes
dc.subject	Formación Mugrosa
dc.subject	Minerales de arcilla
dc.subject	Adsorción estática y dinámica
dc.subject	Eficiencia de desplazamiento de crudo
dc.subject.keyword	Surfactants
dc.subject.keyword	Mugrosa Formation
dc.subject.keyword	Clay Minerals
dc.subject.keyword	Static and Dynamic Adsorption
dc.subject.keyword	Crude Oil Displacement Efficiency
dc.title	Evaluación experimental de la inyección de surfactantes en la formación Mugrosa, mediante el estudio de la adsorción y su impacto en la eficiencia de desplazamiento de crudo
dc.title.english	Experimental Evaluation of the Surfactants Injection in the Mugrosa Formation, through the Study of the Adsorption and its Impact on the Crude Oil Displacemente Effiency
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría