UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS
ESCULELA DE INGENIERIA DE PETROLEO
TEMA:
“ESTUDIO DE LA INJECCION MICROBACTERIANA PARA CRUDOS MEDIANOS MEDIAN OS Y PESADOS PESADOS DE POZOS EN MEXICO Y CRITICA PARA EL PERU ACTUAL”
CURSO: RECUPERACION RECUPERACION MEJORADA
DOCENTE:
ING.JOSE CHUNGA PALACIOS
Resumen El presente estudio engloba las características del proceso de recuperación de Hc ´s pesados, que emplean microorganismos y sus productos metabólicos para la esti estimu mula laci ción ón de la prod producc ucció ión n del del petról petróleo eo resi residu dual al que que perm perman anece ece en los los yacimi yacimient entos, os, conocida conocida en la indust industria ria petrolera petrolera como como “Microbial “Microbial Enhanced Enhanced Oil Recovery (MEOR)” . Consiste en la inyección de microorganismos previamente sele selecc ccio iona nado doss al yaci yacimi mien ento to,, su esti estimu mula laci ción ón y tran transp sport orte e de los los produ product ctos os metabólicos generados in situ a fin de obtener una reducción del petróleo residual dejado en el yacimiento. esde sus inicios en !"#$ y teniendo diferentes enfoques estas aplicaciones est%n recibiendo inter&s de la industria petrolera alrededor del mundo, debido a su característica de bajo costo en los procesos de recuperación lo cual la 'ace particularmente compatible con los precios actuales del petróleo. (ediante este documento se e)presa esta tecnología desde el punto de vista de *ngeniero +etrolero. ctualmente, se est%n llevando a cabo pruebas piloto de estimulaciones de po-os p o-os con esta t&cnica en diferentes yacimientos del mundo entero lugares como /frica 0ccidental, 1orte de las2a, 3ureste de sia y en la -ona 1orte de 4eracru-, (&)ico. 5a reducción de la viscosidad viscosidad en yacimientos yacimientos de aceite pesado y los incrementos incrementos
61*CE Resue!
C"#$%u&' I. I!%(')u**+,! " MEOR
P-+!"
!.! +lanteamiento del +roblema .............................................................................................7 !.# 8ustificación ............................................................................................................................... 7 !.9 0bjetivo :eneral ..................... 7 ................................ ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................................. ....................... !.7 0bjetivos Específicos..................... ; ................................ ..................... .................... ..................... ..................... ..................... .................................. ....................... !.; Historia del rte de (E0R .................................................................................................$
C"#$%u&' II. M+*('/+'&'$" )e& Pe%(,&e' #.! (icroorganismos E)tremófilos ..............................................................................!< #.!.! (icroorganismos = =ermófilos ermófilos o Hipertermófilos ..........................!# .............................. ..................... ..................................... .......................... !# #.!.# (icroorganismos Halófilos .................... !7 #.# Recuperación de Hidrocarburos..................... ............................... ..................... ..................... ................................ ...................... #.9 (icroorganismos *nvolucrados en la Recuperación de +etróleo ........!; #.9.! (icroorganismos (etanógenos .........................................................!; .............................. ................................. ....................... !; #.9.# (icroorganismos >ermentadores.................... #.9.9 (icroorganismos 1itrato?Reductores .............................................!$ #.9.7 @acterias erobias y (icroaerófilas .................................................!$
9.9 Consideración de >actores *mportantes en los +rocesos (E0R .......#7 . +ropiedades de los Dacimientos..............................................................#7 i. >actores de >orma.................................................................................#7 ii. Estructura +oral.......................................................................................#; iii. +ermeabilidad...........................................................................................#; @. uímica #$ i. lteración @acterial................................................................................#$ ii. 5avado por gua.....................................................................................#$ iii. @iodegradación de +etróleos............................................................#$ iv. Emulsificaciones......................................................................................#$ v. (etales del +etróleo..............................................................................#F C. (icrobiología.....................................................................................................#F i. @acteria *ndígena....................................................................................#F ii. >isiología de la @acteria *ndígena bajo Condiciones de Dacimiento...........................................................................................#G iii. *nteracciones entre la @acteria *nyectada y la @acteria *ndígena ...........................................................................#G 9.7 Criterio de 3elección ..................................................................................................#"
C"#+%u&' IV. Te*!'&'$" 0 P('#ues%" E*'!,+*" 7.! (ecanismos de (E0R .............................................................................................99 7.# Ensayos de Campo ....................................................................................................97 7.9 n%lisis y +ropuesta Económica de (E0R ...................................................9$ . 0bjetivos.....................................................................................................................9$
**.
=iempo de Cierre o Remojo del +o-o .............................79 a. >ase de daptación....................................................77 b. >ase de Crecimiento ..................................................77 c. >ase Estacionaria.......................................................77 7.7.$ pertura y +uesta de +roducción de los +o-os .........................7; 7.7.F (onitoreo y n%lisis del Crudo ...........................................................7; 7.7.G Efectos de la Recuperación de Crudo Residual ........................7$ 7.; .; plicación a 1ivel (undial .................................................................................7F
C"#+%u&' V. A#&+*"*+,! Te*!'&,+*" e! M12+*' ;.! plicación de la *nyección de (icroorganismos ........................................................;< i. +o-o gua >ría?;GF...............................................................................;# ii. +o-o Coapec'aca?G"!........................................................................;7 iii. +o-o =ajín?9"G.........................................................................................;$ ;.# Evaluación de la +roducción de los +o-os de la +rueba ........................;G ;.9 Resultados de la +rueba =ecnológica...............................................................;" ;.7 Rentabilidad de la *nyección con (icroorganismos ...................................$< Conclusiones y Recomendaciones..........................................................................................$# Referencias @ibliogr%ficas............................................................................................................$7 1EB0 ! :losario 1EB0 # Estudios a nivel laboratorio para la Recuperación de aceite con (icroorganismos yo sus (etabolitos.
L+s%" )e F+u("s C"#$%u&' I.
P"+!"
>igura !.! Estimulación de po-os para aumentar la productividad en el yacimiento .................................................................................................................................... 9
C"#$%u&' II. >igura #.! (icroorganismos E)tremófilos .............................................................................!! >igura #.!.! (icroorganismos =ermófilos.............................................................................!# >igura #.!.#a (icroorganismos Halófilos ..............................................................................!9 >igura #.!.#b 5ago 0Iens en California ...............................................................................!9 >igura #.9.9 :rupo de rqueas anaeróbicas que producen metano !$ y las bacterias reductoras............................................................................................................. >igura #.9.7a @acterias erobias ..............................................................................................!F >igura #.9.7b @acterias naerobias.........................................................................................!F
C"#$%u&' III. >igura 9.! Dacimiento con inyección de @acterias presentando cambios en las propiedades de los fluidos y en el ambiente .........................................................!" >igura 9.!.! 3e ilustra la *nyección de (icroorganismos en el +o-o ......................#! >igura 9.9 +orosidad y +ermeabilidad de la Roca ...........................................................#;
>igura ;.; Historia de producción del po-o Coapec'aca?G"! ....................................;; >igura ;.$ Estado mec%nico actual po-o =ajín?9"G.........................................................;$ >igura ;.F Historia de producción del po-o =ajín?9"G .....................................................;F >igura ;.G +roducciones de los po-os de prueba, $< días despu&s de la inyección de microorganismos ........................................................................................;G
L+s%" )e T"/&"s =abla !. Clasificación de (icroorganismos E)tremófilos con base en el factor ambiental que soportan .........................................................................................!! =abla #. +roductos microbianos y los efectos que producen en (E0R................## =abla 9. @acterias indígenas m%s representativas en los petróleos ........................#F =abla 7. Criterios de selección de yacimientos candidatos a la aplicación de estos procesos ...................................................................................................... #" =abla ;. Ejemplo de criterios en yacimientos arcillo? arenosos y siliclasticos .. 7# =abla $. Resumen de la producción promedio diaria Abpd en los +eriodos de evaluación por cada po-o ...................................................................;" =abla F. n%lisis económico del tratamiento con microorganismos .........................$! =abla G. n%lisis económico del tratamiento con microorganismos .........................$!
I!%(')u**+,! " MEOR
+ara que nuestro país pueda resolver la demanda energ&tica es indispensable desarrollar e implementar tecnologías que sean t&cnica y económicamente eficientes para mantener o aumentar la producción de aceite de los yacimientos y de ser posible con un bajo impacto al medio ambiente. urante largos aJos de e)tracción de Hc´s, 'emos logrado saber por los datos de diferentes compaJías o +etróleos (e)icanos A+E(EB que del !<
>igura !.! Estimulación de po-os para aumentar la productividad en el yacimiento
5a industria demanda nuevas y diversas tecnologías para definir procesos de recuperación que permitan ma)imi-ar la producción de aceite en los yacimientosN
4.4 P&"!%e"+e!%' )e& P('/&e" umentar la producción de 'idrocarburos en el país, e)ige a las empresas la bOsqueda e investigación de t&cnicas que permitan una mayor recuperación de aceite en los yacimientos. (&)ico, se caracteri-a por tener gran cantidad de crudo de alta densidad AP <."#grcm 9 y Q !.< grcm 9 y, por lo tanto de baja viscosidad Agravedades +* entre !< y ##.9+*, que en el momento de e)traerlo da diferentes tipos de problemas. 5a recuperación mejorada de 'idrocarburos vía microbiana SMicrobial Enhanced Oil Recovery (MEOR)” , es un candidato importante para solucionar la problem%tica, t&cnica que viene incursionando de manera fuerte como una opción m%s amigable para el mismo ambiente, tanto en las características que presenta como en su aplicación, ya que los productos utili-ados en los procesos (E0R son considerados biodegradables.
4.5 Jus%+6+*"*+,! Hoy en día, los yacimientos de (&)ico se encuentran dentro de la etapa madura, es por esta ra-ón que la inyección microbiana se 'ace presente como una opción, en la recuperación mejorada de 'idrocarburos en (&)ico. 5a mayoría de los sistemas de recuperación utili-ados por empresas petroleras, son tecnologías maduras y &stas no representan la din%mica ni los retos requeridos en los procesos de recuperación, principalmente debido a la geología de los yacimientos, como en los denominados naturalmente fracturados. 5os estudios de los procesos de (E0R permiten aplicar tecnologías como la
4.9 O/3e%+8's Es#e*$6+*'s •
(ostrar un panorama tecnológico a nivel nacional del desarrollo de (E0R y de su aplicación en yacimientos.
grandes rasgos se puede planear un avance tecnológico importante para (&)ico, con este sistema de recuperación mejorada porque se 'a estudiado que la m%)ima temperatura a la que se pueden reproducir los organismos son a temperaturas que van de !9
=ener conocimiento de que el manejo del aceite, como recurso energ&tico en el mercado mundial, motiva a reali-ar estudios específicos en la bOsqueda de m&todos que permitan una mayor recuperación de este recurso. +or ello y por las características que presentan los m&todos de recuperación mejorada vía microbiana, es que &ste se convierte en una opción, dentro de las operaciones de recuperación mejorada o terciaria.
•
nali-ar la tendencia o perspectiva que se tiene a corto, mediano y largo pla-o, con la consideración de que no se tiene certe-a ni la seguridad de aplicarlo de forma económica.
4. H+s%'(+" )e& A(%e )e “MEOR” @ec2mann en !"#$ descubre el primer trabajo concerniente a los estudios de los procesos de (E0R. pesar de ello, poco fue 'ec'o 'asta que Uo@ell comen-ó una serie de investigaciones sistem%ticas de laboratorio en los 7<´s. 5as ideas y los resultados presentados en sus artículos marcaron el comien-o de una nueva era en la investigación de la biotecnología del petróleo. 3u trabajo se centró en la factibilidad de separar petróleo de las rocas del yacimiento mediante el uso de cultivos de bacterias enriquecidas. Uo@ell, demostró este concepto inyectando bacterias sulfo?reductoras de tipo anaeróbicas en una solución nutriente de lactato de sodio con la que saturo muestras de areniscas petrolíferas de t'abasca Auno de los principales yacimientos de areniscas en lberta, Canad% en botellas de vidrio selladas. 5a multiplicación de bacterias fue acompaJada con una separación gradual de petróleo del interior de la arenisca. Uo@ell, considero que ntes de que alguna aplicación positiva de campo se pudiera reali-ar, se debería reali-ar m%s trabajo e)perimental. • 3e deben reali-ar ensayos de compatibilidad entre las bacterias y la formación. • 5as bacterias empleadas en estos estudios presentan un efecto altamente corrosivo sobre las estructuras de 'ierro. •
En los ;<´s, algunas empresas petroleras se mostraron interesadas en estas ideas
finales de los F<´s el embargo de crudo renovó el inter&s en cualquier tecnología de recuperación asistida de petróleo por parte de los países occidentales, dando un nuevo aire a la investigación de esta tecnología. Estados Wnidos, Canad%, :ran @retaJa, ustralia, lemania e *srael se encontraron entre los países que demostraron mayor inter&s al respecto por ese tiempo de tecnología. E)istía suficiente información de laboratorio y campo sobre mecanismos, estrategias y funcionamiento de esta t&cnica. 5a estimulación de po-os individuales, el mejoramiento del funcionamiento en la inyección de agua y el tratamiento selectivo, 'abían sido demostrados como aplicaciones factibles de campo. urante los G<´s, la selección de objetivos con respecto al uso de estas t&cnicas y el sistema de desarrollo fueron entendidos de una manera m%s clara con base a una revisión de los fundamentos. 4arias revisiones de trabajos anteriores, como pruebas piloto aparecieron en este periodo. principios de los "<´s el departamento de energía de los Estados Wnidos A0E redujo los fondos destinados a la investigación de esta %rea, apoyando trabajos que involucraban solo pruebas de campo. Xsto produjo una desaceleración en la investigación y publicación de este campo. Wn informe en !""$ publicado por la revista Yceite y :asS indica que a pesar de que en ese aJo solo se 'abía recibido respuesta de que dos yacimientos Auno en C'ina y otro en Estados Wnidos se encontraban aplicando estos procesos, la universidad de Canberra mencionó que esta tecnología estaba siendo empleada por varios campos del (ar del 1orte. dem%s, (ic @ac compaJía que provee productos biológicos dentro de Estados Wnidos reporta que en esos Oltimos " aJos
M+*('/+'&'$" )e& Pe%(,&e'
5a microbiología del petróleo, debe ser definida como el estudio de la distribución de bacterias indígenas, su fisiología en condiciones de yacimiento e interacción con bacterias inyectadas, &sto en la bOsqueda de que la inyección de bacterias al yacimiento traiga consigo resultados positivos. 5os yacimientos de petróleo se encuentran en # fases líquida y gasN ambas influyen en el crecimiento y metabolismo de los microorganismos. El tipo de formación geológica y el tamaJo del poro de la roca son importantes porque tienen una enorme %rea superficial, la cual concentra nutrientes que favorece la ad'esión y crecimiento de bacterias. 5a fase acuosa de los yacimientos representa, desde el punto de vista microbiológico, la parte m%s importante, es en ella donde se lleva a cabo el crecimiento y el metabolismo microbiano. El agua encontrada en muc'os de los po-os es cong&nita y se encuentra atrapada en la roca, contiene concentraciones de elementos para soportar el crecimiento microbiano con e)cepción del fosforo, nitrógeno y en ocasiones a-ufre. 5a temperatura es el principal factor limitante para el desarrollo de los microorganismos, la temperatura de los yacimientos y po-os varía en un amplio intervalo, pero la mayoría se encuentran entre G;?""C, aunque e)isten aguas de yacimientos donde puede rebasar !;<C AClar2 et al., !"G", en promedio &sta se incrementa 9C cada !<< m de profundidad. Xstas son condiciones e)tremas para el desarrollo de cualquier microorganismo. dem%s de que la temperatura AP#$<>, la salinidad AP!#K y el pH AP" pueden limitar la actividad microbiana.
4arias investigaciones 'an demostrado la presencia de microorganismos en yacimientos. (onasiers2y A!""F, reportó la obtención de microorganismos en muestras con atmósfera libre de o)ígeno, provenientes de formaciones geológicas con profundidades desde ;<
5.4 M+*(''("!+s's E2%(e,6+&'s 5os yacimientos poseen características e)tremas pero pueden ser coloni-ados por microorganismos con estrategias adaptativas particulares. 5os microorganismos e)tremos o e)tremófilos son aquellos que pueden sobrevivir y crecer en ambientes
=abla !. Clasificación de (icroorganismos E)tremófilos con base en el factor ambiental que soportan
5.4.4 M+*(''("!+s's Te(,6+&'s ' H+#e(%e(,6+&'s 5os microorganismos termófilos tienen temperaturas m%)imas de crecimiento entre $< y "
>igura #.!.#a (icroorganismos Halófilos
5.5 Re*u#e("*+,! )e H+)('*"(/u('s En el transcurso del tiempo y debido a la constante demanda de energ&ticos, los yacimientos marginales, grandes y valiosos 'an sido e)'austivamente e)plotados, debido a que se tiene un f%cil acceso y menor requerimiento energ&tico para la e)tracción natural por presión de gas y refinación de crudo ligero. 3e puede precisar que la presión en el interior de los yacimientos geológicos es suficiente para e)pulsar los 'idrocarburos a la superficie, pero aun así, se sabe que en las mejores condiciones sólo se puede recuperar 'asta un 9;K del total de los 'idrocarburos en un yacimiento, valor considerado como factor de recuperación promedio a nivel mundial A@abadgli, #<
E)isten m&todos de recuperación secundaria o asistida E0R AEn'anced 0il Recovery que se utili-an para alargar la vida productiva de los po-os, consisten en inyectar agua u otros líquidos a fin de e)pulsar el petróleo 'acia los po-os de producción AHubert y 4oordouI., #<
5.7 M+*(''("!+s's I!8'&u*(")'s e! &" Re*u#e("*+,! )e Pe%(,&e' El estudio de los microorganismos se 'a concentrado en la utilidad de su actividad metabólica, cuyo potencial permite resolver los problemas surgidos durante la e)tracción del petróleo. pesar de ello, el conocimiento de las comunidades microbianas de campos petroleros es muy escaso debido a que se pensaba que la temperatura y la salinidad eran elevadas para permitir la e)istencia de verdaderos sistemas microbianos A(c*nenrey y 3ublette, !""F. 3in embargo en algunos yacimientos se 'an aislado diversos microorganismos A3tette et al, !""9N 4ordouI et al., !""$, entre ellosN metanógenos, fermentadores, reductores de nitrato y bacterias aerobias tanto autotróficas como 'eterotróficas. ue cumplen con condiciones de vida e)tremas ideales para utili-arlos por su capacidad de producir diversos metabolitos.
5.7.4 M+*(''("!+s's Me%"!,e!'s 5os microorganismos metanógenos constituyen uno de los grupos estudiados en yacimientos, se 'a reconocido su presencia en condiciones e)tremas de anaerobiosis, alta temperatura o alta salinidad, características de los yacimientos petroleros A@elyaev et al., !"G9N *vanov, !"G9N d2ins et al., !""#N (agot et al., !""7N Connan et al., !""$N 1a-ina et al., #<<$N 5i et al., #<
5.7.5 M+*(''("!+s's Fe(e!%")'(es
5.7.7 M+*(''("!+s's N+%("%' Re)u*%'(es Estos microorganismos tambi&n est%n presentes en los yacimientos, utili-an al nitrato como aceptor final de electrones. Xsto puede ser interesante, ya que podría ser consecuencia de los procedimientos de algunas compaJías petroleras inyectando nitrato o bacterias para controlar la acidificación de los po-os, y asi producir una competencia entre la @1R y las @3R por los %cidos org%nicos in situ o provocando una in'ibición de la sulfato?reducción por alteración del potencial redo) Ad2ins et al., !""#N 1a-ina et al., !""9N 4oordouI et al., !""$N =elang et al., !""FN :evert- et al., #<<igura #.9.9 :rupo de rqueas anaeróbicas que producen metano Arojo y las bacterias reductoras Averde. Este grupo de c&lulas 'a sido marcado como dos sondas de R1 ribosomal, las cuales se asocian a dos grupos específicos de mol&culas fluorescentes y al asociarse al R1 aparecen como diferentes colores cuando se ven con un microscopio especial
5.7.9 B"*%e(+"s Ae('/+"s 0 M+*('"e(,6+&"s En estos ecosistemas predominan las condiciones anaerobias y en la mayoría de los estudios reali-ados se observa la presencia dominante de microorganismos
>igura #.9.7a @acterias erobias
C"#$%u&' III. P('*es's e! &" Re*u#e("*+,! V$" M+*('/+"!"
5a tecnología (E0R involucra el uso de microorganismos presentes en los yacimientos con capacidad de producir algunos metabolitos Otiles para la movili-ación de aceite en los yacimientos, la cual representa una interesante alternativa para obtener una mayor recuperación de aceite, se tienen referencias de campo donde se reportan recuperaciones desde !# 'asta 7$K ADonebayas'i et al., !""FN Dussuf et al., !"""N Ue2ri et al., !"""N He et al., #<<
Au" I((e)u*%+/&e A*e+%e< G"s 0 Au"
B+'#(')u*%'s )e &" De(")"*+,! M+*('/+"!" 4. S'&8e!%es 5. D+,2+)' )e C"(/'!' 7. H+)(,
5os procesos biológicos en los yacimientos son todavía poco entendidos, específicamente en cuanto a la velocidad de producción y cantidad necesaria de los metabolitos para tener un efecto en la recuperación de aceite de los mismos A5idsey y Uiritt, !""FN desde la d&cada de los G<´s se 'a aplicado de manera eficiente en diferentes campos a nivel mundial. onde de manera continua se 'a intentado mostrar que la inyección de microorganismos o sus metabolitos facilitan la e)tracción de crudo. 3e 'an 'ec'o pruebas microbianas piloto en laboratorio y en campo por diferentes grupos a nivel mundial, los cuales 'an arrojado resultados positivos, en donde se 'an obtenido porcentajes importantes de recuperación. lgunas aplicaciones de campo se 'an reali-ado en países como Estados Wnidos A4adie y 3tep'ens, !""$N Hit-man et al., #<<7, rgentina A(aure et al., !""", 4ene-uela A5idsey y Uiritt, !""F, C'ina AU'ang et al., !"""N 1agase et al., #<
7.4 Es%("%e+"s )e &" Re*u#e("*+,! Me3'(")" V$"M+*('/+"!" 5a aplicación consiste en !. *nducir selectivamente el crecimiento y la actividad metabólica de microorganismos Ae)tremófilos o no indígenas presentes en los yacimientos, por medio de la inyección de nutrientes y fuentes de carbono que favore-can la actividad microbiana nativa de un po-o. #. dicionar microorganismos e)ógenos con actividades metabólicas de inter&s adaptados a las condiciones específicas de los yacimientos. 9. plicar bioproductos como en-imas, biotensoactivos, %cidos, biopolimeros, entre otrosN que mejoren las condiciones del yacimiento y favore-can la liberación del petróleo A@ubela, !"GFN Clar2 et al., !"G"N @ailey et al., #<
!. :eneración de gases que incrementan la presión del yacimiento y reducen la viscosidad del aceite. #. 0riginando %cidos que disuelven la roca mejorando la permeabilidad absoluta. 9. Reducción de la permeabilidad en las fracturas y mejorando el despla-amiento. 7. lteración de la mojabilidad. ;. +roduciendo biosurfactantes que disminuyen las tensiones interfacial y superficial. $. Reduciendo la viscosidad del aceite por degradación de 'idrocarburos saturados de cadena larga. P(')u*%'s +*('/+"!'s 0 &'s e6e*%'s ue #(')u*e! e! MEOR P(')u*%'s
:ases
E6e*%' ´Represuri-acion del yacimiento. ´*ncremento en el volumen de aceite. ´Reducción de la viscosidad. ´*ncremento de la permeabilidad causada por la solubilidad de las rocas carbonatadas.
M+*(''("!+s'
´lostridium acetobutylicum' Enterobacter aero"enes' Methanobacterium s*'
´*ncrementan la porosidad en las rocas. 3olventes y %cidos
+olímeros
´+roducen C0# al reaccionar con carbonatos
minerales.
´Clostridium spp. ´Enterobacter aerogenes.
´Control de mobilidad. ´=aponamiento selectivo y no selectivo.
´@acillus polymy)a. ´@revibacterium viscogenes. ´5euconostoc mesenteroides.
7.5.4 B+'-s 5a actividad metabólica de los microorganismos en condiciones de yacimiento, pueden producir gases como metano, nitrógeno y bió)ido de carbono, entre otros. 5os gases de fermentación pueden generar represuri-ación lo que conduce al despla-amiento del crudo y producción de aceite ligero a trav&s de los mecanismos de revitali-ación de la conducción del gas AHit-man et al., #<<7N 8infeng et al., #<<;.
7.5.5 B+'s'&8e!%es 5os microorganismos producen alco'oles, cetonas y %cidos org%nicos, que tienen efectos como disolución de carbonatos de la roca madre, incremento de la permeabilidad del yacimiento, reducción de la tensión interfacial y disminución de la viscosidad, mejorando así la movilidad del aceite A@ailey et al., #<
7.5.7 B+'#'&+e('s 5os biopolímeros son compuestos producidos e)tracelularmente por microorganismos. En esta t&cnica, la adición de biopolímeros mejora la eficiencia de movimiento y los procesos de despla-amiento por incremento de la viscosidad de la fase acuosa, ya que funcionan como un agente espesante del agua A@ryan, !"GF. dem%s sirven para provocar taponamientos selectivos en una -ona con el propósito de inducir el flujo 'acia los po-os productores.
7.5.9 B+'su(6"*%"!%es Estos agentes tensoactivos reducen la tensión interfacial aguaaceite, tambi&n
trav&s del suministro selectivo de nutrientes que favore-can el desarrollo de una población sobre otra. atos en yacimientos de Canad%, C'ina, 02la'oma y 0este de EW comprueban que @CB es una estrategia de recuperación terciaria factible, pr%ctica y económica AHit-man #<<7. 5as condiciones de los yacimientos tales como la salinidad Aarriba de 9K, la temperatura Aarriba de F;C, la baja permeabilidad APF;m, el pH, la porosidad Am%)ima de !7K, las condiciones del po-o y la disponibilidad de nutrientes, pueden restringir estos procesos. sí la aplicación de este tipo de tecnologías requiere de un estudio de la factibilidad del uso de microorganismos para llevar a cabo la recuperación del petróleo.
7.7 C'!s+)e("*+,! )e F"*%'(es I#'(%"!%es e! &'s P('*es's MEOR En las aplicaciones industriales de (E0R se deben considerar muc'os factores claves. Entre ellos est%n las propiedades petrofísicas del yacimiento, la química y la microbiología. . +ropiedades de los Dacimientos 5as propiedades de los yacimientos que deben ser cuidadosamente anali-adas en la etapa de diseJo de este proceso, se consideran factores claves y son i.
>actores de >orma
5a densidad y porosidad de materiales granulados compactados est%n generalmente relacionadas con la morfología y la orientación de las partículas
ii.
Estructura +oral
5a porosidad del yacimiento tiene influencia en el diseJo de este proceso. urante la inyección de bacterias se tiene un efecto substancial en los volOmenes porales finos que puede llegar a bloquear el paso de fluidos y, por lo tanto, reducción de permeabilidad. En la figura 9.9 iii.
+ermeabilidad
Wn yacimiento que posee alta permeabilidad es un candidato factible. 5a eficiencia de las bacterias en penetrar r%pidamente en la formación resulta una gran ventaja en la aplicación de microorganismos para el mejoramiento de la recuperación del petróleo. +or lo tanto, es importante conducir un an%lisis detallado de la permeabilidad del yacimiento a fin de asegurar el drene a trav&s de las gargantas porales bajo condiciones prolongadas de flujo. Wna reducción de la permeabilidad indicaría que el yacimiento est% sirviendo de filtro para las bacterias y los sólidos en suspensión. 5a reducción de permeabilidad debido al filtrado, depende del volumen total inyectado en la roca. El filtrado, permite determinar la cantidad m%)ima de bacterias que puede inyectarse sin obstruir las gargantas porales. En la figura 9.9.# se muestra la permeabilidad de una roca.
@. uímica ctualmente se conocen mecanismos que modifican las características químicas del petróleo, los m%s importantes son la alteración bacterial, el lavado por agua, la biodegradación y la emulsificación. 5a modificación por bacterias, implica que el químico químico es cambiado cambiado mediante actividad actividad biológica, biológica, a tal punto que se transforma transforma en un químico m%s simple o m%s complejo. i.
lteración @acterial
En !"$" se publicó el primer informe que reportaba alteración del petróleo. @acterias introducidas en petróleo con agua meteórica rica en o)ígeno, usaban el o)íg o)ígen eno o disu disuel elto to para para meta metabol bolii-ar ar ciert ciertos os compo componen nente tess del del petr petról óleo eo.. @ajo @ajo condiciones anaeróbicas, el suplemento de o)ígeno para mantener la cavidad bacterial puede derivarse de los iones de sulfato disueltos. pesar de ello, el paso de iniciación en la o)idación biológica de un 'idrocarburo debe ser una reacción aeróbica requiriendo o)ígeno molecular. Wna ve- que el o)ígeno penetre en la estructura del 'idrocarburo, posteriores reacciones anaeróbicas pueden modificar la mol&cula o)idada. ii.
5avado por gua
El lavado por agua cambia la composición composición de los petróleos petróleos en los yacimientos yacimientos de un manera similar a la biodegradación, biodegradación, por ejemplo los crudos se transforman transforman en mas pesados. El lavado por agua resulta en la remoción de los Hc´s con mayor solubilidad de agua. En general, los Hc´s livianos son m%s sencillamente disueltos y removidos de manera selectiva mediante un barrido con agua.
v.
(etales del +etróleo
5os compuestos organomet%lic organomet%licos os y los metales pesados presentes en el petróleo 'an probado tener la característica de poseer superficies activas desde el punto de vista químico. Esta propiedad conduce a la formación de membranas rígidas que atraen los componentes polares del petróleo, permitiendo la formación de complejos m%s estables. C. (icrobiología Es la ciencia encargada del estudio de los microorganismos, la cual reali-a el estudio de los organismos microscópicos. 5a palabra microbiología deriva de 9 pal palabra abrass grie griega gas s mi2ro i2ross Ape ApequeJ queJo o,, bios bios Avid Avida a y logo logoss Acie Acienc ncia ia que que conjuntamente son el estudio de la vida microscópica. i.
@acteria *ndígena
El conocimiento de la distribución de las bacterias indígenas es importante para diseJar un proceso e)itoso de (E0R. entro de los crudos es posible encontrar la siguiente variedad de especies de bacterias indígenas. 5a tabla 9 muestra las bacterias indígenas m%s representativas en los petróleos. BACTERIA
!ul$ !ul$at ato& o& redu reduct ctor oraa
DESCRIPCIÓN
TIPOS
Este po de bacteria es la más encontrada en los petróleos. La distribución y acvidad de esta bacteria indíena varía con las cond condic icio ione ness y cau cauda dall con con que que el el au auaa se se in'l in'ltr traa en en el el yac yacim imie ien nto. to. !pirillum" #esul$uricans" %icrospira aestauri" +ibrio t*ermodesul$uricans (ambi ambi)n )n con con con conoc ocid idas as com como o *ete *eteró rótr tro$ o$as as ana anaer erób óbic icas as que que y +ibrio sp.
ii. ii.
>isi >isiol olog ogía ía de la @act @acter eria ia *ndí *ndígen gena a baj bajo o Con Condi dici cione oness de de Dacim acimie ient nto o
5as bacterias deben estar posibilitadas de crecer bajo condiciones presentes en las las form formac acio ione ness eleg elegid idas as para para mejo mejorar rar la recu recuper peraci ación ón de Hc´s. Hc´s. entr entre e estas estas condiciones se encuentran +otencial Redo), pH, 3alinidad, =emperatura, +resión, 1utrientes y (atri- de roca. iii. iii.
*nte *ntera racci ccion ones es entre entre la la @act @acteri eria a *nye *nyect ctad ada a y la la @act @acteri eria a *ndí *ndígen gena a
5a interacción entre las bacterias bacterias inyectadas y las indígenas, es difícil de evaluar pero debe ser reali-ada si se planea inyectar bacterias al yacimiento. En el diseJo de un proceso (E0R, el cultivo de bacterias debe ser el dominante o la microflora en el yacim yacimie ient nto o debe debe form formar ar un ecos ecosis iste tema ma simb simbió iótitico co con con las las bact bacter eria iass inyectadas para así generar un ambiente favorable para la recuperación de aceite.
7.9 CRITERIO DE SELECCIN +ara +ara lleva levarr a cabo cabo una mejo mejorr apli aplica caci ción ón de la t&cni &cnicca, 'ay 'ay dif diferen erente tess consideraciones que se deben tomar en cuenta. 3e muestra la tabla 7 con los criterios de selección de yacimientos candidatos a la aplicación de estos procesos.
C"#$%u&' IV. Te*!'&'$" 0 P('#ues%" E*'!,+*"
5a tecnología abarca diferentes procesos en la industria petrolera, como son • • • • • •
Estimulación de producción de po-os individuales mediante el uso de microorganismos. *nyección continua de agua y microorganismos. @arrido de nutrientes usando el sistema 'uff and puff. 5impie-a de po-os con bacterias. =aponamiento selectivo con bacterias. Recuperación de fluidos de fracturación con microorganismos.
pesar de que los conceptos b%sicos y los mecanismos de recuperación son los mismos para todas las aplicaciones, las condiciones operacionales y el diseJo óptimo difiere entre una aplicación y otra. Cada una de estas aplicaciones puede usar un diferente cultivo de microorganismos, que posee diferentes cualidades que los 'acen m%s Otil para la aplicación a implementar en campo. 5os cultivos y los nutrientes son elegidos a fin de cumplir con las condiciones específicas del petróleo y la aplicación elegida. unque los mecanismos de recuperación, se encuentran en todos los procesos, el mecanismo predominante depende de las condiciones de campo, es decir del yacimiento, la bacteria inyectada, el nutriente usado y la aplicación elegida. Entre los problemas comunes que estos sistemas pueden enfrentar si no son adecuadamente diseJados y monitoreados deberían mencionarse los siguientes •
+&rdida de inyectividad debido al taponamiento en el 'ori-onte productor.
llamado Ylog jamS el cual consiste en la agrupación de c&lulas en las gargantas porales reduciendo su tamaJo 'asta el punto en que el flujo natural de fluidos rompe dic'o agrupamiento y restaura el flujo natural de la garganta, empujando las celdas 'acia el siguiente poro. Xsto sugiere que el m&todo de transporte es pulsado y no continuo. 3imuladores basados en esta información de laboratorio, son empleados para identificar par%metros claves en los planes de inyección. dem%s, es importante notar que las pruebas de campo indican que en el yacimiento e)iste un m&todo de transporte de las bacterias inyectadas muc'o m%s efectivo que el predic'o por los estudios de laboratorio, las correlaciones empíricas continOan siendo la 'erramienta base para la reali-ación de predicciones. •
>alta de promoción de la actividad metabólica deseada in situ. +resión, temperatura, pH y salinidad son las limitaciones usualmente mencionadas para el uso de esta t&cnica. 5a presión no resulta tan restrictiva como la temperatura a pesar de que altera las características de crecimiento microbiótico y los efectos de to)icidad. El desarrollo de bacterias termófilas Otiles, puede cambiar el factor de temperatura en un par%metro no resistivo y así e)tender el rango de yacimientos objetivos posibles para la aplicación. 5a salinidad y el pH, aparentan ser factores menos restrictivos debido a que est% probado en ensayos de campo que organismos sensibles inyectados en colc'ones de agua dulce sobreviven y crecen en yacimientos salinos.
9.4 Me*"!+s's )e MEOR En el proceso de Yfermentación bacterialS una combinación de mecanismos es la responsable de la estimulación de la producción o el mejoramiento en la recuperación de petróleo. Esta combinación de mecanismos depende de la aplicación, los cultivos, nutrientes seleccionados y las condiciones operacionales. >igura 7.! 3e ilustra el (ecanismo del uso de (icroorganismos en el +etróleo. 5os posibles mecanismos se encuentran a continuación •
•
•
•
•
•
(ejoramiento de la movilidad relativa del petróleo con respecto al agua mediante biosurfactantes y biopolímeros. Re?presuri-ación parcial del yacimiento por la liberación de gases como el metano y el C0 #. Reducción de la viscosidad de los petróleos a trav&s de la disolución de solventes org%nicos en la fase petróleo. *ncremento de la permeabilidad de las rocas carbonatadas en yacimientos calc%reos debido a %cidos org%nicos producidos por bacterias anaerobias. 5impie-a de la vecindad del po-o mediante los %cidos y gases originados in situ. El gas sirve para empujar petróleo de poros muertos y remover finos que taponan las gargantas porales. El tamaJo promedio de las gargantas porales es incrementado y como resultado la presión capilar en la región vecina al po-o se transforma en m%s favorable al flujo del petróleo. (odificación de las condiciones de mojabilidad. Wna ve- que la biomasa se
33
>igura 7.! 3e ilustra el (ecanismo de l uso de (icroorganismos en el +etróleo
9.5 E!s"0's De C"#' @asados en la e)periencia de las aplicaciones de campo la siguiente lista resume los factores que deben ser tenidos en consideración en el diseJo de una
• • • • • • • • •
• • • •
5levar a cabo el modelado en laboratorio de los procedimientos de aplicación bajo condiciones de yacimiento. Con base a los resultados de laboratorio, rediseJar en parte la aplicación en campo. Elegir los criterios de evaluación del &)ito o fracaso de la aplicación. Elección de los po-os para la aplicación de la t&cnica. segurarse una adecuada atención en caso de accidentes. 5levar a cabo trabajo adicional de laboratorio de ser necesario. cumular una provisión adecuada de bacterias, en depósitos propios o vía la compaJía especialista que provee las bacterias. *dentificar el personal responsable de la inyección y el monitoreo en campo. 1egociar el esquema de suministros de bacterias y nutrientes, asegur%ndose que las licencias de uso est&n en orden. e importarse el producto, debe considerarse el tiempo de demora en aduanas. e ser necesario, obtener los permisos oficiales para la aplicación. iseJar los procedimientos de monitoreo antes y despu&s de comen-ar la aplicación. Evaluar el &)ito o fracaso de la aplicación. mpliar o suspender.
9.7 A!-&+s+s Y P('#ues%" E*'!,+*" )e MEOR A. O/3e%+8's. •
•
0ptimi-ar la recuperación de la producción diferida del po-o en función de su potencial y la producción actual, al reducir el daJo a la formación por efecto de la depositación de la parafina yo asf%ltenos. 3uavi-ar la curva de declinación de la producción, al in'ibir la depositación de estos componentes org%nicos e inorg%nicos que generan un daJo a la formación.
B. A!%e*e)e!%es. •
•
•
5a biotecnología, 'a cobrado una mayor importancia dentro de las tecnologías aplicadas para estimular la formación y recuperar la producción diferida. (ediante estas t&cnicas los microorganismos mejoran la recuperación de crudo residual, por la generación de metabolitos o bioproductos en los yacimientos. 5os microorganismos unicelulares alcan-an la m%)ima penetración por la facilidad de despla-arse dentro del yacimiento, para degradar las fracciones pesadas del crudo residual yo componentes gelificados de los polímeros degradados utili-ados en el fracturamiento 'idr%ulico.
5os limitados an%lisis económicos e)istentes de las aplicaciones de campo muestran que el costo mayor de un proyecto de este tipo se encuentra en el costo de nutrientes para alimentar los microorganismos.
C. A&*"!*e Reali-ar un estudio con la tecnología de recuperación microbiana con capacidad de cambiar las propiedades de los fluidos de los yacimientos me)icanos fig. 7.9, incluye • • • •
•
•
Caracteri-ación fisicoquímica de los aceites de los po-os petroleros. Evidenciar la presencia de microorganismos en muestras de aceite de los po-os petroleros y evaluar si producen metabolitos de inter&s. Evaluar la producción de metabolitos por microorganismos provenientes de otros ambientes con aplicación potencial. Con base en estudios microbiológicos, definir la formulación y la metodología para llevar a cabo pruebas de recuperación de 'idrocarburos en medio poroso. Caracteri-ar microbiológica y fisiológicamente a las poblaciones microbianas productoras de metabolitos de inter&s Asurfactantes, solventes y gases. sí como evaluar su capacidad para favorecer la recuperación de 'idrocarburos a nivel laboratorio. Xsto, considerando algunas condiciones de yacimiento Atemperatura y salinidad y en medio poroso Agranulados y nOcleo. :enerar un modelo matem%tico consistente de ecuaciones que describan el flujo y el transporte de microorganismos, nutrientes y bioproductos Agases,
D. C'!s+)e("*+'!es )e E3e*u*+,! )e u! P('0e*%' MEOR i'
Asistencia +,cnica
Comprende el diagnóstico y selección de los po-os, =oma de muestras del fluido, n%lisis del crudo, +ruebas de tratabilidad en el laboratorio, sistencia profesional antes, durante y despu&s de la inyección en los po-os. ii'
Provisión de los Productos'
3egOn la compaJía u organi-ación que lleve a cabo el estudio y la inyección de las bacterias, se debe encargar de 5os productos naturales Amicroorganismos, Entrega y distribución de los productos así como la logística de todo el procedimiento Adesde que empie-a 'asta que terminan. iii'
Provisión de E#ui*os *ara la -nyección
5a compaJía u organi-ación que llevar% a cabo el trabajo, suministrar% los equipos de inyección y de apoyo para la estimulación de los po-os durante el tratamiento, como pueden ser • • •
Wn camión bomba Abomba de despla-amiento positivo. Wn camión tanque o pipa, para el aprovisionamiento de agua para preparar la me-cla con los microorganismos. Wna grOa para el manejo de los productos durante la carga y descarga,
v'
+iem*o de E.ecución
El pla-o de ejecución de los tratamientos depender% de la cantidad de po-os seleccionados y de la frecuencia mensual que se estable-ca como mínimo a ejecutarse. 3in embargo, la recomendación para la ejecución de los trabajos se estiman en seis tratamientos por mes, considerando que deben reali-arse las pruebas de laboratorio de la caracteri-ación del crudo, pruebas de tratabilidad, pruebas de producción antes del tratamiento, determinación de los registros de presión, registros de medición a nivel de fluido y medición del fondo, &stos son algunos par%metros que aseguran el &)ito de los tratamientos.
E. Resu&%")'s Es#e(")'s • •
•
*nforme sobre la factibilidad t&cnica de aplicar la recuperación microbiana de 'idrocarburos a nivel laboratorio. (etodología e)perimental en medio poroso Amedios granulados y nOcleos, para recuperación de 'idrocarburos vía microbiana, utili-ando rocas y fluidos de yacimiento. Esquema de trabajo que permita simular el proceso de recuperación vía microbiana.
9.9 C'!%(+/u*+,! E#(es" M+*('B"* e! &" Re*u#e("*+,! )e Pe%(,&e'. (icro?@ac *nternational est% comprometida con el desarrollo de soluciones biológicas que son tanto económicamente sólidos y ambientalmente seguros.
5os productos de (ic?@ac son utili-ados para controlar la parafina, corrosión y escama en los po-os petroleros productivos, como tambi&n en la Recuperación (ejorada de +etróleo A(E0R. 5as tecnologías (ic?@ac, tambi&n son utili-adas en las instalaciones de superficie para mantener limpios los tanques separadores y líneas de flujo.
9.9.4 C'!%('& )e P"("6+!"s 5a inyección de crudo caliente a altas temperaturas AG< a !<<C en el po-o, derrite la parafina depositada y acumulada en el po-o. El problema m%s serio y a largo pla-o es la posibilidad de daJos en la formación por la depositación cada vemayor de cadenas pesadas, por la p&rdida de vol%tiles, debido al calentamiento. 5as t&cnicas (E0R, presentan productos para el control de parafinas y asf%ltenos en los po-os petroleros. E)isten diversos mecanismos bacterianos que juegan un papel selectivo para los diferentes tipos de crudo, muc'os productos bacterianos pueden actuar como solventes de la parafina, &stos incluyen alco'oles, alde'ídos, acetonas y %cidos grasos. 5a bacteria cuando metaboli-a 'idrocarburos produce varios tipos de surfactantes. Esos componentes son los glicolípidos, lípidos o carbo'idratos los cuales se enla-an al crudo y alteran su comportamiento de la relación agua?crudo. Ellos actOan de manera similar como dispersante de parafinas, rompiendo las acumulaciones. 5os bioproductos pueden actuar de ambas manerasN como solvente y dispersante
5os factores que influyen en la precipitación de la escala son cambios fuertes de presión, temperatura y pH así como la presencia de componentes iónicos como el cloruro de sodio, mismo que al incrementar en valores muy significativos AP!<<<<< ppm incrementa la solubilidad del carbonato de calcio, el sulfato de calcio y el bario. (ediante la aplicación de los microorganismos se pueden producir substancias in'ibitorias, que modifiquen el comportamiento de estas reacciones.
9.9.7 C'!%('& )e C'(('s+,! El aumento de agua en la producción de crudo asociado con la presencia de dió)ido de carbono, o)ígeno, bacterias sulfato reductoras, niveles de cloro, pH temperatura, generan diferentes tipos de corrosión que afectan las operaciones en los po-os. ebido a la presencia de las bacterias sulfato reductoras que metaboli-an H #3, se 'a utili-ado un grupo de bacterias dirigidas a reducir los niveles de nutrientes b%sicos del agua de formación, a fin de controlar el crecimiento de estas bacterias, que en condiciones anaeróbicas al actuar sobre el 'ierro generan el sulfuro de 'ierro.
9.9.9 C(+%e(+'s #"(" &" Se&e**+,! )e &'s P'>'s. 3e 'a observado que aunque se cumplan todos los criterios en la selección de los po-os, e)isten comportamientos 'eterog&neos de po-os que responden en forma diferente en comparación con otros, por lo que es necesario estudiar la posibilidad de daJos en la formación, presencia de emulsiones que producen taponamiento o restricción al flujo de crudo en las cercanías del po-o. 3e muestra la tabla ; ejemplos de criterios en yacimientos arcillo? arenosos y siliclasticos.
Criterios de 3elección PARMETROS 5itología del Dacimiento Edad del yacimiento
Espesor de la rena +orosidad
+ermeabilidad :ravedad +* del crudo
=emperatura +resión
Espesor de la rena
CONDICIONES =rabaja bien tanto en areniscas, cali-as plicaciones en el (ioceno, Eoceno Espesor mayor de 9.<7Gm A!< ft ue e)ista movimiento del fluido 1o tiene restricción @uenos resultados con gravedades de !< +* Resistente 'asta !#!.!! C A#$<> Resistente a altas presiones Espesor mayor de 9.<7Gm A!< ft 3e recomienda para 3or P !
+otencial del +o-o =abla ;. Ejemplo de criterios en yacimientos arcillo? arenosos y siliclasticos
9.9. Me%')'&'$" )e& T("%"+e!%'
Wna ve- inyectada la me-cla bacteriana en el po-o, &ste debe ser cerrado para permitir el crecimiento de los microorganismos dentro del yacimiento, a fin de que penetren por sus propios medios m%s profundamente dentro del yacimiento. **.
=iempo de Cierre o Remojo del +o-o
El tiempo de cierre del po-o o de remojo, permite asegurar que la coloni-ación y metaboli-ación se cumpla en el ciclo preestablecido en las pruebas de tratabilidad reali-adas en el laboratorio, dejando que los microorganismos se movilicen dentro del yacimiento buscando las -onas con mayor cantidad de petróleo o geles degradados, de manera de alimentarse y reproducirse dentro del yacimiento. 5as bacterias se ad'ieren a las interfaces roca?crudo?agua donde ser%n capaces de metaboli-ar el crudo, produciendo los bioproductos que ayudan a la recuperación del crudo atrapado en los poros de la roca. Este proceso se conoce con el nombre de coloni-ación figura 7.7.;.
B " * % e (
789
Cu(8" )e C(e*++e!%' B"*%e(+"!'
7:9
Es%"*+'!"(+"
799 ;9 <9
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urante el crecimiento de las bacterias se presentan tres fases generales a. >ase de daptación urante esta fase las bacterias inyectadas se adaptan al nuevo ecosistema. Este periodo puede durar 'asta un día, dependiendo de las condiciones del yacimiento. En yacimientos con baja permeabilidad y porosidad, los microorganismos tardan m%s en adaptarse. b. >ase de Crecimiento Esta fase se caracteri-a por un crecimiento e)ponencial de los microorganismos, &stos se multiplican por divisiones mitóticas, es decir, una c&lula se divide en #, luego &sas # se dividen en 7 nuevas c&lulas, &sas 7 dando origen a G y así sucesivamente, 'asta llegar a una concentración m%)ima. Esta fase dura apro)imadamente entre ! y # días, dependiendo de la concentración inicial de microorganismos, si es mayor la concentración el tiempo ser% menor. urante esta fase el aceite pesado, 'ace que los microorganismos cre-can m%s lentamente porque es m%s difícil para las bacterias alimentarse de este tipo de crudo. c. >ase Estacionaria Cuando las bacterias llegan a una cierta concentración, es aquí en esta fase en donde inicia un proceso donde el nOmero de bacterias que crece, es igual al nOmero de bacterias que muere. Es importante mencionar que en esta fase se cumple el proceso de desarrollo, multiplicación y la generación de los bioproductos.
Es importante mencionar que la relación nutrientesbacterias es constantemente evaluada por la compaJía (ic?@ac *nternacional. onde se establece que la relación debe respetarse para evitar el crecimiento de bacterias no deseables, como son las bacterias sulfato reductoras productoras de H#3, o bacterias biodegradadoras de las fracciones livianas del crudo A0riginadoras de la corrosión. 5a forma como se evalOa si el producto est% actuando sobre el crudo del po-o inyectado, es reali-ando muestreos antes y despu&s de la inyección. estas pruebas se les reali-a una cromatografía de gases y líquida del crudo, viscosidad y el porcentaje de vol%tiles. 3i los microorganismos est%n actuando de manera adecuada, se deben observar cambios en la distribución de n?alcanos, donde los componentes de mas pesados deben ser reducidos y las fracciones m%s livianas o de menor peso molecular se van aumentando. Xsto se puede ver reflejado en la disminución de la viscosidad del crudo y aumento en el porcentaje de vol%tiles, con el tiempo, mientras e)istan microorganismos.
9.9.= A#e(%u(" 0 Pues%" )e P(')u**+,! )e &'s P'>'s espu&s de cumplido el tiempo de remojo de los po-os, se procede a la apertura de los mismos, para lo cual debe observarse la presión en la cabe-a para evaluar el comportamiento de la presión en la tubería de revestimiento y la tubería de producción, un aumento de la misma respecto a su valor registrado antes de la prueba, es una muestra de la acción de los microorganismos.
3e tomara la muestra de crudo despu&s de 'aber reali-ado el tratamiento con los microorganismos de acuerdo al monitoreo establecido, a fin de comparar los cambios en el comportamiento de la producción antes y despu&s, así como la primera muestra de crudo antes de la inyección. Este periodo puede durar varios meses, 'asta que los microorganismos e)istan por la disminución de los nutrientes como el fósforo y el nitrógeno, en la mayoría su efecto permanece en el tiempo. Esta recuperación mejorada est% diseJada para que su efecto sobre el crudo residual, perdure por m%s tiempo que los químicos convencionales ya que se trabaja con organismos con metabolismos capaces de reproducirse e)ponencialmente..
9.9. E6e*%'s )e &" Re*u#e("*+,! )e C(u)' Res+)u"& El efecto de la degradación o transformación de las fracciones pesadas o fracciones livianas, depender% e)clusivamente de las características fisicoquímicas del fluido de producción y de las características petrofísicas de los yacimientos. En e)periencia con crudos pesados se 'a observado que los po-os no responden de inmediato al tratamiento, 'asta que la tasa de producción de metabolitos sea el suficiente para que se produ-ca el craqueo bioquímico, pero requieren mayor concentración de producto. Con crudos m%s livianos, los cambios en la movilidad del crudo por la disminución
9. A#&+*"*+,! " N+8e& Mu!)+"& 4. P&"%"6'(" e! 6(+*" urante una competitiva licitación una importante compaJía petrolera estadounidense otorgó a (icro?@ac *nternational un programa piloto para la estimulación de 9 po-os petroleros. 5os po-os se encuentran en una plataforma mar adentro de /frica 0ccidental y producían 9<
•
•
En bril del aJo #<<<, dos po-os fueron tratados y suspendidos por sólo tres días y el tercer po-o fue tratado mientras se encontraba suspendido por otro procedimiento resultando en un período de suspensión de !7 días. esde el reinicio de operaciones, la producción de petróleo de los dos primeros po-os fue de un promedio de m%s de $<< bpd cada uno. El tercero tuvo incrementos tambi&n, y fue notable la reducción de costos debido al a'orro de energía utili-ada, la que a su ve- e)tendió la vida de la bomba. 5os tres po-os producen actualmente crudo de muc'a m%s alta calidad. 5os tratamientos del programa piloto 'an concluido y el programa de tratamiento e)pandido para #<
3e calcula que los tratamientos 'an resultado en ingresos netos adicionales que sobrepasan medio millón de dólares en un periodo de seis meses. ebido al &)ito de ad'erencia de la biomasa al aceite residual figura 7.;.
esfuer-os para 'abilitarlo. (icro?@ac *nternational, *nc., sugirió un tratamiento de estimulación que requería un di%metro de presión de $\ a la formación con un período de encerramiento para que los productos biológicos movili-aran las fracciones de crudo e)tra?pesado. El tratamiento fue concluido en 3eptiembre de #<<< utili-ando los fluidos estimulantes customati-ados. iecioc'o 'oras despu&s de la apertura del po-o, se produjeron las primeras gotas de petróleo. espu&s de una semana se reportó que el po-o estaba produciendo !7<< bpd. +ara finales de la segunda semana se reportó que la producción registraba !G;< bpd. En los Oltimos reportes, la producción de petróleo 'abía aumentado increíblemente a ;7<< bpd. El cliente calcula que el costo del tratamiento fue cubierto entre #?9 días y es lógicamente impresionante que un Ypo-o muertoS 'aya revivido con tan asombrosos resultados. ocenas de otros po-os en la Cuesta 1orte de las2a est%n siendo evaluados para tratamientos de estimulación por (icro?@ac. 3. Sureste de Asia
En el 3ureste de sia, tres po-os fueron tratados en 8ulio de #<<< con el objetivo de incrementar la producción eliminando las parafinas, asf%ltenos, otros depósitos de 'idrocarburos con alto peso molecular y la reparación de daJos a las paredes del po-o. 5a profundidad promedio de los po-os era de 9,<<< pies y la producción promedio previa al tratamiento era de 9<< bpd. 3e inyectó una me-cla de productos para estimulación customati-ados de (icro?@ac a una concentración de ;<,<<< ppm y los po-os fueron cerrados por siete días.
C"#$%u&' V. A#&+*"*+,! %e*!'&,+*" e! M12+*'
.4 A#&+*"*+,! )e &" I!0e**+,! )e M+*(''("!+s's 5a biotecnología aplicada para la estimulación de po-os, consiste en la producción de los metabolitos en el sitio a trav&s de los microorganismos como %cidos org%nicos, gases, disolventes y biosurfactantes, los cuales degradan las fracciones pesadas del crudo, licuan los componentes gelificados originados por el deterioro de los polímeros utili-ados durante un fracturamiento 'idr%ulico e in'iben los depósitos de sales minerales Aescalas de carbonatos o sulfatos en el po-o, o en las -onas cercanas al mismo y por ende mejoran el drenaje de petróleo 'acia el interior del po-o. 5os microorganismos pueden autotransportarse 'acia las -onas de mayor saturación de crudo residual y movili-ar el petróleo previamente considerado irrecuperable. 5a reproducción de los microorganismos depende e)clusivamente de las condiciones del yacimiento y las características de los fluidos. 5a aplicación de un sistema de recuperación mejorada que no tiene un K de rentabilidad establecido es difícil de llevar a cabo, ya que los altos mandos se inclinan por la aplicación de m&todos convencionales en donde la eficiencia est% comprobada Aej. *nyección de agua y C0# y no por nuevas tecnologías en donde los resultados son empíricos. 5a aplicación se reali-o en el paleocanal de C'icontepec, el cual esta locali-ado en la parte suroriental del estado de 4eracru- y limites con los estados de Hidalgo y +uebla.
>igura ;.! Wbicación del +aleocanal de C'icontepec
5a cuenca C'icontepec se clasifica como cuenca tipo antefosa, y contiene sedimentos terrígenos depositados en un ambiente marino profundo, en forma de lóbulos y abanicos submarinos, por una alternancia de areniscas y lutitas de edad Eoceno inferior y +aleoceno superior en un rango de profundidades de G<< a #7<< metros. El sistema petrolero de la cuenca esta definido por 9 plays productores !. +lay C'icontepec de edad +aleoceno?Eoceno =emprano. #. +lay C'icontepec Canal de edad Eoceno *nferior =ardío.
5os po-os de la prueba tecnológica pertenecen a la -ona centro de C'icontepec, fueron elegidos por sus características en comOnN ceite pesado e insuficiente presión de fondo. 5a aplicación se llevo a cabo en Agua Fría-587, Tajin-398 Coa!e"#a"a-89$, reali-%ndose la inyección de microorganismos entre los días !9 y !" de 3eptiembre del #<<;. i.
Agua Fría-587
El po-o gua >ría?;GF, perforado en el #<<7N reali-ando una prueba de producción al intervalo !F"
=.R. !< 97S, 8?;;, 7<.; lbpie
=.R. F ;GS, 8?;;, #$.7 lbpie
!;#.; m
)
SK
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79#.G9 m F$9.;7 m G<9 m !
=.+. # 9GS
!97$.7< m !;"<.9F m
Camisa esli-able Uapata conectora Empacador @a2er
C7
!$;$.;7 m !$$F.7G m !$$G.#$ !$F!.!F m
!$G! m
m
II
El tratamiento con microorganismos se aplicó al intervalo !$G!?!$"F m AC?9<, el !" de 3eptiembre de #<<;, manteniendo una producción de $9 @+ por G meses, despu&s del tratamiento figura ;.#.
PRODUCCIN AF? 7:
5:
7 5 /&s e s P R O M E D IO
P(eT("%"+e!%'
P's%T("%"+e!%'
I!*'(#'#("*+,! 5 +!%e(8"&'s
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ii.
Coa!e"#a"a-89$
El po-o Coapec'aca?G"!, fue terminado fluyente por =+ de # FGS y estrangulador de $ mm, en el intervalo !G<
=.R. !< 9H7S, 8?;;, 7<.; 5bHpie, @C1
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9<".$ m
=.R. F ;HGS, 8? ;;, #$.7 5bHpie
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SK
F"9 m
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Camisa esli-able Cda.
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Uapata Conectora 1iple siento C4alv. Empacador Y>HS
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.
.
7.
PRODUCCIN COAP4 7:
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>igura ;.; Historia de producción del po-o Coapec'aca?G"!
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iii.
Tajin-398
El po-o =ajín?9"G, se terminó oficialmente el 9< de mayo de #<<9 en tres intervalos simult%neos #<;;?#
AV. FIP M Ø
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Camisa desli-able cda. Uapata conectora
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9
4
5?
ctualmente, se encuentran los cuatro intervalos produciendo de forma simult%nea con sistema artificial de bombeo neum%tico.
.5 E8"&u"*+,! )e &" P(')u**+,! )e &'s P'>'s )e &" P(ue/" 5a evaluación total de los resultados de la inyección de microorganismos en los po-os antes mencionados, se reali-ó con base a las mediciones de presión y producción bruta, en el periodo del !" de septiembre al #! de noviembre de #<<;. En los laboratorios de la empresa (icroV@ac *nternacional, *nc., se reali-aron las pruebas de laboratorio de las muestras de crudo del po-o tomadas antes y despu&s de la aplicación del tratamiento con microorganismos Aa los 9< y $< días, con el fin de detectar los cambios por la presencia de la acción de los metabolitos. urante el periodo total de evaluación de los resultados de la inyección de microorganismos, se presentó una estabili-ación de la presión, lo que permitió un ligero incremento y mantenimiento de la producción. =ambi&n se presentó una restauración de la presión en el yacimiento al mejorarse la permeabilidad y al disminuir la caída de presión, lo anterior debido a la remoción del daJo mediante la eliminación de la depositación de los polímeros gelificados los cuales 'an sido degradados. 5a gr%fica ;.F se presenta el comportamiento de la producción de los 9 po-os en los primeros $< días posteriores al tratamiento.
.7 Resu&%")'s )e &" P(ue/" Te*!'&,+*" 5as grafica ;.F muestra que la producción se incrementó con relación a la que tenían antes del tratamiento y tiende a estabili-arse dos meses despu&s junto con la restauración de la presión. +or lo tanto se atribuye este incremento a la reducción del daJo en el contorno del po-o, debido a la degradación de los polímeros gelificados. Esta degradación favorece a la disminución de la viscosidad lo que a su ve- permite el aumento en la movilidad del crudo y 'ace que el flujo de fluidos sea m%s eficiente. Es importante seJalar que los po-os, antes del tratamiento y de acuerdo a la información recopilada en campo, tenían una producción intermitente, y despu&s del tratamiento con microorganismos, el comportamiento de flujo fue m%s continuo. continuación se presenta un resumen de los resultados de la producción alcan-ada con el tratamiento de los tres po-os de inyección de microorganismos, en los periodos de evaluación. PERIODO DE EVALUACION
PRODUCCIN AF?
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=abla $. Resumen de la producción promedio diaria Abpd en los periodos de evaluación por cada
5a curva de declinación de los po-os que se encontraban cerrados yo en producción de manera intermitente con periodos de cuatro a cinco días entre cada descarga, determina que la producción se 'a incrementado con relación a la que tenían antes del tratamiento. 5uego del tratamiento se observa una tendencia a estabili-arse junto con la restauración de presión, precisamente por la relación de los metabolitos residuales en el yacimiento. Con los resultados de los an%lisis de laboratorio, la compaJía asegura, que se comprobó que la acción de los metabolitos 'a permitido mejorar el comportamiento del flujo por una disminución del daJo y un mejoramiento de la permeabilidad, esto debido a la degradación de los geles que se encontraban obstaculi-ando el flujo dentro de la fractura. 5o m%s importante, es que la producción de los po-os se transformó de un sistema intermitente a un sistema con comportamiento variable en donde se llega a establecer un flujo continuo.
.9 Re!%"/+&+)") )e &" I!0e**+,! )e M+*(''("!+s's 3e reali-ó el c%lculo de la rentabilidad del tratamiento con microorganismos, considerando una producción neta apro)imada de los po-os, la cual fue calculada con base a las mediciones de la producción bruta y los porcentajes de agua. Considerando una producción neta acumulada para los tres po-os de apro)imadamente #$!9 @ls. en el primer periodo y de 9FF7 @ls. en el segundo periodo de evaluación, y un precio del barril de petróleo en el mercado de 7; dólares A1ov.#<<;, se obtiene una utilidad de apro)imadamente el 7
DESCRIPCION DE LOS DATOS
PRECIO DEL PETROLEO
PRECIO ACTUAL DEL BARRIL PETROLEO EN EL MERCADO INTERNACIONAL
USDHB/&
9:
EVALUACION DEL TRATAMIENTO SEGUN PRODUCCION DE LLENADO EN EL TANQUE REGISTRADA ANTES Y DESPUES DEL TRATAMIENTO
POZO
PRODUCCION DE PETROLEO EVAL. 5 PROMEDIO EVAL. 4 DIARIO ANTES PERIODO DE VOLUMEN GANANCIAL PERIODO DE VOLUMEN GANANCIAL EVLUACIN EVLUACIN
RECUPERACION DE CAPITAL Y ESTIMACION DEL GANANCIA MONTO
EVAL. 4
EVAL. 5
TOTAL
INYECCION
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USD
USD
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BLS.
BLS.
DAS
BLS.
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7.9
7
5<=47.5
9<.=5
7
44?<:?.4
4=<:5.9?
5?<9:.5
5:<7?=.
COMENTARIO
9
PORCENTAJE DE UTILIDAD DE LA INVERSION
=abla F. n%lisis económico del tratamiento con microorganismos
+or otro lado, considerando una producción nula de los po-os dado el comportamiento que presentaban previo al tratamiento, una producción neta acumulada para los tres po-os de apro)imadamente 9F!G @ls. en el primer periodo y de 7G"< @ls. en el segundo periodo de evaluación, y el precio del barril de petróleo de 7; dólares A1ov.#<<; se obtiene una utilidad de apro)imadamente el G"K con relación a la inversión, como se presenta en la =abla G. ANALISIS ECONOMICO DEL TRATAMIENTO CON MICROORGANISMOS
DESCRIPCION DE LOS DATOS
PRECIO DEL PETROLEO
9:
PRECIO ACTUAL DEL BARRIL PETROLEO EN EL MERCADO INTERNACIONAL
USDHB/&
EVALUACION DEL TRATAMIENTO SEGUN PRODUCCION DE LLENA DO EN EL TANQUE REGISTRADA ANTES Y DESPUES DEL TRATAMIENTO PRODUCCION DE PETROLEO
POZO
PROMEDIO DIARIO
EVAL. 4
EVAL. 5
RECUPERACION DE CAPITAL Y ESTIMACION DEL GANANCIAL MONTO
C'!*&us+'!es 0 Re*'e!)"*+'!es Wno de los principales objetivos de cualquier empresa petrolera en E)ploración ` +roducción es ma)imi-ar el valor de sus yacimientos, mediante la puesta en marc'a de diversos proyectos tendientes a optimi-ar la recuperación de sus 'idrocarburos. En estas estrategias los procesos de recuperación secundaria y mejorada aportan los elementos para incrementar la recuperación final en los yacimientos. entro de la cartera, una característica de la *ndustria +etrolera 1acional es que e)iste un nOmero importante de yacimientos maduros y de baja productividad. +or otra parte, se 'a identificado que muc'os de estos yacimientos se encuentran parcialmente comunicados y en algunos casos producen lentes restringidos en sentido 'ori-ontal, lo que limita la efectividad de un proceso de recuperación. 5a aplicación de microorganismos en los +rocesos de Recuperación (ejorada, es una t&cnica de estimulación conocida como t&cnicas (E0R, que 'an demostrado ser eficiente, económica y compatible con el medio ambiente, por lo cual, se puede decir que para los po-os activos o po-os cerrados con daJos en la formación son recomendables las t&cnicas (E0R. !. 5a recuperación de 'idrocarburos vía microbiana (E0R, puede ser una alternativa para incrementar la producción de este tipo de yacimientos, ya que no requiere de grandes inversiones ni de infraestructura adicional y puede ser aplicado a escala de po-o.
;. 5as innovaciones continuas, las nuevas 'erramientas mejoradas de simulación de procesos biológicos, los enfoques m%s pr%cticos, y los resultados rentables en las t&cnicas de estimulación de po-os individuales, limpie-a y taponamiento de capas, sugieren un futuro alentador y una actividad sostenida de las t&cnicas (E0R durante los pró)imos aJos. $. Hoy en día se esta adquiriendo conciencia de la enorme cantidad de recursos bioquímicos que est%n esperando ser descubiertos. 5as principales firmas biotecnológicas est%n invirtiendo en grandes cantidades a la bOsqueda de nuevas actividades en-im%ticas que pueden ser aplicadas a productos e)istentes o que inspiren nuevas formulaciones. F. (E0R, requiere la interacción de varias disciplinas científicas tales como la @iología y la *ngeniería de Dacimientos que abordan de diferente manera el tema. +or lo que 'a sido muy difícil de presentar en la industria del petróleo una imagen comprensiva y co'esiva de las tecnologías (E0R. G. E)iste la consideración general de que muc'os de los procesos industriales que se implantar%n en los pró)imos ;< aJos tendr%n su fundamento en recursos biotecnológicos deber%n ser eficientes, limpios y auto sustentables.
Re*'e!)"*+,! 3e
Re6e(e!*+"s B+/&+'(-6+*"s !. d2ins 8. +., !""#, (icrobial Composition of Carbonate +etroleum Reservoir >luids, :eomicrob. #. @ryant, R. 3., !"G", (eor data base and Evaluation Reservoir C'aracteristics for (eor +rojects. Estados Wnidos *nstitute for +etroleum and Energy. 9. Crolet 8. 5., !""$, 1on 3R@ 3ulfidogenic @acteria in 0ilfield +roduction >acilities. 7. avidova *. ., 3tams . 8. y Ue'nder ]., !""F, =a)onomic escription of (et'anococcoides and its transfer to (et'ano'alop'ilus :enus. ;. >u =. D., !""< (icrobial En'anced 0il Recovery, 5ibrary of Congress Cataloging. $. :araicoc'ea . >.,!""9, puntes de Estimulación de +o-os. W1(, >acultad de *ngeniería, in&dito (&)ico.
!!. (c*nerney (. 8., (audgalya 3. M., #<<7, evelop of @iosurfactant (ediated 0il Recovery in (odel +orous 3ystems and Computer 3imulation of @iosurfactants. !#.(uJos ., #<<7, Recuperación (ejorada de Hidrocarburos 4ía (icrobiana. epartamento de @iotecnología, *nstituto (e)icano del +etróleo, in&dito (&)ico. !9.3perl +. C., !""9, 1eI (icroorganisms and +rocesses for (eor. @artlesville +roject 0ffice W.3. epartment of Energy.
Re6e(e!*+"s e/ •
• • • • •
'ttpIII.biodisol.commedio?ambienteque?es?el?petroleo?tipos?de? petroleo?'idrocarburos?Iest?te)as?intermediate?petroleo?brent? blend?clasificacion?del?crudo 'ttpIIIelrinconpetrolero.blogspot.com 'ttpIII.e?b?t.commeor.'tm 'ttpboletinsgm.igeolcu.unam.m)epoca<#!"9G?!
ANEXO 4: G&'s"(+' A *+)'s G("s's. 5os %cidos grasos son %cidos org%nicos monoenoicos, que se encuentran presentes en las grasas, raramente libres, y casi siempre esterificando al glicerol y eventualmente a otros alco'oles. 3on generalmente de cadena lineal y tienen un nOmero par de %tomos de carbono. *+)'s O(-!+*'s. 3on una variedad de %cidos que se concentran 'abitualmente en los frutos de numerosas plantas. 3on compuestos org%nicos que poseen al menos un grupo %cido. 3e distinguen el %cido cítrico, el m%lico, el tart%rico, el salicílico, el o)%lico y los grasos. Ae!%es Te!s'"*%+8's ' Su(6"*%"!%es. 5os agentes activos superficiales o surfactantes son mol&culas que contienen un segmento liposoluble Asoluble en aceite y otro 'idrosoluble Asoluble en agua. 5a solubilidad parcial tanto en agua como en aceite permite al surfactante ocupar la interface. 5os agentes de actividad superficial son sustancias químicas que reducen la tensión superficial de los líquidos. Au" C'!1!+%". El agua cong&nita es un tipo de agua salada producida en los interiores de rocas. :eneralmente, aparece como un subproducto de la e)plotación de 'idrocarburos y posee minerales que pueden ser nocivos para el medio ambiente, principalmente, para la contaminación de otros acuíferos
B B"*+&&us L+*;e!+6'(+s. Es una bacteria que se encuentran en el suelo. 3u temperatura óptima de crecimiento es de alrededor de ;<C, aunque puede sobrevivir a temperaturas muc'o m%s altas. 5a temperatura óptima para la secreción de la en-ima es de 9F C. +uede manifestarse en forma de esporas para resistir ambientes duros, o en estado vegetativo cuando las condiciones son buenas. B"*+&&us P'&002". Es un g&nero de bacterias en forma de bastón. El g&nero acillus pertenece a la ivisión >irmicutes. 3on aerobios estrictos o anaerobios facultativos. En condiciones estresantes forman una endoespora de situación central, que deforma la estructura de la c&lula. ic'a forma esporulada es resistente a las altas temperaturas y a los desinfectantes químicos corrientes. B"*%e(+"s A*+)'L-*%+*"s. 5as bacterias %cido?l%cticas se 'an empleado para fermentar o crear cultivos de alimentos durante al menos 7 milenios. 5as bacterias %cido?l%cticas constituyen un vasto conjunto de microorganismos benignos, dotados de propiedades similares, que fabrican %cido l%ctico como producto final del proceso de fermentación. 3e encuentran en grandes cantidades en la naturale-a. B"*%e(+"s A1('/+*"s. @acterias que crecen y viven en presencia del o)ígeno.
B"*%e(+"s Su&6"%' Re)u*%'("s. Comprenden varios grupos de bacterias que utili-an el sulfato como agente o)idante, reduci&ndolo a sulfuro. 5a mayoría pueden tambi&n utili-ar compuestos de a-ufre o)idados tales como sulfito y tiosulfato o a-ufre elemental. 5as bacterias reductoras de sulfato se 'an considerado como un posible tratamiento para las aguas %cidas de las minas que otras bacterias originan. B"*%e(+"s Te(,6+&"s. 5as bacterias termófilas son aquellas que se desarrollan a temperaturas superiores a 7;TC, pueden superar incluso los !<
C'#ues%'s O("!'e%-&+*'s. 3on compuestos en el que los %tomos de carbono forman enlaces covalentes, es decir, comparten electrones, con un %tomo met%lico. 5os compuestos basados en cadenas y anillos de %tomos de carbono se llaman organomet%licos. C'(('s+,!. 3e define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. Cu&%+8' A2e!+*'. Consiste en una sola especie microbiana, proveniente de una sola c&lula. 5os cultivos a)&nicos son muy e)traJos en la naturale-a. Cu&%+8's. En microbiología, un cultivo es un m&todo para la multiplicación de microorganismos, tales como bacterias y virus, en el que se prepara un medio óptimo para favorecer el proceso deseado. E Eu&s+6+*"*+'!. +roceso en el que se preparan las emulsiones Wna emulsión es una me-cla de dos líquidos inmiscibles de manera m%s o menos 'omog&nea. E!>+"s. 3on mol&culas de naturale-a proteica que catali-an reacciones químicas, siempre que sea termodin%micamente posible Asi bien no pueden 'acer que el proceso sea m%s termodin%micamente favorable. Es%+u&"*+,!. +roceso de acidificación o fracturamiento llevado a cabo para agrandar los conductos e)istentes o crear conductos nuevos en la formación
compuestos org%nicos y autótrofos si su fuente del carbono es el dió)ido de carbono AC0#.
G G(u#' A*+),6+&'. Es el nombre gen&rico que recibe cierto grupo de probióticos, generalmente aJadidos a la lec'e o en c%psulas, que contienen una o m%s de las siguientes bacterias que ayudan a la digestión. Crecen en ambientes %cidos. G(u#' A&*"&,6+'. Crecen en ambientes b%sicos. 3e consideran alcalófilos aquellos organismos que viven en ambientes con pH por encima de ". Ellos se encuentran en suelos cargados de carbonatos y lagos salinos como los que se encuentran en Egipto, el Rift 4alley de /frica y 0este de los Estados Wnidos. G(u#' B"(,6+&'. Crecen en ambientes con alta presión. 3e pueden encontrar organismos que viven bajo presiones de 'asta !!< (+a Arecordamos que a nivel del mar tenemos <.! (+a Amegapascal ^ ! bar ^ <."GF atm. G(u#' H"&,6+&'. Crecen en ambientes con altas concentraciones de sales. Consideramos como 'alófilos aquellos organismos que viven en ambientes en los que el contenido de sal sea al menos del G por ciento, aunque este límite depende de los autores. G(u#' Ps+*(,6+&'. Crecen en ambientes de baja temperatura. G(u#' Te(,6+&'. Crecen en ambientes de alta temperatura.
Is'%('#$". Es la característica de los cuerpos cuyas propiedades físicas no dependen de la dirección. M Me%"!'1!es+s. Es la formación de metano por microbios. Es una forma de metabolismo microbiano muy importante y e)tendido. En la mayoría de los entornos, es el paso final de la descomposición de la biomasa. Me%"/'&+s'. Es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico? químicos que ocurren en una c&lula y en el organismo. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular y permiten las diversas actividades de las c&lulas crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc. Me%"/'&+%'s. Es cualquier mol&cula utili-ada o producida durante el metabolismo . Me%;"!'/"*%e(+u s#. @acterias productoras de metano. M+*('6&'(". Representada por 'ongos, algas unicelulares y vegetales microscópicos que se encuentran en un suelo. M'(6'&'$". El estudio de la forma de un organismo o sistema. M0*'#&"s". 3on un g&nero de bacterias que carecen de pared celular. E)isten m%s de !<< especies reconocidas del g&nero Myco*lasma N
O2$e!' M'&e*u&"(. Es un compuesto químico que se compone de dos %tomos de o)ígeno. Es un gas en Acondiciones normales de presión y temperatura incoloro, inodoro e insípido. P P"("6+!"s. Es el nombre comOn de un grupo de 'idrocarburos alcanos de fórmula general C!H5!@5. Pe#%'!"s. Cualquiera de las sustancias producidas por transformación de los principios albuminoideos, mediante la acción de la pepsina contenida en el jugo g%strico. 5a peptona se usa en @acteriología, como medio de cultivo para el desarrollo de bacterias y 'ongos. Pe(e"/+&+)"). >acilidad de una roca para dejar pasar fluido a trav&s de ella. Es un factor que indica si un yacimiento tiene, o no, buenas características productoras. P'('s+)"). Relación entre el volumen de los poros e)istentes en una roca y el volumen total de la misma. Es una medida de la capacidad de almacenamiento de la roca. P'%e!*+"& Re)'2. El potencial redo) es una medida de la actividad de los electrones. Est% relacionado con el pH y con el contenido de o)ígeno. P(es+,! 's,%+*". 5a presión osmótica es la medida de la tendencia del agua
R Re*u#e("*+,! e3'(")". Es la recuperación de aceite por medio de la inyección de materiales que normalmente no est%n presentes en el yacimiento y que modifican el comportamiento din%mico de los fluidos residentes. 5a recuperación mejorada no se restringe a alguna etapa en particular de la vida del yacimiento. Re*u#e("*+,! P(+"(+". Cuando el petróleo surge naturalmente, impulsado por la presión del gas o el agua de la formación, o bien por la succión de una bomba. Re*u#e("*+,! Se*u!)"(+". Cuando se inyecta gas yo agua para restablecer las condiciones originales del reservorio o para aumentar la presión de un reservorio poco activo. Re*u#e("*+,! Te(*+"(+". Cu%ndo se utili-an otros m&todos que no sean los antes descritos, como por ejemplo, inyección de vapor, combustión inicial, inyección de jabones, C<#, etc. En los procesos por miscibilidad se agregan detergentes que permiten un mejor contacto aguapetróleo al bajar la tensión superficial. Re)u*%'(es )e N+%("%'. +roductos que colaboran para la reducción del 1itrato en los procesos biotecnológicos. S Su&6"%'s. 3on las sales del %cido sulfOrico. Contienen como unidad comOn un %tomo de a-ufre en el centro de un tetraedro formado por cuatro %tomos de
V V+s*'s+)"). Es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Wn fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. X X"!%;''!"s *"#es%(+s. Es una especie microbiológica de bacterias que causa una variedad de fitopatologías. Es usada en la producción comercial de un polisac%rido de alto peso molecular, la goma )antana, que es un eficiente viscosificador de soluciones acuosas, con importantes usos, especialmente en la industria alimenticia. Y Y"*++e!%'. Es una formación en la que est% presente una concentración de depósitos minerales en la corte-a terrestre.
ANEXOS 5 0 7 Te*!'&'$" MEOR
Me%"/'&+s'
Es%u)+'s " !+8e& L"/'("%'(+' *'! &" Te*!'&'$" MEOR T+#' ' N+8e& )e M+*(''("!+s's S+s%e"s
O/se(8"*+'!es
´ Eficiencias de recuperación de aceite de ".9 a ##.!K. 5aboratorio 7 cepas de acillus ´ +roducción de polímero e)tracelular. ´ +roducción de acido biogenico y taponamiento /icheniformis aisladas de e)perimentos en un yacimiento petrolero nOcleo de !G.# cm selectivo provocando cambios en la porosidad de la y 9 cm de del 1orte de lemania roca y alteración de la mojabilidad. di%metro ´ =emperatura de crecimiento de microorganismos de ;<C y salinidad de ; a !
Re6e(e!*+"
*nyección de microorganismos y
erobio y anaerobio
+roducción de biosurfactantes
=ermófilos aislados de agua y aceite de po-os 1o especifica petroleros de (alasia
5aboratorio
´ isminuyen la tensión superficial mas de #< dinas. ´ 5a mayor producción es en la fase e)ponencial. ´ >uente de carbono queroseno.
*llias et al., !"""
+roducción de biosurfactantes y solventes
1o se menciona
5aboratorio
ceites de 9$+*, considerados como aceites medios.
@ailey et al., #<
+roducción de biosurfactantes
@acterias aerobias F especies todas del alotolerantes de genero acillus po-o petrolero
5aboratorio
´ >uente de carbono queroseno ?!;K de 1aC5.
*llias et al., #<
islamiento de microorganismos de muestras de agua de un yacimiento en aquing, C'ina
naerobios facultativos con @acterias con capacidad 'idrocarburo como de degradar 'idrocarburo fuente de carbono
5aboratorio en nOcleo de 9
nutrientes
facultativo
1o especifica
´ (edición de tensión superficial e interfacial
Da2imov et al., !""F
temperatura optima 7;?;<C. ´ 5a recuperación de aceite por inyección microbiana fue de ! entre el aceite y el agua se redujo de 9;.$ a G m1(. ´4iscosidad de aceite disminuyo de #G a !G m+a.s.
1EB0 # Estudios a nivel laboratorio para la Recuperación de aceite con (icroorganismos yo sus (etabolitos.
Te*!'&'$" MEOR
Me%"/'&+s'
M+*(''("!+s's
T+#' ' N+8e& )e S+s%e"s
O/se(8"*+'!es
1Ocleo Aroca cali-a a nivel laboratorio,
E)perimentos de recuperación secundaria y terciaria de
erobios y anaerobios
+roducción de C0# cH#
erobios y anaerobios
ClostridiIn acetobutylicum
Roca carbonatada
(icroorganismos indígenas
naerobios
@acillus sp y Clostridium sp
´ pH ".7?!<.$, recuperación !"K. ´ pH $?F.7, recuperación de 7;K en promedio. ´ ceites de #$+*, atmosfera de 1#. ´ =emperatura de 9FC. ´ (odifica la viscosidad del crudo.
5aboratorio
(ela-a concentración !K
Ensayos en nOcleo y cultivos
Caracteri-ación de e)opolisacaridos, los espacios de poro de la roca y la interacción entre ellos. Wtili-an >ratesi et al, microscopia de barrido para caracteri-ar dic'a #<<#
'idrocarburos
acillu! proveniente de
corrientes de agua caliente
Caracteri-ación ultraestructural de e)perimento de (E0R en naerobios nOcleo
1o especifica
*nyección de microorganismos y naerobio nutrientesAglucosa, facultativo sacarosa y mela-a sobre nOcleos de @erea
!# cepas aisladas de aceite y agua de formación de po-os de rabia 3audita y Egipto
´ *dentificación y uso de microorganismos indígenas ´ @iocompeticion
´ Recuperación secundaria A"
Re6e(e!*+"
@e'lugil et al, #<<# El Ela et al, #<<#
relación, e)ploran diversas metodologías para la
preservación de los componentes de interacción.
5aboratorio de nOcleos de @erea
´ +roducción de gas, biosurfactantes y biopolimeros. ´ 5as bacterias afectaron la tensión interfacial entre el aceite y el agua, la mojabilidad de la roca y la permeabilidad relativa.
5aboratorio
dición de sales inorg%nicas en concentraciones pequeJas como un sistema alternativo de aceptor de electrones. uración del proyecto 9 aJos, aislaron bacterias y se enfocaron a los cultivos con Hit-man, capacidad de producir agentes movili-antes. #<<9. =emperatura de incubación de 7<C? ;;C a pH F.#. ´ >uentes de carbono Aacetato, lactato, glucosa y sacarosa.
enitrificantes cultivos mi)tos anaerobios, aunque 1o especifica
tambi&n usan erobias
lme'aideb y Ue2ri, #<<#
1EB0 # Estudios a nivel laboratorio para la Recuperación de aceite con (icroorganismos yo sus (etabolitos.
3ayyou', #<<#
Te*!'&'$" MEOR
Me%"/'&+s'
*nyección de nutrientes Asacarosa al #K y 1o especifica microorganismos aislados de un campo petrolero. dición de (icroorganismos y nutrientes con fosfatos y aceptores de electrones.
erobio y anaerobios
(icroorganismo aislado de un po-o petrolero del 3ur de *r%n, producción de @iosurfactante.
erobio
M+*(''("!+s's
# microorganismos acillus gran positivo, esporulado y acillus subtilis
Consorcios con acillus *olymi0a! ' brevis! Micrococcusvarians!Psudomonas aeri"inosa!1ibrio s*! 'licheniformis'
T+#' ' N+8e& )e S+s%e"s 5aboratorio en matraces y sistema de nOcleo Acilindros de ## cm de longitud y 7.<"" cm de di%metro interno 5aboratorio, sistema en comumna empacado con arena granulada e impregnada con aceite.
Pseudomonas aeru"inosa
/aboratorio
erobio Efecto de la actividad mesofilicos bacteriana sobre la degradadores mojabilidad de 'idrocarburos
@acterias aerobias mesofilicas con crecimiento optimo entre #< y 7; C
En nOcleos A@ent'eimer sandstone con diferentes tipos de aceites y composiciones de agua.
E)perimentos de recuperación naerobio secundaria y terciaria en medio poroso
acillus subtilisy leuconostoc mesenteroides
(icromodelo en vidrio templado a nivel laboratorioA de !cm ) # cm
O/se(8"*+'!es ´ 5a recuperación fue de !7.9K con microorganismos del campo petrolero +aydar de =eran?*ran, la producción de @iosurfactantes tuvo
Re6e(e!*+"
bta'i et al, #<<9.
un importante acción sobre esta. ´ +roducción de metabolitos gases, solventes, polímeros, surfactantes. ´ 3oportan temperaturas de ;<C y salinidad de ;K de 1aC5. ´ !! a !G K de recuperación de aceite. ´ iferentes fuentes de carbono y o)ígeno, relaciones de C1. 5a mejor producción de ramnolipidosA7.# g5 se obtuvo con glicerol despu&s de F días de e)perimentación con una C(C de !"mg5. 3us resultados indican que el crecimiento bacteriano puede reducir la =*> y provocar cambios en la mojabilidad lo que provoca un incremento de la recuperación de aceite. ´ #9.!K de aceite recuperado con @.subtilis y #!.#K con 5. mesenteroides. ´ (E0R en medio poroso fracturado y no fractrado, sistema no fracturado con 7;K de recuperación de aceite con agua de inyección.
1EB0 # Estudios a nivel laboratorio para la Recuperación de aceite con (icroorganismos yo sus (etabolitos.
lmeida et al, #<<7
Ras'eidi et al #<<;
MoIales2i et al, #<<$
3oudmand? sliet al, #<
Es%u)+'s " !+8e& *"#' *'! %e*!'&'$" MEOR Te*!'&'$" MEOR
´(icroorganismos indígenas y sus metabolitos. ´Wtili-ación de mela-a
Me%"/'&+s'
mbos
M+*(''("!+s'
acillus s*'y lostridium s*'
T+#' ' !+8e& )e s+s%e" ´Reactores con medios porosos. ´(odelos matem%ticos tridimensional, trif%sico y multicomponente. ´+ruebas piloto en campo de ;#< acres
O/se(8"*+'!es ´ Recuperación de aceite de F.; a F
lostridium thyrobutyricum
5aboratorio en granulados de roca de yacimiento y prueba piloto en campo en yacimiento carbonatado
e)ógenasAmela-a y aceite residual. ´ Recuperación de aceite de #" a 99K por tratamiento microbiano. ´ *n'ibición de bacterias sulfato reductoras. ´ >actores que incrementan la desórcion de aceite de la roca de yacimiento son ! (ejoramiento de la absorción capilar del medio inyectado en la matri-. # *ntercambio entre los nutrientes y el aceite en el espacio poroso. 9 Cambio del potencial de presión y 7 isminución de la viscosidad.
Wso de microorganismos 1o especifica indígenas, taponamiento selectivo
1o especifica
´5aboratorio, 1Ocleos. ´+rueba piloto en yacimientos de /amar EE22
Reali-an una caracteri-ación geológica y petroquímica de los po-os. 1o especifican.
*nyección de bacterias naerobios y nutrientes en bajas facultativos cantidades
(e-cla de microorganismos ! a 7 m longitud, <.! a <.9 m anc'o. (óviles
´ *ncremento de la producción de aceite en un 9"K en promedio. En campo, en diferentes %reas ´ 3e redujo la viscosidad del aceite por acción geogr%ficas de EEWW, microbiana. rgentina y C'ina, yacimientos ´ +roducción de %cidos org%nicos, alco'ol y del tipo dolomía y arenisca. biosurfactante. ´ ; proyectos de (E0R en campo con diversas condiciones de yacimiento.
*nyección de bacterias y mela-a para su fermentación
naerobio
1EB0 9 Estudios a nivel de Campo para la Recuperación de aceite con (icroorganismos yo sus (etabolitos.
Re6e(e!*+"
@ryant et al., !"G$?#<<#
5ungers'aus en, !""9
4adie, !""$
ietric' et al., !""$
Te*!'&'$" MEOR
Me%"/'&+s'
M+*(''("!+s'
islamiento de microorganismos termófilos. dición de sacarosa, mela-a y glucosa a distintos po-os
9F cultivos, solo anaerobios todos productores de algOn metabolitos
1o especifica
*nyección de F productos microbianos de un consorcio
1o especi fica
1o especifi ca
*noculación de microorganismos
1o especi fica
1o especifi ca
´ isminución de la =*>. ´ +roducción de gas y biosurfactantes in situ' ´ >ormación de microemulsiones. ´ =aponamiento selectivo con bacterias.
@acterias # especies de termófilas, # de @acillus ellas filamentosas
T+#' ' !+8e& )e s+s%e"
O/se(8"*+'!es
´ +roducción de %cidos org%nicos y gases. ´ 3creening de po-os con factibilidad de aplicación de t&cnicas (E0R. ´ Estudios en laboratorio con organismos Campo 4ene-uela promisorios. ´ +ruebas de campo para reali-ar remoción de parafinas. ´ 5os aceites caen en un intervalo de +* de !F? #F con una temperatura de $<C. ´ Criterios en campo rala la factibilidad del proyecto a pH cercano a neutro. b +resión, no es un par%metro que limite. c =amaJo de poro, no $ po-os del campo debe est ar sobre el rango de tamaJo de la +iedras Coloradas, comunidad bacteriana. d =emperatura debe ser rgentina menor de !#!C. e Concentración de cloruros Q !<<,<<< ppm en fase acuosa. f Composición del crudo principalmente n? alcanos. ´ Reducen la viscosidad por acortamiento de l as +rueba piloto en cadenas largas del crudo en las del #
1Ocleo Arocas carbonatadas y prueba piloto en yacimiento de EEWW
´ Recuperación de aceite del !; al #
1EB0 9 Estudios a nivel de Campo para la Recuperación de aceite con (icroorganismos yo sus (etabolitos.
Re6e(e!*+"
5idsey y Uirirr, !""F.
(aure et al., !"""
Ue2ri et al., !"""
Dusuf et al., !"""
Te*!'&'$" MEOR
*nyección de nutrientes en el yacimiento Amela-a
*nyección de nutrientes Anitratos, fosfatos y mela-a para estimular bacterias indígenas del yacimiento
+ruebas piloto en dos po-os con inyección de microorganismos y medio de cultivo para fermentadores
Me%"/'&+s'
naerobio
1o especifica
M+*(''("!+s'
acillus /icheniformis
1o especifica
9 cepas bacterianas >acultativos
(acillus s*'3/A4! /5 y Pseudomonas s*' %$6)
aisladas de agua de producción del yacimiento 8iang'an
T+#' ' !+8e& )e s+s%e"
O/se(8"*+'!es
´ 3e obtiene un incremento del !#.;GK en la recuperación de aceite. ´ 5a producción de C0# ayudo al despla-amiento 9 nOcleos del crudo y al mejoramiento del mismo. diferentes, prueba ´ +ermeabilidad muy baja <.7;G md, otro con piloto en yacimiento !7 de G.F# a ;.7$ m1mA9F.9"K ´ ecrece la viscosidad de 7.<; a 9.FF m+asA#<."K. Cambio en las poblaciones. Campo en po-os petroleros de la Wnidad +etrolera 1ort' @loI'orn Cree2, 5emar County, labama
Re6e(e!*+"
´
3tep'ens et al., !"""
´ *ncremento de la producción de aceite por (E0R fue de $" mbo a !$! mbo
´ Recuperación de aceite en una prueba de laboratorio incremento #9.!K ´ +roducción de %cidos org%nicos, acetonas &teres y 5aboratorio, prueba gases. piloto en dos po-os ´ Reducción de la viscosidad y el contenido de He et al., de yacimiento resinas. #<<< petrolero de C'ina ´ 3alinidad del agua de formación de #
1EB0 9 Estudios a nivel de Campo para la Recuperación de aceite con (icroorganismos yo sus (etabolitos.
Te*!'&'$" MEOR *nacción de microorganismos y productos
Me%"/'&+s' @acterias de po-os de yacimientos de WE
*nyección de un microorganismo y mela-as en $ po-os productores
1o especifica
*nyección de nutrientes Amela-as y de microorganismos
1o especifica
*nyección de microorganismos, biocatali-adores y nutrientes dentro del yacimiento
naerobios facultativos degradadores de 'idrocarburos
M+*(''("!+s'
acillus
T+#' ' !+8e& )e s+s%e" Campo, po-os de WE 7 tipos de aceites
C8>?<<#
+rueba de campo de (E0R en el campo petrolero >uyu en C'ina
(icroorganismos C8>?<<#
En nOcleo prueba de campo en +uyu, C'ina
rc'eas y @acterias 'ipertermofilas
Campo en la formación +apagayos, Campo 4i-cac'aras, rgentina
Enterobacter s*'
O/se(8"*+'!es ´isminución de la =*> de 'asta un ""K del valor original a $
incrementó la recuperación de aceite y disminución de agua de formación. ´Evaluar la reducción de la permeabilidad por taponamiento. ´El incremento en la producción de aceite fue dos veces mayor. ´Evaluación de (E0R despu&s de un aJo de 'aber inyectado microorganismos. ´5a producción de aceite incrementa en un #
1EB0 9 Estudios a nivel de Campo para la Recuperación de aceite con (icroorganismos yo sus (etabolitos.
Re6e(e!*+" Ue2ri y l? Manbas'i, #<
1agase et al., #<
1agase et al., #<<#
3trappa et al., #<<7
