Evaluación del potencial de la cafeína como trazador en aguas formación del campo zuata norte, área junín, faja petrolífera del orinoco Hugo Chávez, mediante simulaciones experimentales estáticas a condiciones de yacimiento

Abstract

Resumen El presente trabajo de investigación tiene por objetivo evaluar el potencial de la cafeína como trazador en aguas de formación del campo Zuata Norte, área Junín, Faja Petrolífera del Orinoco Hugo Chávez, mediante simulaciones experimentales estáticas en condiciones de yacimiento. Con el propósito de alcanzar dicho objetivo, inicialmente se llevó a cabo la caracterización química y física de los elementos que participaron en las simulaciones experimentales estáticas a saber: agua de formación, crudo y matriz porosa. De esta manera poder predecir los posibles procesos que se puedan generar durante dichas simulaciones.La caracterización del agua de formación arrojó un agua del tipo clorurada sódica (Na+-Cl-), con presencia de compuestos orgánicos tales como alcoholes, fenoles, parafinas y ácidos. Por su parte, el crudo según su gravedad API se clasifica como pesado, es poco viscoso y según su composición S.A.R.A, es parafínico-aromático.También, se llevó a cabo la caracterización mineralógica de la matriz porosa obteniendo que los minerales predominantes son cuarzo > minerales de arcilla (Caolinita >Ilita > Esmectita) > pirita > feldespato > calcita.El potencial de la cafeína como trazador en aguas de formación fue evaluado mediante la realización de 18 simulaciones experimentales estáticas a condiciones de 60 °C, 900 psi y pH de 6 unidades; se incluyeron además 2 simulaciones a condiciones de 150 °C, 1800 psi y pH de 6 unidades. Dichas simulaciones involucraron cinco ensayos; en este sentido, los ensayos I y V, permitieron evaluar la estabilidad química y térmica del trazador, este último a condiciones extremas; mientras que el ensayo II, permitió evaluar la partición del trazador con el crudo; por su parte el ensayo III, consistió en evaluar la adsorción del trazador a la matriz porosa; y finalmente el ensayo IV, conllevó a evaluar el comportamiento del trazador al integrar todos los elementos que conforman un yacimiento petrolífero. Para cada uno de los ensayos se realizaron 4 simulaciones 2 de 7 días, 1 de 14 días y 1 de 21 días, a diferencia del ensayo V en el cual solo se realizaron 2 simulaciones de 7 días. El tiempo de los ensayos fue determinado en intervalos de siete días para establecer el plató en el cual la concentración de la cafeína se mantenía estable. Después de este tiempo, las muestras se retiraron de los reactores, se realizó una extracción líquido-líquido con diclorometano para extraer la cafeína de la matriz acuosa y se cuantificó mediante la técnica de Cromatografía de gases acoplada espectrometría de gases (CG-EM). La cuantificación de la cafeína arrojó para los ensayos I, II y V que la concentración de la cafeína permanece invariable en el tiempo, es decir, la cafeína es estable química y térmicamente tanto a condiciones de 60 °C, 900 psi y 150 °C, 1800 psi, además no presentó interacción con los compuestos presentes en el agua de formación y el crudo. Por otra parte, se obtuvo para el ensayo III y IV, que aunque la concentración de la cafeína permanece estable en el tiempo, hubo una pérdida de aproximadamente 50% de la concentración de cafeína, probablemente por adsorción a las arcillas presentes en la matriz porosa. Palaras claves: cafeína, trazadores, pruebas estáticas, campo Zuata Norte, adsorción, crudo, agua de formación, formación oficina, hidrogeoquímica, reactores.