1. Tensioactivos para medidas de fracturación
Las técnicas de fracturación se aplican frecuentemente en yacimientos petrolíferos de baja permeabilidad. Consisten en aplicar presión para fracturar la formación, creando grietas, y luego apuntalarlas con agentes de sostén para reducir la resistencia al flujo de fluidos, logrando así el objetivo de aumentar la producción y la inyección. Algunos fluidos de fracturación se formulan utilizando surfactantes como uno de sus componentes.
Los fluidos de fracturación de aceite en agua se formulan a partir de agua, aceite y emulsionantes. Entre los emulsionantes utilizados se incluyen tensioactivos iónicos, no iónicos y anfotéricos. Si se utiliza agua espesada como fase externa y aceite como fase interna, se puede preparar un fluido de fracturación de aceite en agua espesado (emulsión polimérica). Este tipo de fluido de fracturación puede utilizarse a temperaturas inferiores a 160 °C y permite la desemulsificación y descarga automática de los fluidos.
Los fluidos de fracturación por espuma son aquellos que utilizan agua como medio de dispersión y gas como fase dispersa. Sus componentes principales son agua, gas y agentes espumantes. Como agentes espumantes se pueden emplear sulfonatos de alquilo, sulfonatos de alquilbenceno, ésteres de sulfato de alquilo, sales de amonio cuaternario y tensioactivos de tipo organofosforado (OP). La concentración de agentes espumantes en agua suele ser del 0,5 al 2 %, y la relación entre el volumen de la fase gaseosa y el volumen de espuma oscila entre 0,5 y 0,9.
Los fluidos de fracturación a base de aceite se formulan utilizando aceite como disolvente o medio de dispersión. Los aceites más utilizados en el sector son el crudo o sus fracciones pesadas. Para mejorar su comportamiento viscosidad-temperatura, es necesario añadir sulfonatos de petróleo solubles en aceite (con un peso molecular de 300 a 750). Los fluidos de fracturación a base de aceite también incluyen fluidos de fracturación de agua en aceite y fluidos de fracturación de espuma de aceite. Los primeros utilizan tensioactivos aniónicos, catiónicos y no iónicos solubles en aceite como emulsionantes, mientras que los segundos utilizan tensioactivos poliméricos fluorados como estabilizadores de espuma.
Los fluidos de fracturación para formaciones sensibles al agua son emulsiones o espumas formuladas con una mezcla de alcoholes (como el etilenglicol) y aceites (como el queroseno) como medio de dispersión, dióxido de carbono líquido como fase dispersa y éteres de alcohol alquílico de polioxietileno esterificados con sulfato como emulsionantes o agentes espumantes, que se utilizan para fracturar formaciones sensibles al agua.
Los fluidos de fracturación para la acidificación de fracturas funcionan como fluidos de fracturación y acidificación, y se utilizan en formaciones carbonatadas donde ambas medidas se llevan a cabo simultáneamente. Entre los relacionados con los surfactantes se incluyen las espumas ácidas y las emulsiones ácidas; las primeras utilizan alquilsulfonatos o alquilbencenosulfonatos como agentes espumantes, mientras que las segundas utilizan surfactantes de tipo sulfonato como emulsionantes.
Al igual que los fluidos acidificantes, los fluidos de fracturación también utilizan tensioactivos como desemulsionantes, aditivos de limpieza y modificadores de la humectabilidad, aspectos que no se detallarán aquí.
2. Tensioactivos para el control del perfil y medidas de taponamiento de agua.
Para mejorar la efectividad del desarrollo de la inyección de agua e inhibir la tasa de aumento de la fracción de agua en el petróleo crudo, es necesario ajustar el perfil de absorción de agua en los pozos de inyección y tomar medidas de taponamiento de agua en los pozos de producción para aumentar la producción. Algunos de estos métodos de control de perfil y taponamiento de agua suelen utilizar ciertos surfactantes. El agente de control de perfil de gel HPC/SDS se prepara mezclando hidroxipropilcelulosa (HPC) y dodecilsulfato de sodio (SDS) en agua dulce. El alquilsulfonato de sodio y el cloruro de alquiltrimetilamonio se disuelven respectivamente en agua para preparar dos fluidos de trabajo, que se inyectan sucesivamente en la formación. Los dos fluidos de trabajo se encuentran en la formación, produciendo precipitados de alquilsulfito de alquiltrimetilamina, que bloquean las capas de alta permeabilidad. El éter de alquilfenol de polioxietileno, el alquil arilsulfonato, etc., se pueden utilizar como agentes espumantes. Se disuelven en agua para preparar un fluido de trabajo, que luego se inyecta alternativamente en la formación con un fluido de trabajo de dióxido de carbono líquido. Esto genera espuma en la formación (principalmente en capas de alta permeabilidad), provocando bloqueo y logrando el efecto de control de perfil. Un surfactante de tipo sal de amonio cuaternario, como agente espumante, se disuelve en un sol de ácido silícico preparado a partir de sulfato de amonio y silicato de sodio y se inyecta en la formación, seguido de la inyección de gas no condensable (gas natural o cloro). Esto primero genera espuma con el líquido como medio de dispersión en la formación, y luego el sol de ácido silícico se gelifica, dando como resultado una espuma con el sólido como medio de dispersión, que bloquea las capas de alta permeabilidad y logra el control de perfil. Utilizando surfactantes de tipo sulfonato como agentes espumantes y compuestos de alto peso molecular como agentes espesantes y estabilizadores de espuma, y luego inyectando gas o sustancias generadoras de gas, se genera espuma a base de agua en la superficie o en la formación. En la capa de petróleo, una gran cantidad de surfactante se desplaza a la interfaz petróleo-agua, provocando la destrucción de la espuma, por lo que no bloquea la capa de petróleo y es un agente de taponamiento selectivo de agua en pozos petroleros. El agente de obturación de agua para cemento a base de aceite es una suspensión de cemento en aceite. La superficie del cemento es hidrófila. Cuando entra en la capa productora de agua, el agua desplaza el aceite de la superficie del cemento y reacciona con él, provocando que el cemento se solidifique y bloquee la capa productora de agua. Para mejorar la fluidez de este agente de obturación, se suelen añadir tensioactivos de tipo carboxilato y sulfonato. El agente de obturación de fluido micelar a base de agua es una solución micelar compuesta principalmente de sulfonato de petróleo amónico, hidrocarburos, alcoholes, etc. Cuando encuentra agua de alta salinidad en la formación, puede volverse viscoso para lograr el efecto de obturación de agua. Los agentes de obturación de solución de tensioactivo catiónico a base de agua o aceite, que se componen principalmente de tensioactivos de alquilcarboxilato y cloruro de alquilamonio, solo son adecuados para formaciones de arenisca. El agente de obturación de agua de petróleo pesado activo es petróleo pesado disuelto con emulsionantes de agua en aceite. Al entrar en contacto con el agua en la formación, produce una emulsión de agua en aceite de alta viscosidad para lograr el objetivo de taponar la entrada de agua. El agente de taponamiento de aceite en agua se prepara emulsionando petróleo pesado en agua utilizando tensioactivos catiónicos como emulsionantes de aceite en agua.
Fecha de publicación: 8 de enero de 2026