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Órgano interno informativo S Edición especial S Noviembre de 2016
Convertimos la tecnología y la
técnica en aplicaciones prácticas
para el desarrollo del sector energético
Con nuestras investigaciones
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Frente al actual panorama energéti-co del país, el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) tiene muy claro que el
conocimiento de su comunidad de investigadores y especialistas, y la experiencia que ha acumulado a lo largo de más de 51 años son las fortalezas con las que cuenta para enfrentar los retos del nuevo mercado.
Es a partir de la generación de estas capacidades, resultado de la investigación aplicada y desarrollo tecnológico que realiza, y de convertir, de manera innovadora, la tecnología y la técnica en aplica-ciones prácticas y sustantivas para el desarrollo de nuestra sociedad, como el IMP demuestra que tiene un futuro promisorio.
Muestra de ello son estas cuatro tecnologías de punta que se presentan, las cuales son una señal muy puntual de que el Instituto está haciendo lo que sabe hacer: desarrollar competencias tecno-lógicas nuevas, procesos y productos que generan valor económico y visiones diferentes para los nue-vos competidores de la industria petrolera, con un evidente compromiso hacia un futuro sustentable.
Tecnología para captura y transformación de CO2
Laboratorio móvil con sistema de monitoreo de primera línea
Arquitectura molecular de los asfaltenos de petróleo
Herramienta para modelado e interpretación petrofísicos
de registros de pozo
Dr. Roberto García de León
Tel. (52) 55 9175 8497
Dr. Aleksandr Mousatov
Tel. (52) 55 9175 6951
Dra. Jetzabeth Ramírez S.
Tel. (52) 55 9175 6990
Dra. Yosadara Ruiz M.
Tel. (52) 55 9175 8180
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Tecnología para captura y transformación de CO2 en productos de alto valorA través del proyecto Biomateriales y materiales para la captura y transformación de dióxido de carbono (CO2) en productos de alto valor, el IMP busca reducir las altas emisiones a la atmósfera de uno de los principales gases de efecto invernadero que causan el cambio climático, así como lograr que los procesos de transformación de hidrocarbu-ros sean cada vez más sustentables.
Para la captura así como para la transformación directa, del CO2, los resultados de este proyecto han demostrado:
• Que líquidos iónicos base aminoácidos representan una ventaja para la captura y transformación.
• Que mediante el uso combinado de cataliza-dores y solventes de acoplamiento, el CO2 puede ser transformado de forma eficiente a productos químicos de alto valor.
• Que los mejores materiales para la captura son los de base carbón, cuya capacidad es de entre 126 a 200 miligramos de dióxido de carbono por gramo de material, a condiciones de baja severidad.
• Estos materiales presentan alta capacidad cíclica de operación; regenerabilidad a 25 grados centígrados a presión atmosférica y selectividad a la captura en una mezcla de gases característicos de un efluente de fuentes fijas.
• Asimismo, se obtuvieron líquidos iónicos diluidos, en un rango de operación de en-tre 3 por ciento hasta 30 por ciento en agua, con capacidades de captura de hasta 5 000m milimoles de dióxido de carbono por gramo de material.
• Con estos materiales se logró la captura y transformación simultánea de CO2 a ésteres de ácido carbámico, materia prima para la producción de poliuretano.
• Los resultados de esta iniciativa pueden llevar a un nuevo proceso para sustituir a los tratamien-tos convencionales cáusticos y con aminas de forma más eficiente y sustentable.
• Por la ruta de cicloadición, se transformó el CO2 a carbonatos orgánicos, de lo cual se obtuvieron rendimientos y selectividades por arriba de 99 por ciento peso hacia carbonatos de propileno, etileno, hexileno con catalizadores soportados en polímeros naturales.
• Estos carbonatos tienen aplicaciones como electrolitos en baterías de litio, precursores para la producción de policarbonatos, plastificante de polímeros, en la industria de cosméticos, así como materia prima como intermediarios en la producción de dimetilcarbonato (DMC), cuyas rutas de producción están siendo investigadas por la comunidad científica.
• Como parte de este proyecto se obtuvieron cuatro derechos de autor, dos solicitudes de patente, cuatro artículos en revistas arbi-tradas, tres tesis de licenciatura y un posdoc-torado; además de que ahora el IMP tiene la posibilidad y factibilidad de diseñar procesos para la captura y transformación de CO2 a productos de valor agregado, contribuyendo así a los compromisos de México en la COP21.
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Trazamóvil, laboratorio móvil con un sistema de monitoreo de primera líneaCon el fin de ofrecer confiabilidad técnica, oportu-nidad en sus resultados y bajos costos, en materia de trazadores de yacimientos, un equipo de cien-tíficos y tecnólogos del IMP diseñó este innovador desarrollo, que recientemente probó su desempe-ñó, con un éxito rotundo, en un estudio de trazado en el campo Sitio Grande del Activo Macuspana Muspac, en la Región Sur.
• El Trazamóvil es una unidad móvil con un siste-ma de monitoreo de primera línea, mediante el cual se realizan pruebas de trazadores químicos y radioactivos con mediciones in situ y en tiem-po real, para determinar la saturación remanen-te de aceite en zonas invadidas por gas y agua en yacimientos naturalmente fracturados.
• Su capacidad de medición en línea y tiempo real marca una gran diferencia respecto a las
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pruebas convencionales, ya que los resultados se obtienen de manera inmediata, reduciendo el riesgo e incrementando significativamente su certidumbre y la probabilidad de éxito de la recuperación de hidrocarburos en el yacimiento.
• Ofrece ventajas tecnológicas de gran valor, tanto en la etapa de diseño como en la de interpretación de la prueba.
• Además del equipo, se han implementado también métodos analíticos y modelados úni-cos en el ámbito mundial, cuyos resultados tienen un impacto importante en tres grandes retos tecnológicos de la industria petrolera: La caracterización de yacimientos, el incremento del factor de recuperación en campos maduros
y la recuperación secundaria y/o mejorada en yacimientos complejos.
• Parte fundamental del Trazamóvil es el equipo Emelitra®, diseñado y manufacturado también en el IMP para medir, en tiempo real, concen-tración de trazadores radioactivos (emisión Gamma) en la línea de descarga del pozo. Está patentado tanto nacional como interna-cionalmente y cuenta con una serie de equi-pos que permiten la preparación y el análisis cromatográfico de las muestras, con lo que se ofrece un trabajo completo, eficiente, preciso y rápido en campo.
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PILD®, herramienta para el modelado e interpretación petrofísicos de registros de pozoEjemplo de innovación enfocada a eficientar la industria petrolera es, sin duda, la tecnología PILD® (Petrophysical Inversion of Log Data versión 1.0).Un software para modelado e inter-pretación de registros geofísicos, que ha mostrado sus bondades y resultados relevantes en evaluacio-nes realizadas en formaciones de triple porosidad.
• Se trata de una herramienta computacional para la evaluación petrofísica de formaciones carbonatadas, usando la inversión conjunta de registros convencionales de pozo.
• Se ha aplicado exitosamente en diversos cam-pos de Pemex Exploración y Producción (May, Sinan, Ku-Maloob-Zaap, Abkatún, Homol, Ayatsil-Tkel, Utsil, Baksha-Pity Pohp-Tson) para la caracterización estática de yacimientos, la elaboración de modelos geológico–petrofísi-cos; la caracterización de yacimientos para recuperación mejorada; la determinación de aceite remanente; la evaluación de sistemas de fracturas y el desarrollo de modelos de frac-turamiento y de distribución de permeabilidad.
• La tecnología PILD® provee la evaluación correcta de volúmenes de hidrocarburos y pro-ductividad de las formaciones; así como la se-lección de estrategias de exploración adecuadas.
• El uso de los registros convencionales permite la aplicación de la tecnología, no sólo en los pozos de reciente perforación sino también en los existentes.
• La caracterización petrofísica adecuada en los campos viejos puede ayudar a incrementar hasta cinco por ciento el factor de recuperación, y en los campos nuevos disminuir los costos unitarios de producción, usando la informa-ción apropiada sobre la microestructura de las formaciones.
• Internacionalmente no hay un producto equi-valente en el mercado que permita determinar cuantitativamente la microestructura de los sistemas de poros, proveer información sobre la saturación por fluidos y la permeabilidad, con base en el procesamiento de los registros convencionales.
• Comparada con los paquetes de software comercial aplicados tradicionalmente, esta herramienta desarrollada por un equipo de investigadores del IMP permite obtener un enfoque en la evaluación de carbonatos con microestructura compleja; evaluaciones de porosidad de microfracturas y formas de vúgulos; predicción de conectividad de siste-mas de poros secundarios y de aceite residual en diferentes sistemas de poros; así como determinación de saturación de aceite inicial.
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Arquitectura molecular de los asfaltenos de petróleo con impacto comprobado en recuperación de hidrocarburosUno de los grandes retos en la comprensión de los mecanismos de agregación de los asfalte-nos es su estructura química molecular, la cual ahora es posible conocer gracias a los trabajos de investigación realizados por especialistas del IMP, quienes —usando química teórica computacional —generaron una metodología teórico-experimen-tal, denominada IMP Plus Y-rule, mediante la cual se puede elucidar la arquitectura molecular y las características estructurales representativas de los asfaltenos en un crudo dado.
• Esta metodología, que se utiliza en proyectos de desarrollo de tecnologías de recupera- ción mejorada de hidrocarburos y de hidro-procesamiento de fondo, ha permitido obtener estructuras asfalténicas de crudos pesados representativos de la Región Marina en Méxi-co y de crudo del campo Aguacate del activo productor Poza Rica-Altamira. Actualmente, se está trabajando en la elucidación de los
asfaltenos del campo Ayatsil y próximamente de los del campo Tekel.
• Las estructuras asfalténicas de crudos pesados representativos de la Región Marina en México fueron utilizadas en el diseño de moléculas de alto valor agregado, productos químicos que son composiciones espumantes con propiedades modificadoras de la mojabilidad e inhibitorias de la corrosión bajo condiciones de alta tempe-ratura y ultra alta salinidad, bajo el proyecto del Fondo Sectorial Conacyt-Sener-Hidrocarburos, que dirigió el doctor Luis Zamudio.
• Las estructuras asfalténicas del crudo del cam-po Aguacate están siendo usadas en el desa-rrollo tecnológico de hidroprocesamiento de fondo de pozo, en el marco de un proyecto del Fondo Sectorial Conacyt-Sener-Hidrocarburos, que dirige el doctor José Manuel Domínguez.
• Asimismo, estructuras de asfaltenos con carac-terísticas generales están siendo empleadas para desarrollar un método de cálculo de la reducción de la tensión interfacial y el efecto de los asfaltenos en la misma, en el proceso de inyección de agua de baja salinidad.
• Al conocer la estructura general de los asfalte-nos del petróleo se pueden estudiar científica-mente y entender muchos de los mecanismos en donde estos son problemáticos y proponer soluciones tecnológicas con valor agregado.
