Nanotecnología aplicada a la industria petrolera

Durante el proceso de la extracción y bombeo del petróleo, hay un remanente que queda atrapado en la roca. De esto se ocupó una especialista argentina, que obtuvo una beca para desarrollar un innovador “nanotrazador” que resuelve este problema.

Nanotecnologia

En la actualidad, YPF, la principal petrolera del país, ha trazado como uno de sus objetivos principales la incorporación de nuevas tecnologías en los procesos de recuperación secundaria y terciaria. En ese sentido, es necesario disponer de una caracterización completa y precisa del movimiento de los fluidos en los reservorios, para lo cual se necesitan realizar ensayos con marcadores químicos o radioactivos. Este tipo de estudios invariablemente se hacen mediante la contratación de servicios con empresas extranjeras.

Es a partir de esta demanda concreta que se inscribe la tesis doctoral de María Laura Vera, alumna de la Facultad de Ciencias Exactas, proponiendo una nueva clase de trazador: los Nanotrazadores Fluorescentes (NT) basados en Nanopartículas (NP) para asistir al monitoreo en reservorios petroleros convencionales.
La Dra. María Laura señala que “el puntapié inicial del trabajo fue desarrollar un producto a partir de la síntesis básica. Se exploraron los caminos que permitieran optimizar la producción de un (nano) trazador, aplicable a los campos petroleros, reemplazando tecnologías importadas por un desarrollo propio. El desarrollo de dicho producto como su posterior optimización y evaluación según las condiciones propias de los pozos petroleros argentinos, se llevó a cabo íntegramente en laboratorios de la universidad y el CONICET, conjuntamente con YTEC, contribuyendo notablemente al conocimiento básico del problema y aportando propuestas para la baja de los costos de las operaciones”.

Nanotecnologia 1

En la explotación primaria y secundaria del petróleo, la extracción del crudo no se realiza en su totalidad, por lo tanto se recurre a métodos que complementan las extracciones; uno de ellos consiste en inyectar agua con aditivos que permiten barrer ese crudo que ha quedado retenido. En consecuencia, cuando se trabaja con fluidos, es necesario conocer el recorrido de estos a partir de la utilización de marcadores.

LA TRASCENDENCIA DEL TRABAJO DIO LUGAR A UNA
PATENTE QUE HA SIDO REGISTRADA EN ESTADOS UNIDOS POR YTEC, DONDE LA DRA. VERA, SUS
DIRECTORES Y
COLABORADORES COMPARTEN LA
AUTORÍA.

Los más conocidos son a base de agua tritiada que es un producto radioactivo o sustancias químicas que poseen distintas interacciones con el agua o con el crudo; pero la contrapartida es que no son cien por ciento estables o parte de estos quedan absorbidos parcialmente en la roca.

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“Son precisamente estas dificultades las que motivaron el desarrollo de un nuevo tipo de trazador, buscando un producto que pueda migrar desde donde se lo incorpora hasta su recolección de manera eficiente y que pueda marcar el recorrido de esa inyección”, explica la Dra. Vera.

Los nanotrazadores

La micro y nano tecnología ha contribuido a lograr significativos avances tecnológicos en un gran número de industrias, incluyendo la electrónica, biomédica, farmacéutica, la producción de materiales y manufactura, aeroespacial, fotográfica, y más recientemente la industria energética.

En la industria del gas y petróleo la nanotecnología ha impactado en diversas áreas como la exploración, perforación, producción y refino. Las nanopartículas presentan propiedades ópticas, magnéticas, paramagnéticas y químicas únicas, debido a su reducido tamaño. Estos materiales poseen una elevada relación área/volumen, reteniendo muchas de las propiedades coloidales.

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Un nanotrazador está compuesto por un núcleo y un recubrimiento. El núcleo está constituido por la nanopartícula que porta determinada característica que permitirá llevar a cabo la detección y cuantificación del producto, como ser propiedades magnéticas, luminiscentes, etc. Puede ser de naturaleza orgánica (fluoróforos encapsulados y protegidos por una capa de determinado material, como la sílice) o inorgánica (óxidos o metales, nobles o tierras raras, insertos en esferas de pocos cientos de nm). Adicionalmente, el recubrimiento es la funcionalización superficial que permite la estabilización del producto en las condiciones de pozo (generalmente salinidad y temperatura elevada).

A partir de los avances realizados en nanotecnología, es posible contar con nano sensores que permitan profundizar y complementar la caracterización de un reservorio. Tal desarrollo se sustenta en un concepto bien establecido en el área de la biotecnología, y es el denominado “lab on a particle”. Este se refiere al diseño de nanopartículas que pueden incorporar diversas funcionalidades, como sondas fluorescentes, metales, funciones de reconocimiento específico, recubrimientos químicos determinados (dependiendo del objetivo del estudio).

EL TRAZADOR
OBTENIDO HA
RESULTADO SER
ESTABLE
QUÍMICAMENTE Y TIENE UN GRADO DE RECUPERACIÓN CERCANO AL 100%, LO CUAL LO ALIENTA COMO POTENCIAL CANDIDATO PARA
REEMPLAZAR A LOS PRODUCTOS
IMPORTADOS.

De esta manera, se tiene en una misma unidad (la NP) un sensor que además de presentar una emisión característica, puede desempeñar otras funciones como transporte selectivo, encapsulación de químicos, interacción diferencial con el medio, entre otras. Con estos materiales, se dispone de un nano laboratorio que migrará en la matriz donde sea aplicado, permitiendo una detallada caracterización de ésta.

El trazador obtenido por la Dra. María Laura Vera ofrece dos ventajas centrales frente a los que se utilizan en la actualidad: ha resultado ser muy estable químicamente y tiene un grado de recuperación cercano al cien por ciento, lo cual lo alienta como potencial candidato para reemplazar a los productos importados.

Más información: sedici.unlp.edu.ar

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