Investigação Experimental do Potencial da Combinação de Salinidade Controlada e Bio-Surfatante CSBS em Processos de Recuperação Avançada de Óleo

(Nigeria Annual International Conference and Exhibition, Agosto 2018)

Objetivo

Este artigo é um sumário do estudo experimental conduzido por Dr, Tinuola Udoh no âmbito da sua tese de Doutoramento da Universidade de Aberdeen, Escola de Engenharia.

Introdução

Estudos recentes mostraram que as propriedades da água podem ser modificadas com base na composição e concentração do sal, resultando em recuperações de óleo mais elevadas em comparação com os métodos convencionais de inundação de água em que a formação de salmoura é injetada. A injeção de água de salinidade controlada é um método novo de recuperação terciária de óleo (EOR) que tem aumentado a atenção da indústria petrolífera devido à sua eficiência em deslocamento de óleo, viabilidade, facilidade de aplicação, disponibilidade da água, custos de investimento e operação baixos. Além disso, estudos mostraram que a combinação de água de salinidade controlada com surfatantes químicos aumenta a recuperação mesmo aplicando os métodos separadamente. Contudo, os surfatantes químicos apresentam desafios importantes que necessitam de ser resolvidos antes de usá-los. Logo, tem havido um crescente foco no estudo de surfatantes biológicos como bons substitutos de surfactantes químicos em processos de EOR.

O objetivo deste estudo é investigar o potencial da aplicação de bio-surfatantes que respeitem o ambiente, ramnolipídeos e GreenZyme®, combinados com água de salinidade controlada em processos de EOR. Esta investigação inclui: testes de solubilidade dos bio-surfatantes em vários níveis de salinidades para verificar a compatibilidade com a salinidade dos reservatórios de óleo, emulsificação e testes de tensão interfacial (IFT) entre interações de óleo-salmoura em vários níveis de salinidade e efeitos de molhabilidade através de embebição espontânea. A combinação de bio-surfatantes em injeção de água de salinidade controlada foi avaliada com experiências de inundação de carote usando amostras de rochas carbonatadas, óleo bruto morto e soluções salinas sintéticas.

Preparação de materiais e amostras: 1) Todas as soluções salinas foram preparadas com reagentes NaCl, CaCl2, 2HCl2, MgCl2, 6H2O e Na2SO4 sais com >95% pureza; 2) O óleo bruto usado é um óleo morto leve do Mar do Norte (Densidade 0.906 g/cc, Viscosidade 60.422 cp, °API 24.75); 3) Concentração de bio-surfatantes 1wt.%; 4) carotes do afloramento das rochas carbonatadas Estaillades de França.

Resultados

Solubilidade do Bio-surfatante: GreenZyme® é solúvel em todas as soluções de eletrólitos a todas as temperaturas testadas.

Atividade de Emulsificação: Foi descoberto que a atividade de GreenZyme® é monótona com o tempo e a dispersão é mais ampla com o grau de salinidade. Inicialmente, foi observada uma correlação direta entre a atividade de emulsificação e a salinidade da salmoura, mas quando atingido o equilíbrio, um efeito semelhante foi observado com as soluções salinas e um elevado índex de emulsão de 50.00±4% com água de salinidade controlada.

Tensão Interfacial (IFT): Foi observada uma redução da tensão interfacial de óleo-salmoura com o uso de GreenZyme®. À medida que a concentração aumenta de 0 para 5%, o IFT foi reduzido de 15.56 mN/m a 2 MN/m (uma redução de 87%).

Molhabilidade: Os testes de embebição com a solução GreenZyme® mostraram que a molhabilidade sofre alterações após adicionar GreenZyme® à água de salinidade controlada, aumentando a eficiência.

Experiências de Deslocamento em Carotes:

Inundação de Salinidade Controlada em 3 Etapas: os espaços porosos dos carotes foram continuamente preenchidos por água de alta salinidade, seguidamente por água de salinidade controlada e por fim água de salinidade controlada misturada com GreenZyme®. O primeiro deslocamento contou com 71.45% de recuperação de óleo, o segundo adicionou 12.07% e o terceiro adicionou mais 1.86%, perfazendo um total de 81.6%.
Inundação de Salinidade Controlada em 2 Etapas: os espaços porosos dos carotes foram continuamente preenchidos por água de salinidade controlada, seguida de um deslocamento com água de salinidade controlada misturada com GreenZyme®. A recuperação de óleo com o primeiro deslocamento foi de 77.73%, enquanto o segundo adicionou outros 3.87%, perfazendo um total de 81.6%.

Conclusão

O estudo demonstrou o potêncial do método de injeção de água de salinidade controlada misturada com GreenZyme® com o objetivo de recuperar óleo através de uma injeção estratégica. Os resultados deste estudo também vão ajudar a compreensão dos mecanismos intrínsecos deste tipo de métodos de EOR.

Os resultados apresentados mostraram que GreenZyme® é eficiente em qualquer ambiente salino, conseguindo emulsificar eficientemente o óleo bruto, reduzindo a tensão interfacial (IFT) significativamente, alterando a molhabilidade em função do estado molhado da água-enzima e por fim, as experiências de deslocamento no carote provaram que o GreenZyme® melhora a recuperação de óleo.

Picture: Lab test conducted by Petrobras, in Brazil 2008