A salmoura de baixa salinidade injetada no petróleo bruto forma gotículas em nanoescala que ajudam a separar o petróleo da rocha em reservatórios, de acordo com os engenheiros da Rice University. O anel preto em torno das gotas, visto em uma imagem de microscópio eletrônico criogênico, é asfalteno. Crédito:Wenhua Guo / Rice University
Agora, há evidências de que óleo e água se misturam. Tipo de.
Cientistas da Brown School of Engineering da Rice University mostram que gotículas microscópicas de água salgada emulsificam o óleo cru quando cada uma tem a composição correta. Entender como eles se combinam é importante para melhorar a recuperação de óleo.
A engenheira química e biológica de arroz Sibani Lisa Biswal e seus colegas fizeram um grande esforço para caracterizar os três elementos mais importantes para a recuperação de petróleo:rocha, água e o próprio petróleo.
Eles confirmaram que os poços são mais produtivos quando a água com a concentração certa de sal é cuidadosamente combinada com o petróleo e a rocha, formação de carbonato ou arenito. Se a salmoura de baixa salinidade pode criar gotículas de emulsão em um produto bruto específico, a salmoura parece também alterar a molhabilidade da rocha. A molhabilidade determina a facilidade com que a rocha liberará óleo.
O trabalho da equipe aparece na revista Nature de acesso aberto Relatórios Científicos .
O co-autor Jin Song disse que os primeiros indícios do efeito da água do mar vieram de poços no Mar do Norte. "As empresas petrolíferas descobriram que, quando injetaram água do mar, que tem salinidade relativamente baixa, a recuperação de óleo foi surpreendentemente boa, " ele disse.
Mesmo com esse entendimento, ele disse que a pesquisa tem sido limitada. "Normalmente na indústria de petróleo e gás, quando eles estão olhando para água de baixa salinidade, eles tendem a se concentrar no efeito da salmoura e ignorar o efeito do óleo, "disse Song, que obteve seu Ph.D. na Rice este ano e agora é pesquisadora da Shell.
A salmoura de alta salinidade misturada com óleo bruto não parece emulsionar como a salmoura de baixa salinidade, de acordo com engenheiros da Rice University estudando o fenômeno. Seus resultados têm implicações para a recuperação aprimorada de óleo. Crédito:Wenhua Guo / Rice University
"Portanto, as pessoas não conseguiram encontrar um bom indicador ou qualquer correlação entre a eficácia da água de baixa salinidade e as condições experimentais, "disse ele." Nosso trabalho é o primeiro a identificar algumas das propriedades do óleo que indicam o quão eficaz essa técnica pode ser em um campo específico.
A equipe testou como a salmoura injetada é dispersa e como isso afeta a tensão interfacial dos óleos e as interações eletrostáticas com a rocha.
"Como caracterizar a molhabilidade com precisão é um desafio, "Biswal disse." Muitas vezes, assumimos que a rocha do reservatório subterrâneo está sob um estado úmido misto, com regiões que são úmidas com óleo e regiões que são úmidas com água.
"Se você puder alterar seus locais úmidos de óleo para locais úmidos de água, então há menos força motriz para manter o óleo na superfície do mineral, "disse ela." Na injeção de água de baixa salinidade, a salmoura é capaz de deslocar o óleo preso. Conforme você muda de molhado com óleo para molhado com água, o óleo é liberado da superfície do mineral. "
Os pesquisadores testaram duas salmouras, um de alta salinidade e um com um quarto da salinidade da água do mar, em núcleos de calcário de Indiana contra seis óleos crus do Golfo do México, Sudeste Asiático e Oriente Médio e um sétimo óleo com asfalteno adicionado. Eles descobriram que a salmoura de alta salinidade inibiu claramente as gotículas de água de emulsificar no petróleo bruto, ao contrário das amostras de baixa salinidade.
Para entender melhor a natureza termodinâmica da emulsão, O cientista Wenhua Guo, pesquisador de arroz, obteve imagens de microscópio eletrônico criogênico de cerca de 100 misturas de óleo e água. Porque o óleo é opaco, as amostras tiveram que ser colocadas em recipientes muito finos, e então congelados com nitrogênio líquido para mantê-los estáveis para geração de imagens.
"Esta é a primeira vez que alguém vê essas gotículas de água dentro do petróleo bruto, "Biswal disse." Eles surgem espontaneamente dentro do óleo cru quando você o expõe a uma salmoura de baixa salinidade. "
As imagens revelaram gotículas com tamanhos variando de 70 a pouco mais de 700 nanômetros. Biswal disse que surfactantes químicos, também conhecidos como sabonetes, também são bons para liberar óleo em um reservatório, mas são proibitivamente caros. "Você pode alterar a concentração de sal para modificar a composição da salmoura e obter o mesmo efeito da inclusão do detergente, "ela disse." Então, é basicamente uma técnica de baixo custo tentando atingir o mesmo objetivo do detergente. "
