Uso de nanopartículas de sílice para la estabilización de finos en lechos empacados de arena Ottawa

Abstract

Las partículas finas débilmente cementadas a la matriz porosa pueden ser liberadas y movilizadas, causando reducciones en la porosidad y permeabilidad de un yacimiento y disminuyendo el recobro de petróleo. Con el fin de determinar el daño de formación por migración de finos y dar una posible solución a este problema, se desarrolló un sistema de adsorción en lechos empacados en los cuales se simuló experimentalmente la estabilización de los finos mediante el uso de nanopartículas. Los lechos adsorbentes usados fueron preparados con arena Ottawa y esferas de vidrio (radio promedio de 0,53 mm). Se usaron tres lechos de arena: uno sometido a un proceso de lavado (lecho humectable al agua), otro sometido a un proceso de daño usando un crudo colombiano extrapesado (lecho humectable al aceite) y un último compuesto de arena tratada con nanopartículas de sílice (5-15 nm). Con las esferas de vidrio se prepararon dos lechos: uno con las esferas lavadas y otro con las esferas impregnadas con nanopartículas. La suspensión de finos se preparó con nanopartículas de alúmina (50 nm) y agua destilada. Se observó que los lechos tratados con nanopartículas seguían los patrones idealizados de las curvas de ruptura, indicando que las nanopartículas de sílice inhiben la migración de finos debido a su alta capacidad adsortiva.

Adsorption-desorption of n–C7 asphaltenes over micro- and nanoparticles of silica and its impact on wettability alteration

“…Hence, as proven by the studies above, once asphaltene compounds are adsorbed on the reservoir rock surface, wettability is altered to an oil-wet state until an effective treatment for asphaltene desorption is applied. Recently, nanoparticles have shown high potential for in-situ applications in the areas of inhibition of different types of formation damage (Franco, Nassar, Ruiz, Pereira-Almao, & Cortés, 2013c;Hashemi et al, 2015;Kazemzadeh, Malayeri, Riazi, & Parsaei, 2015a;Nassar, Betancur, Acevedo, Franco, & Cortés, 2015a;Shayan and Mirzayi, 2015;Zabala et al, 2014), enhanced oil recovery (Ehtesabi, Ahadian, & Taghikhani, 2014;Giraldo, Benjumea, Lopera, Cortés, & Ruiz, 2013a;Hashemi, Nassar, & Almao, 2014a;Hashemi, Nassar, & Pereira-Almao, 2012;Hashemi, Nassar, & Pereira Almao, 2013a;Hosseinpour, Mortazavi, Bahramian, Khodatars, & Khodadadi, 2014;Karimi et al, 2012;Kazemzadeh et al, 2015b) and heavy and extra-heavy oil upgrading (Franco et al, 2013b;Franco et al, 2014;Franco et al, 2015;Hamedi Shokrlu and Babadagli, 2013;Hosseinpour, Khodadadi, Bahramian, & Mortazavi, 2013;Hashemi, Nassar, & Pereira Almao, 2013b;Hashemi, Nassar, & Pereira Almao, 2014b;Mora, Franco, & Cortés, 2013;Nassar et al, 2015b;Nassar et al, 2012). Regarding the asphaltene-related problems, nanoparticles can restore wettability from an oil-wet state to a waterwet state (Giraldo et al, 2013a;Karimi et al, 2012).…”

“…Also, regarding asphaltene precipitation/deposition, nanoparticles can selectively adsorb asphaltenes from large asphaltene aggregate systems, leading to the reduction of the mean asphaltene aggregate size, which subsequently decreases the probability of asphaltene precipitation and deposition (Nassar et al, 2015a;Zabala et al, 2014). In thermal processes, such as insitu combustion, once asphaltenes are adsorbed on the nanoparticle surface, aquathermolysis or thermolysis, a catalytic cracking of the asphaltene molecule, can occur, leading to the formation of new and lighter compounds that would promote the in-situ upgrading of heavy and extra-heavy oils (Franco et al, 2013b;Franco et al, 2014;Franco et al, 2015;Hamedi Shokrlu and Babadagli, 2013;Hashemi et al, 2013b;Hashemi et al, 2014b;Mora et al, 2013;Nassar et al, 2015b;Nassar et al, 2012;Nassar et al, 2011a). However, the re-use of nanoparticles and the changes in their intrinsic properties after asphaltene adsorption are not yet fully understood.…”