7/28/2019 presentacin SURFACTANTES
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LOS SURFACTANTES Y SU
APLICACIN EN LA INDUSTRIAPETROLERA
CRISTHIAN MARTIN TRUJILLO
HECTOR HERNAN MESA VASQUEZJEISON PEA LONDOONELSON FABIAN TIQUE
YANET VELEZ MORALES
Tcnico Laboral en Produccin de Pozos de Petreos
ECAPETROL SAS
ESCUELA DE CAPACITACION PETROLERA
VILLAVICENCIO META
PRIMER SEMESTRE 2013
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sustancia, tambin conocida como agente tensioactivo, son
agentes de humectacin, con doble afinidad que le confiere suestructura molecular, constituida por una parte polar (hidrofilica) yotra apolar (lipofilica), tienen actividad interfacial y se absorbe auna interfase liquido/liquido o a una superficie solido/fluido enforma orientada, disminuyendo la tensin superficial de un liquido,
permitiendo una mayor facilidad de dispersin y bajando la tensininterfacial entre dos lquidos.
SURFACTANTE.
AGUA
ACEITE
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QUE ES UNA MICELA Polmero de asociacin en el cual el surfactante alcanza
una posicin ms favorable. Las micelas formadas en un
ambiente acuoso pueden tener una variedad de formas, con
un exterior hidroflicos y un ncleo hidrofbico. En un
ambiente no polar, como aceite, se formaran micelas
inversas con un exterior lipoflico y un ncleo hidroflico. El
tamao de las micelas es del orden de 10 a 100 y pueden
contener varias decenas y an centenas de molculas
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QUE ES TENSION INTERFACIAL:Es la fuerza por unidad de longitud queexiste en la interface entre dos fluidosinmiscibles.
La tensin interfacial acta para mantenerel rea interfacial a un mnimo.Comnmente es medida en dinas o mili-
dinas por centmetro
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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA REDUCCION DELA TENSION INTERFACIAL
Cadena de Hidrocarburos Carga interfacial Absorcin del Surfactante
Angulo de Contacto
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FUNDAMENTO TEORICO DE LOS SURFACTANTESFUERZA CAPILAR VS FUERZAS
VISCOSAS
Las fuerzas capilares son las principalesresponsables de la saturacin residual de
petrleo presente en zonas barridas por
agua.
La relacin entre fuerzas viscosas y fuerzas
capilares est dada por el nmero capilar,
NC.
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FUERZA CAPILAR VS FUERZAS VISCOSAS 1Donde,
Nc : es el nmero capilarV : velocidad del fluido de empuje : viscosidad del fluido de empuje : tensin interfacial
Considerando dos poros en paralelo con un poro superior que contiene un glbulo de
petrleo atrapado por fuerzas capilares; la ecuacin de laplace nos permite calcular la
cada de presin a travs de la interfase
P = . P =Cada de presin
= Tensin interfacial = Curvatura, aproximadamente el inverso del radio del poro
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En el poro inferior la fase continua, agua osalmuera, puede fluir y ejercer entonces una
fuerza de drenaje dada por las relaciones de
darcy o de poiseuille para un capilar
FUERZA CAPILAR VS FUERZAS VISCOSAS 2
P =Diferencia de presin entre los extremos del glbulo
L = Longitud del glbulo de un poro o grano de arena
V = Velocidad superficial de desplazamiento de la fase continua
= Viscosidad de la fase continua
K = Permeabilidad del medio poroso.
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= 0.1 mm-1
L = 100 mm
Pcapilar = 1000 Pa
= 1 cP
v = 1 m/da
Pviscoso = 11.73 Pa
= 10 dina/cm
k = 100 milidarcies
FUERZA CAPILAR VS FUERZAS VISCOSAS 3
se han calculado fuerzas capilares 1000 a 10000 veces ms altas quelas fuerzas viscosas que se pueden lograr por inyeccin de fluidos
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PROPIEDADES DE LOS SURFACTANTES 1Todas las aplicaciones y usos de los surfactantes provienen de dos
propiedades fundamentales de estas sustancias
1. ADSORCIONfenmeno espontneo impulsado por la disminucin de energalibre del surfactante al ubicarse en la interfase y satisfacer total o
parcialmente su doble afinidad polar - no polar. La adsorcin deun surfactante en una superficie gas-liquido o en una interfaseliquido-liquido, produce en general una reduccin de la tensinsuperficial o interfacial.
AGU
A
AIRE ACEITE
SOLID
OAGUA
AGUA
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2. ASOCIACION
Su tendencia a asociarse para formar
estructuras organizadas
AGUA
ACEITE
PROPIEDADES DE LOS SURFACTANTES 2
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SOLUBILIZACION A partir de la concentracin micelar crtica (CMC), la
solubilizacin aumenta considerablemente, ya que el
hidrocarburo penetra dentro del corazn de las micelas
PROPIEDADES DE LOS SURFACTANTES 3
Solubilizacin del petrleo en las micelas
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CONDICIONES DEL FLUIDO PARA LA APLICACINDE SURFACTANTES 1. 1. CARACTERSTICAS DE LOS FLUIDOS
Parmetro Rango
Gravedad > 20 API
Viscosidad < 35 cp
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2. CARACTERSTICAS DEL YACIMIENTO
CONDICIONES DEL FLUIDO PARA LA APLICACINDE SURFACTANTES 2.
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Parmetro RangoTemperatura < 200 F
Transmisibilidad NC
Porosidad NCPermeabilidad > 10 md
Parmetro RangoProfundidad < 9000 ft
Espesor NC
Litologa ArenasSalinidad
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OBJETIVO DE LA UTILIZACION DE SURFACTANTES El objetivo principal es recobrar el petrleo
residual de 10 a 20% del volumen poroso,
que permanece despus de la recuperacin
primaria o de una inyeccin de agua.
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CLASIFICACION DE LOS SURFACTANTES 1.
La principal forma de clasificar los surfactanteses por la presencia de grupos formalmente
cargados en sus cabezas o grupos polares.
1. ANINICOS : Su carga es negativa
2. CATIONICOS: Su carga es positiva3. ANFOTRICOS : Una cabeza con 2
grupos de cargas opuestas
INICOS:Sus cabezas tienen carga;positiva, negativa, las dos al tiempo
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CLASIFICACION DE LOS SURFACTANTES 2.
NO INICOS: Un surfactante noinico no tiene grupos con carga en suscabezas
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NOMBRES DE ALGUNOS SURFACTANTES 1
ANIONICOS:Dodecil sulfato de sodio (SDS)
Lauril eter sulfato de sodio (SLES)
Al quli benceno sulfonato
CATINICOS:Bromuro de cetil trimetil amonio (CTAB).
Cloruro de cetil piridinio (CPC)
Cloruro de bencetonio (BZT)
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NOMBRES DE ALGUNOS SURFACTANTES 2
ANFOTERICOS:Dodecil betaina
. Oxido de dodecil dimetil amina
Coco amfo glicinato
NO IONICOS
Alquil poli oxido de etileno
Octil glucsido
Alcohol oleico
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ELECCION DEL SURFACTANTE 1. Desde que cada proyecto de recuperacin
terciaria es independiente, nico y las condicionesvaran, es extremadamente importante disear yformular el agente tensioactivo adecuado con el
objeto de optimizar el tratamiento.
En los ltimos tiempos han aparecido en el mercadonuevos agentes tensioactivos que permiten la
implementacin de tcnicas SP y aun solo agentetensioactivo, con xito, con el consiguienteahorro de inversin en equipos y productos.
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ELECCION DEL SURFACTANTE 2. TECNOLOGIA (ASP) Alcali-surfactante-
polmero
El uso del lcali podr causarCorrosin de los equipos
Incrustaciones en la formacin
Pozos productores obturados que requerirn
tratamiento de fractura para que vuelvan aproducir.
Disminucin de desarrollo de viscosidad delpolmero.
Aumento de consumo de polmero
Mayores costos de mantenimiento
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ELECCION DEL SURFACTANTE 3. TECNOLOGIA (SP) Super Surfactante Muy efectiva
Se requieren muy bajas concentraciones desurfactante
Provee ultra bajas tensiones interfaciales (IFT)No se necesita tratamiento de agua intensivo
Tolerante a:+ Altos valores de slidos disueltos
+ Alto contenido de cationes divalentes+ Altas temperaturas
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ELECCION DEL SURFACTANTE 4.TECNOLOGIA (LSP) (Bajo alcali-surfactante polimero)
Combina las ventajas del ASP y el SPUsa 0.1 0.3% lcali
Reduce la adsorcin de surfactante Reduce la degradacin del polmero
Reduce el costo de mantenimiento Reduce la formacin de incrustaciones
Reduce el costo total de tratamiento
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