SURFACTANTES ENORDET PARA RECUPERACIÓN MEJORADA DE PETRÓLEO

Transcripción

1 SURFACTANTES ENORDET PARA RECUPERACIÓN MEJORADA DE PETRÓLEO Extrayendo el máximo rendimiento de su campo Shell Chemicals

2 Revitalice sus campos MADUROS con surfactantes ENORDET chemicals/enordet Cuando un campo petrolífero alcanza el final de su vida normal, la mayor parte del petróleo (como promedio dos tercios) permanece en el subsuelo debido a que es demasiado difícil o costoso extraerlo. Estimaciones sugieren que la recuperación de un 1% adicional en todo el mundo supondria un incremento adicional equivalente a millones de barriles de petróleo. Las técnicas de Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR) están dirigidas a extraer más petróleo crudo de los yacimientos. Normalmente, cuando se han empleado las técnicas de recuperación primaria y secundaria, queda en el lugar entre el 60 y el 70% de la cantidad del petróleo original. La EOR, o recuperación terciaria, puede extraer una gran parte de ese petróleo remanente. Los beneficios son: el uso continuado de la infraestructura existente, permitiendo la administracion del petroleo descubierto, el aumento de la inversión y de los puestos de trabajo en las economías locales asi como un minimo impacto medioambiental. La EOR abarca una variedad de técnicas que inyectan vapor, gas o agua en el yacimiento de petróleo. La efectividad de estas técnicas puede mejorarse aún más mediante el empleo de detergentes y otros aditivos específicos. Shell Chemicals ha desarrollado tales detergentes (o surfactantes) y tiene capacidades de fabricación a gran escala que ofrecen una seguridad de suministros a largo plazo. Estos Detergentes para la Recuperación Mejorada de Petróleo (ENhanced Oil Recovery DETergents) se ofrecen bajo el nombre comercial de ENORDET. Los surfactantes ENORDET pueden disolverse en agua dulce o salada junto con polímeros (inundación SP) y álcalis (inundación ASP) e inyectarse en el yacimiento para aumentar la recuperación de petróleo. La inundación (A)SP podría ser una extensión lógica de su inundación con agua existente. Para obtener los mejores resultados posibles, la formulación (A)SP debe ajustarse a las condiciones del petróleo crudo y del yacimiento. Shell Chemicals puede apoyarle en el proceso de formulación y recomendarle la forma de determinar qué combinación de surfactantes ofrece el desempeño óptimo para su campo.

3 Por qué hacer negocios con Shell? SOPORTE AL CLIENTE Podemos proporcionar soporte en la formulación (A)SP para ayudarles a desarrollar una optima combinación de surfactantes (de tension interfacial ultra baja, IFT) que mejore su recuperacion de petróleo. Cuando se hace la formulación, deben tenerse en cuenta los parámetros del petróleo crudo, tales como el número ácido total (TAN) y la viscosidad, así como la composición de la salmuera (salinidad, presencia de iones divalentes como el Ca y el Mg). Deben discutirse las condiciones particulares del yacimiento, tales como la temperatura, la permeabilidad y el tipo de rocas, así como consideraciones prácticas, tales como la disponibilidad de agua dulce o agua ablandada (salina). Se pueden ofrecer pruebas de rendimiento de inundación de núcleo, empleando el petróleo crudo y la salmuera del cliente en las condiciones prevalecientes en el yacimiento. No obstante, pueden presentarse también restricciones origininadas por el tipo de ubicación. Por ejemplo, las ubicaciones marinas pueden plantear restricciones en el espacio de almacenamiento, el peso y la potencia disponible. RANGO DE PRODUCTOS E INNOVACIÓN Shell Chemicals ofrece un rango de surfactantes ENORDET que, mediante una formulación cuidadosa, pueden adaptarse a diversos crudos y diferentes condiciones del yacimiento. Estamos desarrollando continuamente nuevos grados de surfactantes para ampliar el rango de uso (salinidad, temperatura, etc) lo que permitirá que la tecnología (A)SP se despliegue en campos aún más exigentes. Logística Servimos a clientes de todo el mundo; los productos pueden enviarse mediante buques, barcazas, trenes y camiones. Se pueden disponer cantidades más pequeñas en IBC o tambores para pruebas piloto a pequeña escala. Salud, Seguridad y Medio Ambiente (HSE) Durante la fabricación, el transporte, el almacenamiento y el uso de los productos ENORDET, deben cumplirse todas las regulaciones de HSE. Shell Chemicals cumple con todas las regulaciones aplicables y tiene el compromiso de asegurar que todos sus productos se fabriquen, transporten, almacenen y apliquen de una manera responsable. Expertos dedicados de HSE, que trabajan en colaboración cercana con redes de HSE de la industria, pueden dar apoyo a los clientes de ENORDET en el cumplimiento de sus requisitos de HSE. Aseguramiento de la Calidad y Control de la Calidad (QA/QC) Shell fabrica productos de acuerdo con los más elevados estándares de la industria. Tenemos implementados procesos de QA/QC completos para asegurar que nuestros clientes reciban el producto de calidad que necesitan. Nuestras plantas tienen las certificaciones ISO 9001 e ISO Para facilitar el suministro y minimizar los requisitos de almacenamiento, estamos desarrollando nuevos formatos de envío de nuestros surfactantes, por ejemplo, proporcionando líquidos altamente concentrados, pastas y polvos.

4 Pozo de inyección Fluidos de inyección Bombas de inyección Fluido impulsor (agua) Amortiguador de agua dulce para proteger las sustancias químicas Pozo de producción Sustancias Sustancias químicas químicas para para control de liberación movilidad del petróleo Petróleo Recuperación adicional de petróleo (Banco de petróleo) (SE MUESTRA PATRÓN SIMPLE DE 5 PUNTOS) Flujo previo para acondicionar el yacimiento 1769 PROPORCIONANDO CANTIDADES DE SURFACTANTES DESDE EL SOPORTE DE LABORATORIO HASTA LA APLICACIÓN COMPLETA DEL CAMPO. Prueba de campo de pozo múltiple 0,5 5 kilotones Operación comercial kilotones pa 1769 Prueba de pozo simple kg Flujo del núcleo kilogramos Petróleo BOLSÓN DE EOR Porosidad = 0,25 Comportamiento de fase bajo costo gramos Tapa P T Producción Núcleo 20 pies Inyección

5 Cómo se utilizan los surfactantes ENORDET para la recuperación mejorada de petróleo? En la recuperación mejorada de petróleo basada en surfactantes, el yacimiento se inunda bombeando agua con un pequeño porcentaje (típicamente 0,3 1%) de surfactante. El surfactante vence las fuerzas capilares naturales mediante la disminución de la tensión interfacial (IFT) petróleo crudo/agua hasta un nivel ultra bajo. Esto permite que los glóbulos de petróleo del yacimiento fluyan a través de los poros de la roca y se unan para formar un banco de petróleo limpio. Pozo de inyección Fluidos de inyección Bomba de inyección Pozo de producción Petróleo (SE MUESTRA PATRÓN SIMPLE DE 5 PUNTOS) Para lograr este efecto, deben seleccionarse surfactantes ENORDET específicos, de acuerdo a las condiciones particulares del yacimiento: n temperatura n salinidad y concentración de iones divalentes del agua (dureza del agua) n tipo de crudo (viscosidad, TAN, etc.) La selección de los surfactantes correctos es importante para evitar la formación de emulsiones viscosas que puede impedir el transporte eficaz de la solución surfactante (y del banco de petróleo) a través del yacimiento. Con frecuencia se añaden álcalis a la solución surfactante acuosa para aumentar la eficiencia, ya que esto ayuda a reducir la adsorción del surfactante hacia las rocas. En el caso de crudos de elevado TAN, los álcalis generan jabones adicionales a través de la reacción con ácidos que existen naturalmente en el petróleo crudo. Usualmente, se añade un polímero soluble en agua, tal como la poliacrilamida parcialmente hidrolizada (HPAM) para aumentar la viscosidad de la fase acuosa y mejorar el control de la movilidad. Fluido impulsor (agua) Frente de amortiguación (agua) Frente de polimero Frente (A)SP Recuperación adicional de petróleo (Banco de petróleo) Flujo previo para acondicionar el yacimiento Generalmente se suele usar un frente de polímero, surfactante y alcali (A)SP, seguido de otro de solución de polímero (impulsor) que actúa como un pistón para empujar el banco de petróleo a través del yacimiento hasta los pozos de producción. Los grados ENORDET individuales pueden mezclarse para ajustarse a la salinidad de un yacimiento particular. Usualmente, se observan efectos sinergéticos cuando se combinan sulfonatos de olefina internos (IOS) con surfactantes del tipo de los sulfatos alcoxi alcohol (AAS).

6 Un rango de grados ENORDET para adaptarse a su yacimiento DATOS CLAVE PARA LOS SURFACTANTES ENORDET MAS COMUNES ENORDET tipo de surfactante Longitud de la cadena (N. o de carbonos) Salinidad aplicable* PO/EO por unidad de alcohol (mol/mol) IOS: sulfonato de olefina interno, AAS: sulfato alcoxi alcohol. Se pueden encontrar estructuras químicas más detalladas en los artículos de Shell publicados en las actas de la conferencia SPE, por ejemplo, SPE , Desarrollo de surfactantes para inundación química en condiciones de yacimientos difíciles. * el rango de salinidades donde puede aplicarse un surfactante depende de la formulación ** hasta 60 C para formulaciones SP, ligeramente superior para formulaciones ASP # la tolerancia efectiva de iones divalentes depende de la formulación rango de temperaturas aplicable ** tolerancia de ión divalente # O242 IOS C20-24 baja/media nd ambiente a 200 C limitada O332 IOS C15-18 alta nd ambiente a 200 C limitada O342 IOS C19-23 media nd ambiente a 200 C limitada O352 IOS C24-28 baja nd ambiente a 200 C limitada A771 AAS C16-17 baja/media 7 PO ambiente a 60 C excelente A031 AAS C16-17 media/alta 3 EO ambiente a 60 C excelente J771 AAS C12-13 baja/media 7 PO ambiente a 60 C excelente J11111 AAS C12-13 baja/media 11 PO ambiente a 60 C excelente J13131 AAS C12-13 baja/media 13 PO ambiente a 60 C excelente J071 AAS C12-13 muy alta 7 EO ambiente a 60 C excelente La columna de "salinidad aplicable" es solamente orientativa. Se puede alcanzar una salinidad objetivo óptima a través de la mezcla de surfactantes para adecuarla a las condiciones del crudo y del yacimiento. Por ejemplo, el ENORDET O332 puede usarse en ambientes de media y alta salinidad cuando se combina con otros surfactantes ENORDET. Tenga presente que esta tabla es orientativa; hay otros grados disponibles previa solicitud, por ejemplo, cuando su yacimiento exija surfactantes para salinidades aún más elevadas. Además, hay disponibles sulfonatos de alfa olefina (AOS). Los AOS y los alquil aril sulfonatos se desarrollaron como agentes espumantes y Shell Chemicals puede suministrar las materias primas así como acordar la fabricación de estos productos. Esta tabla no incluye cosolventes ni solubilizadores acuosos. Varios de los etoxilatos de alcohol NEODOL de Shell pueden funcionar como solubilizadores para mejorar la solubilidad acuosa de los principales surfactantes y para reducir la viscosidad de las micro emulsiones. Consulte también los cosolventes y los solubilizadores acuosos.

7 Cosolventes y solubilizadores acuosos Con frecuencia, las formulaciones ASP o SP requieren de cosolventes para mejorar la solubilidad acuosa y reducir la viscosidad de las micro emulsiones. El SBA y el IPA son cosolventes típicos, ambos alcoholes de bajo peso molecular. Los alcoholes y etoxilatos de alcohol NEODOL de Shell son solubilizadores superiores. La principal ventaja que ofrecen con respecto a los alcoholes de bajo peso molecular es su efectividad a concentraciones mucho más bajas, reduciendo así los costos de logística. También son menos volátiles, lo que minimiza los riesgos para la salud, la seguridad y el medio ambiente. Consulte también el artículo de SPE de la Universidad de Texas: SPE130007, El papel de los cosolventes y los cosurfactantes en el robustecimiento de las inundaciones químicas. Consulte nuestro sitio Web para obtener información más extensa acerca de los productos NEODOL: Surfactantes ENORDET concentrados Desde los puntos de vista de la logística y la operación, es deseable enviar surfactantes concentrados, ya que se minimizan los costos de transporte y se reduce el espacio de almacenamiento necesario. Según la concentración y el tipo de surfactante, los surfactantes ENORDET varían sus propiedades físicas desde líquidos (baja viscosidad) hasta pastas de mayor viscosidad. Mezclas Para simplificar las operaciones de campo, puede ser deseable enviar el sistema surfactante como una mezcla concentrada en lugar de enviar los surfactantes individualmente; esto tiene la ventaja de requerir un solo tanque de almacenamiento para surfactantes y de que no haya necesidad de realizar un proceso de mezclado de surfactantes en el lugar. Un beneficio adicional es que una combinación de surfactantes IOS y AAS con frecuencia resulta en un líquido de menor viscosidad incluso a elevadas concentraciones, lo que facilita el manejo. Shell Chemicals puede desarrollar mezclas concentradas específicas para cada cliente. Deben tenerse en cuenta varios factores. Estos incluyen: condiciones locales tales como el clima prevaleciente, opciones de almacenamiento, retos logísticos (por ejemplo, suministro a instalaciones marinas), modos de envío y finalmente, disolución del producto en el flujo de agua a inyectar. Dadas las muchas posibilidades, el desarrollo de las mezclas debe llevarse a cabo en cercana colaboración con el cliente. Continuamos desarrollando soluciones aún más económicas y seguras para el transporte y el almacenamiento. Un ejemplo es el desarrollo de surfactantes en polvo.

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9 Ingredientes de la mezcla n El proceso (A)SP usa una mezcla fluida que comprende más del 97% de agua, la cual puede obtenerse a partir de diversas fuentes, incluyendo agua coproducida (agua salina, no potable). n Los ingredientes ASP son comparables a productos domésticos comunes: n Un álcali, típicamente carbonato de sodio (también conocido como sal de soda o ceniza de soda ), se usa en las mezclas ASP: n La concentración del álcali está usualmente entre el 1% y el 2%, n Surfactantes n La concentración de los surfactantes en la mezcla (A)SP está usualmente entre el 0,3% y el 1%, n Los surfactantes son similares, pero no idénticos, a los encontrados en muchos productos que usamos a diario: champú, detergente para lavandería, jabones lavavajillas, etc. n Polímeros n La concentración de los polímeros en la mezcla (A)SP está usualmente entre el 0,1% y el 0,3%, n El polímero usado es poliacrilamida parcialmente hidrolizada (HPAM). Los polímeros HPAM se usan en muchas aplicaciones de tratamiento y purificación de agua, así como también en pañales.

10 La ventaja de Shell Seguridad de suministro Ofrecemos un suministro fiable acorde a la escala de crecimiento de sus negocios. Colectivamente, las empresas químicas de Shell son las mayores productoras globales de olefinas, alcoholes y alcoxilatos de alcohol, los cuales constituyen las materias primas para el rango de productos ENORDET. Fabricamos tanto en Estados Unidos (3 unidades, en Geismar y Luisiana) como en la Unión Europea (1 unidad, Stanlow, Reino Unido). Servicio al cliente Calidad Tenemos equipos de ventas y de centros de clientes en seis continentes disponibles para recomendar productos y ayudarle a desarrollar soluciones de suministro óptimas. El personal experimentado radicado en Houston y Amsterdam proporciona también soporte técnico exclusivo. Puede comunicarse con nosotros a través de nuestra página Web ( enordet) o directamente a través de nuestro centro de servicio al cliente. Las plantas tienen certificaciones ISO 9001 e ISO y monitoreamos continuamente nuestros procesos, desde la descarga de las materias primas hasta la entrega de los productos. HSE y administración de los productos Las empresas químicas de Shell son proactivas en los campos de la salud, la seguridad y el medio ambiente. Nuestros expertos en HSE pueden proporcionar capacitación y evaluaciones acerca de la manipulación y el uso apropiados de nuestros productos.

11 Interfaces electrónicas Shell Chemicals ofrece una variedad de soluciones de comercio electrónico para hacer los pedidos y gestionar nuestro inventario de ENORDET de manera rápida y fácil. El Salón del cliente es una interfaz segura basada en la Web donde puede realizar sus pedidos, seguirlos y gestionarlos. A través de la red de transacciones Elemica, el comercio electrónico se vuelve más eficiente mediante procesos estandarizados. En la Web Shell Chemicals le permite el acceso a años de desarrollo técnico detrás de los productos ENORDET en nuestro sitio Web: Las descargas de información en formato PDF incluyen hojas de datos, artículos técnicos, MSDS y literatura sobre seguridad.

12 SURFACTANTES PARA EOR Surfactante Agente activo superficial, sustancia química (realmente un jabón) diseñada para disminuir la tensión interfacial (IFT) entre el petróleo y el agua. La IFT se disminuye típicamente desde mn/m (dina/cm) a valores inferiores a 0,001 mn/m. A esta IFT extremadamente baja, tienden a formarse micro emulsiones, las cuales son termodinámicamente estables. Las micro emulsiones de baja viscosidad se requieren para minimizar las pérdidas de surfactante dentro del yacimiento y la selección de los surfactantes es crítica para facilitar esto. Formulación de polímeros surfactantes alcalinos El transporte eficaz de la solución acuosa (y del banco de petróleo) a través del yacimiento es la clave para el éxito de la EOR basada en surfactantes y esto se logra a través del diseño de una formulación optimizada. Usualmente, se añade un polímero soluble en agua, tal como la poliacrilamida parcialmente hidrolizada (HPAM) para aumentar la viscosidad de la fase acuosa para mejorar el control de la movilidad. Con frecuencia se añaden álcalis a la solución acuosa para aumentar la eficiencia, ya que esto ayuda a reducir la adsorción del surfactante hacia las rocas. En el caso de petróleos de "elevado TAN", los álcalis también generan surfactantes adicionales a través de las reacciones con los ácidos presentes. Estos surfactantes ayudan en la generación de una IFT ultra baja entre el aceite y el agua. Prueba de comportamiento de fase Para probar la capacidad de ciertas formulaciones surfactantes para PCoE, La Haya generar una IFT ultra baja y formar una micro emulsión entre un crudo en particular y la salmuera inyectada, se llena un conjunto de tubos de ensayo con solución de ASP y crudo. El contenido se mezcla bien y se observa a lo largo del tiempo mientras se mantienen en un horno a la temperatura del yacimiento. Cada tubo de ensayo tiene una salinidad diferente, lo que permite una exploración de la salinidad. La salinidad a la cual se desarrolle el mayor volumen de micro emulsión como una fase intermedia tiene el mayor potencial para esa formulación particular de ASP. Las formulaciones seleccionadas se prueban además en experimentos de inundación de nucleo que simulan la propagación del fluido y la recuperación de crudo en el yacimiento. Exención de responsabilidad Shell Chemicals se refiere a las diferentes empresas del Grupo Shell involucradas en el negocio de las sustancias químicas. El Grupo Shell se refiere a las empresas en las cuales Royal Dutch Shell plc. posee inversiones directas o indirectas. Cada una de las empresas que constituyen el Grupo Shell es una entidad independiente y tiene su propia identidad separada. La información contenida en esta publicación es, según nuestro leal saber y entender, verdadera y exacta, pero cualquier recomendación o sugerencia que pueda hacerse es sin garantía, ya que las condiciones de uso están más allá de nuestro control. Además, nada de lo contenido aquí se interpretará como una recomendación para utilizar algun producto en conflicto con patentes existentes. ENORDET, NEODENE, NEODOL y NEOFLO son marcas comerciales de las empresas del Grupo Shell. Visite nuestro sitio Web para contactarnos. Publicado en abril de Todos los derechos reservados. Los derechos de autor de este documento son de Shell Chemicals Europe B.V., Rotterdam, Holanda. Todos los derechos reservados. Este documento no puede reproducirse, guardarse en ningún sistema de recuperación ni transmitirse de ninguna forma ni por cualquier medio, ni en su totalidad ni en parte, sin la autorización previa por escrito del propietario de los derechos de autor.