ASFALTENOS EN EL YACIMIENTO DE PETROLEO

parafinas y asfaltenosDaño de formación por precipitación de asfaltenos en el reservorio
Los problemas asociados a precipitación de asfaltenos se pueden presentar en el yacimiento, en el pozo, en las facilidades de superficie, en el transporte de crudo y hasta en su procesamiento.

El problema principal para este estudio es la precipitación de asfaltenos en el yacimiento.

Durante el viaje de crudo a través de tuberías ya sea en el pozo o en superficie, los asfaltenos se pueden precipitar por la presencia de iones férricos combinados con condiciones ácidas, esto provoca la formación de sólidos conocidos como “lodo asfalténico” obstruyendo el libre flujo del crudo.

A nivel de procesamiento, los asfaltenos causan una limitación general en la eliminación de azufre del crudo durante la refinación, por lo que el porcentaje de crudo refinado disminuye.

Los principales problemas causados por la precipitación de asfaltenos a nivel de yacimiento son: Alteración en la humectabilidad de la roca, bloqueo por emulsiones estables y reducción de la permeabilidad absoluta del yacimiento por taponamiento.

Los asfaltenos debido a su alta polaridad, aromaticidad y alto peso molecular son adsorbidos por
superficies de alta energía presentes en el yacimiento, estas son la superficie de la roca y la interfase agua-aceite, dependiendo de la superficie por la que sean adsorbidos es el daño resultante en el yacimiento, de ser la primera el daño es modificación de la humectabilidad, de ser la última el daño es bloqueo por emulsión agua-aceite.

Las superficies minerales limpias son fuertemente humectadas por agua. Cuando entran en contacto con una fase acuosa, se cargan: positiva, neutra o negativamente dependiendo del potencial zeta de la superficie. Al adicionar crudo al sistema, las moléculas polares o activas presentes en el crudo, los asfaltenos, tienden a desestabilizarse logrando así, viajar a través de la capa de agua que separa la roca del crudo y ser adsorbidos por la superficie cargada en este caso la roca.

La porción polar de la molécula asfalténica queda apuntando hacia la superficie de la roca mientras la porción no polar apuntando en dirección contraria dejando así a la roca con preferencia a ser humectada por el aceite, esto disminuye la permeabilidad efectiva al aceite y finalmente pérdidas en producción y reservas recuperables.

Cuando las moléculas de asfaltenos son adsorbidas por la interfase agua-aceite es debido a fuertes interacciones intermoleculares dipolo-dipolo, enlaces de hidrógeno, intercambio de electrones e interacciones ácido-base formando así una película viscoelástica alrededor de las gotas de agua dispersas en el crudo. Esta película de asfaltenos inhibe la movilidad del crudo al estabilizar la emulsión agua en aceite.

Cuando existen gotas de agua dispersas en una fase no humectante de aceite, la permeabilidad efectiva al aceite del medio decrece debido a que para que el crudo fluya por el medio poroso deberá gastar energía viscosa para lograr deformar las gotas emulsionadas de agua.

La cantidad de energía requerida es directamente proporcional al área superficial de la gota de agua. Si las fuerzas viscosas no son suficientes para vencer las fuerzas capilares que sostienen la gota de agua dentro del cuerpo del poro, los canales de flujo se bloquearán y como resultado el flujo de aceite al pozo se verá reducido.

La posibilidad de que exista daño por precipitación de asfaltenos no depende estrictamente de su alta cantidad presente en el crudo, sino más de la estabilidad de los mismos. La estabilidad de los asfaltenos a su vez depende de la presión, temperatura y composición del crudo.

Las condiciones operacionales y termodinámicas que contribuyen a la desestabilización, precipitación y posterior adsorpción de asfaltenos se pueden simplificar así:

  • Caída de Presión: uno de los factores más influyentes en la inducción de precipitación de sólidos del crudo, es más crítico cuando el crudo es rico en finales de cadenas livianos cuando está justo por encima de la presión de burbuja.
  • Caída de Temperatura: la temperatura se considera que tiene un efecto indirecto sobre la precipitación de asfaltenos. Puede afectar la solubilidad de las resinas, y puede llevar a la creación de parafinas las cuales atrapan a los asfaltenos cuando se solidifica.
  • Inyección de CO2: CO2 causa desestabilización de los asfaltenos debido a una reducción del pH y cambios en la composición del crudo, es responsable también de formación de emulsiones rígidas en presencia de crudos asfálticos.
  • Inyección de Gas Miscible: el flujo de gas rico desestabiliza los asfaltenos mediante una reducción de la relación Carbono/Hidrógeno en la solución.
  • Mezcla de Corrientes de Crudo: la más probable causa de precipitación de asfaltenos es un cambio en el pH a causa de un ácido orgánico natural proveniente de otro crudo.
  • Estimulación de Pozos: Acidificación en mayor parte, implica cambios drásticos en el equilibrio químico de la solución, cambios de pH y liberación de CO2.
  • Efectos Electrocinéticos: causados por la corriente del flujo de fluidos en el yacimiento, altas velocidades favorecen la desestabilización por cambios en el potencial eléctrico de las partículas coloidales.

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