recobro mejorado con microorganismos (2)

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene como fin dar a conocer cuáles son las aplicaciones de los microorganismos en la obtención de petróleo. Para dar a conocer todo esto el trabajo empieza con un recorrido por la historia donde nos muestra cuales fueron los primeros fundamentos en la utilización de microorganismos para la recuperación del petróleo en los yacimientos. Luego el trabajo nos muestra todo el marco teórico referente al recobro mejorado con microorganismos, como lo es la definición de recobro mejorado, la definición de recobro mejorado a partir de microorganismos, su aplicación biotecnológica, los microorganismos que intervienen, cuales son los productos metabólicos de estos microorganismos, cuales son las ventajas y desventajas de esta aplicación al yacimiento, entre otras generalidades que nos ayudaran a conocer más acerca de este tema; y finalmente nos encontramos con las conclusiones que nos darán una apreciación global de la importancia de utilizar microorganismos en un yacimiento para su mayor recuperación.

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JUSTIFICACIÓN

En el presente escrito se ha llegado a establecer que el recobro mejorado de hidrocarburos basado en microorganismos (MEOR) tiene gran relación con la Biotecnología, la cual es el foco de estudio de nuestra materia, Microbiología Industrial. Esta relación consiste en el uso de materias biológicas tales como microorganismos, y sus productos del metabolismo para facilitar la extracción del crudo desde el yacimiento. Las biotecnologías con gran potencial de aprovechamiento son las técnicas de ingeniería genética, y tecnología de DNA recombínate ya que permiten desarrollar microorganismos con habilidades y propiedades útiles: Producción de compuestos específicos y capacidad de sobrevivencia a altas temperaturas; respectivamente.

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OBJETIVOS

GENERAL

Determinar los principales usos de los microorganismos en la producción del petróleo y como el uso de los mismos puede mejorar las tasas de producción.

ESPECIFICOS

Identificar las razones por las cuales son seleccionados microorganismos por parte de los equipos de recobro mejorado para mejorar la producción de hidrocarburos.

Conocer el pasado, presente y lo que se espera de los microorganismos como método para reactivar la producción de un pozo o yacimiento.

Saber en qué se basa la selección de un microorganismo y el tratamiento de los mismos para su óptimo funcionamiento.

Establecer las ventajas del recobro mejorado con microorganismos

Destacar la importancia de la microbiología en el campo industrial especialmente en la recuperación de yacimientos.

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MARCO TEÓRICO

RECOBRO MEJORADO DE PETROLEO CON MICROORGANISMOS

La creciente demanda de petróleo, combustibles, productos petroquímicos, energía y la contaminación ambiental ha generado la necesidad de crear e implementar nuevas tecnologías amigables con el medio ambiente pero que favorezcan la producción del petróleo ya que debido a la disminución de reservas del mismo, la industria petrolera ha tenido que venir implementando procesos biotecnológicos con microorganismos para la recuperación del crudo que queda en los yacimientos, ya que tan solo cierto porcentaje de éste asciende a la superficie por acción de la presión, del gas y agua presente, pero hay un gran porcentaje del crudo que no asciende debido a que después de cierto tiempo la presión disminuye impidiendo que el crudo suba a la superficie, es por eso que se ha implementado la recuperación primaria, secundaria y terciaria del petróleo, no siendo suficientes para extraer todo el crudo presente en las rocas porosas del yacimiento ya que aproximadamente el 50% del crudo sigue en las rocas porosas, gracias a esto la biotecnología sea ha visto como una gran alternativa para la recuperación de los pozos petroleros abandonados.

La tecnología que emplea microorganismos y sus productos metabólicos para la estimulación de la producción del petróleo en ciertos reservorios es conocida como recuperación asistida por microorganismos, en inglés “microbial enhanced oil recovery” (MEOR). Esta técnica consiste en la inyección de microorganismos seleccionados dentro del reservorio y la posterior estimulación y transporte de sus productos metabólicos generados in situ a fin de obtener una reducción del petróleo residual dejado en el reservorio.

La recuperación mejorada del petróleo por medios microbianos tiene tres principales ventajas: La primera es que los microorganismos favorecen la descomposición del petróleo crudo, reduciendo su viscosidad y facilitando así su ascenso a la superficie por su mayor fluidez. Otra ventaja de los microorganismos es que gracias a que metabolizan naturalmente producen dióxido de Carbono y biomasa favoreciendo el empuje hacia la superficie. Y la última ventaja es el taponamiento selectivo, las rocas bajo tierra son normalmente porosas es decir con pequeños agujeros que permiten al crudo fluir, es así como se buscan microorganismos que produzcan exopolisacaridos, estos pueden llegar a ser “a prueba de agua” y están dirigidos a bloquear los poros para que el crudo no se vaya por ahí sino que no tenga a donde ir sino hacia arriba.

Esta técnica ha venido evolucionado poco a poco desde hace más de 60 años y actualmente está recibiendo un renovado interés alrededor del mundo, debido a que

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resulta una tecnología de bajo costo lo cual la hace particularmente compatible con los precios actuales del petróleo.

MEOR fue desarrollado como un método alternativo para la extracción secundaria y terciaria de petróleo de los yacimientos, ya que después de las crisis del petróleo en 1973, los métodos de EOR se hicieron menos rentables. Incluso a partir de las etapas pioneras de MEOR (1950) los estudios se realizaron en tres grandes áreas, a saber, la inyección, la dispersión y propagación de microorganismos en los depósitos de petróleo, la degradación selectiva de los componentes del crudo para mejorar las características de flujo, y la producción de metabolitos de microorganismos y sus efectos.

2. RESEÑA HISTÓRICA

Los primeros trabajos de recuperación de petróleo por microorganismos fueron realizados por Beckmann en 1926. A pesar de ello, poco fue hecho hasta que ZoBell comenzó una serie de investigaciones sistemáticas de laboratorio en los años 40. Las ideas y resultados presentados en los artículos de ZoBell marcaron el comienzo de una nueva era en la investigación de la microbiología del petróleo. Su trabajo se centró en la factibilidad de separar petróleo de las rocas reservorios mediante el uso de cultivos de bacterias enriquecidas. De hecho, el demostró este concepto inyectando bacterias sulfo-reductoras de tipo anaeróbicas en una solución nutriente de lactato de sodio con la que saturó muestras de areniscas petrolíferas de thabasca (viscosidad del crudo del orden del millón de cpoises) en botellas de vidrio selladas. La multiplicación de bacterias fue acompañada con una separación gradual de petróleo del interior de la arenisca. En sus trabajos, se enunciaron los siguientes mecanismos de liberación de petróleo:

Disolución de la matriz de la roca en reservorios carbonaticos. La presencia de bacterias sulfo reductoras transforman el sulfato en H2S, el cual es ligeramente ácido. Este compuesto acidulado tiende a reducir el pH del medio con lo que la siguiente ecuación se desplaza hacia el lado derecho:

CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2

Si los carbonatos inorgánicos son disueltos, entonces el petróleo adsorbido a ellos es liberado.

Generación in situ de gases. Este gas extra ayuda a empujar el petróleo fuera del espacio poral.

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Afinidad de las bacterias hacia los sólidos. Las bacterias se depositan sobre la superficie y se pegan a la misma para generar membranas biológicas que encapsulan el petróleo para así ser transportado más sencillamente.

Reducción de la tensión superficial. Las bacterias producen substancias activas para las superficies o agentes mojantes que son parcialmente responsables de la liberación de petróleo de los sólidos.

A comienzos del los años 50, muchas compañías americanas de petróleo se mostraron interesadas en estas tempranas ideas y dedicaron esfuerzo en expandirlas. Desafortunadamente, mucho del trabajo realizado por estas compañías permanece bajo el registro de propiedad y sólo es disponible a través de patentes. Las siguientes dos décadas fueron caracterizadas por un impasse en la investigación sobre MEOR en los países industrializados occidentales debido al bajo precio del petróleo. Esto les permitió a los países europeos del este convertirse en líderes en esta área. Las investigaciones desarrolladas en este período en Checoeslovaquia, Hungría, Polonia, U.R.S.S. y básicamente en Rumania fueron consideradas invaluables. Estos países realizaron muchos ensayos de campo, basados en la inyección de mezclas de cultivos de bacterias anaeróbicas, lo cual resultó en el desarrollo de la secuencia de inyección, y la identificación de los factores claves que pueden producir resultados negativos en los tratamientos con microorganismos.

En 1954, la primera prueba de campo se llevó a cabo en el campo de Lisbon en Arkansas, EE.UU. La primera patente fue concedida a Updegraff y colegas en 1957, relativa a la producción in situ de los agentes de recuperación del petróleo tales como gases, ácidos, disolventes y biosurfactantes de la degradación microbiana de melaza. Durante ese tiempo, Kuznetsov descubierto la producción de gas a partir de aceite microbiano. En 1958, el selectivo de conectar con la biomasa microbiana producida fue propuesto por Heinningen y sus colegas.

En los años 70 el embargo de crudo renovó el interés 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 Unidos, Canadá, Gran Bretaña, Australia, Alemania e Israel se encuentran entre los países que demostraron mayor interés al respecto por ese tiempo. Para el final de los años 70, existía suficiente información de laboratorio y campo sobre mecanismos, estrategias y performances de varios enfoques de MEOR. La estimulación de pozos individuales, el mejoramiento de la performance en la inyección de agua y el taponamiento selectivo habían sido demostrados como aplicaciones factibles de campo.

A principios de los años 90 el departamento de energía de los Estados Unidos (DOE) redujo los fondos destinados a la investigación de esta área, subvencionando trabajos que involucraran sólo pruebas en campo. Esto produjo una desaceleración

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en la investigación y publicación en este campo. Un informe de 1996 publicado por el Oil&Gas Journal indica que a pesar de que en ese año sólo se había recibido respuesta de que dos yacimientos (uno en China y otro en Estados Unidos) se encuentran aplicando procesos de MEOR, la universidad de Canberra menciona que esta tecnología está siendo empleada por varios operadores en el Mar de Norte. Además, una compañía que provee productos biológicos dentro de los Estados Unidos reporta que en los últimos 9 años más de 2000 pozos recibieron tratamientos con bacterias, actualmente esta compañía tiene 400 proyectos activos. El mismo informe indica que en 1994 nueve proyectos activos existían en Rumania, país que no respondió en la encuesta de 1996.

La actividad de los experimentos de campo MEOR después de 1990 se basa en el fundamento de que el éxito de éstas aplicaciones debe llevarse a cabo en las inundaciones de agua, donde una fase continua de agua facilite la aplicación de los procedimientos de estimulación de pozos y el bajo costo de MEOR haciéndolo una opción preferible. Al mismo tiempo, las aplicaciones microbianas específicas tales como remoción microbiana de parafina, la eliminación microbiana en daños en la piel, agriando el control microbiano y la obstrucción, y aquellos basados en el uso de ultra microbacterias son posibles tecnologías para el adicional crecimiento de Meor. La experiencia mundial en ensayos de campo de MEOR durante los últimos 40 años ha sido discutido por Lazar et al.

Desde 1970 a 2000, básicamente las investigaciones de la recuperación mejorada de petróleo con microorganismos se han centrado en la ecología microbiana y caracterización de yacimientos de petróleo.

La mayoría de los procesos MEOR que conducen a pruebas de campo se han completado en las últimas dos décadas y ahora el conocimiento se ha avanzado desde los laboratorios de evaluación de los procesos microbianos, para aplicaciones de campo a nivel mundial. Portwood (1995) informó un análisis de los datos sobre la base de la información recopilada de 322 proyectos MEOR, encabezó la evaluación de la eficiencia técnica y económica de la MEOR, que es útil para el resultado de tratamientos de predicción en cualquier reservorio.

En 2010, varios países asignan una tercera parte de sus planes de recuperación de petróleo hacia técnicas MEOR. Aunque se ha observado constantemente los efectos positivos de MEOR para la recuperación de pozos, se ha visto que este proceso requiere de ciertas variables que necesitan ser optimizadas antes de que se convierta en un método práctico para aplicaciones comunes de campo. Estas variables incluyen una mejor descripción de los embalses, un mejor conocimiento de las características bioquímicas y fisiológicas de las comunidades microbianas, un mejor manejo de los mecanismos de control y sin ambigüedades una estimación de la economía del proceso.

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Hoy en día, MEOR está ganando atención debido a los altos precios del petróleo y el fin inminente de este recurso. Como resultado, desde el 2010 varios países han estado dispuestos a utilizar está biotecnología microbiana en un tercio de sus programas de recuperación de petróleo.

3. RECOBRO MEJORADO DE PETROLEO (EOR)

El recobro mejorado de petróleo, abarca una serie de técnicas de recuperación de crudo que involucran la inyección de un fluido, gas o liquido dentro del yacimiento. Hoy en día, la inyección de agua es el principal y más conocido de los métodos de EOR, y hasta esta fecha es el proceso que más ha contribuido al recobro extra de petróleo. No obstante, se considera que, después de una invasión con agua, todavía queda en el yacimiento más del 50% del petróleo original in situ.

a. RECUPERACIÓN PRIMARIA

Como ya habíamos hablado previamente existen algunos métodos de extracción del petróleo, comenzando con la producción primaria que consiste principalmente en que el petróleo se drena naturalmente hacia los pozos bajo el efecto del gradiente de presión existente entre el fondo de los pozos y el seno del yacimiento.

En muchos yacimientos profundos la presión es mayor que la presión hidrostática, lo que hace que el petróleo llegue a la superficie con el solo aporte energético del yacimiento. A medida que se expanden los fluidos en el yacimiento, la presión tiende a bajar en forma más o menos rápida según los mecanismos involucrados. En ciertos casos, puede existir un mecanismo de compensación natural que reduzca notablemente la velocidad de decaimiento de la presión, como la compactación de sedimento (subsidencia), la migración de un acuífero activo o la lenta expansión de una bolsa de gas.

Ahora bien cuando el pozo no es eruptivo o cuando la presión se ha reducido, se necesita un aporte externo de energía para disminuir la presión en fondo de pozo. O bien se bombea el crudo desde el fondo del pozo, o bien se utiliza el método del levantamiento con gas; este consiste en inyectar gas en fondo de pozo de tal forma que el fluido producido sea una mezcla de gas y petróleo de densidad suficientemente baja para llegar a la superficie bajo el efecto de la presión del yacimiento.

En resumen el período de recuperación primaria tiene una duración variable, pero siempre se lleva a cabo, ya que permite recoger numerosas informaciones sobre el comportamiento del yacimiento, las cuales son de primera importancia para la

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planificación de la explotación ulterior. La recuperación primaria se termina cuando la presión del yacimiento ha bajado demasiado, o cuando se están produciendo cantidades demasiado importantes de otros fluidos (gas, agua). El porcentaje de recuperación primaria del crudo originalmente en sitio es en promedio del orden de 10-15%.

b. RECUPERACIÓN SECUNDARIA

Los métodos de recuperación secundarios consisten en inyectar dentro del yacimiento un fluido menos costoso que el petróleo para mantener un gradiente de presión. Estos fluidos se inyectan por ciertos pozos (inyectores), y desplazan o arrastran una parte del petróleo hacia los otros pozos (productores).

Hasta principios de los años 70, el bajo precio del crudo hacía que los únicos fluidos susceptibles de inyectarse económicamente eran el agua, y en ciertos casos el gas natural. El drenaje por agua permite elevar la recuperación del aceite originalmente en sitio hasta un promedio de 25-30%, con variaciones desde 15 hasta 40% según los casos.

c. RECUPERACIÓN TERCIARIA O MEJORADA

Después de las recuperaciones primaria y secundaria, el yacimiento contiene todavía 60-80% (promedio 72%) del crudo originalmente en sitio. Esto se debe a que la eficiencia de los métodos de recuperación primaria y secundaria está limitada por dos factores:

A la escala de los poros, el crudo alcanza una saturación residual suficientemente baja para encontrarse en forma de glóbulos discontinuos, atrapados por las fuerzas capilares.

A la escala del yacimiento existen ciertas zonas en las cuales el fluido inyectado durante la recuperación secundaria no penetra, por la baja permeabilidad de estas zonas, porque siguen caminos preferenciales, o porque la geometría de implantación de los pozos no es favorable.

Entre los métodos cuyo propósito es mejorar la eficiencia del desplazamiento mediante una reducción de las fuerzas capilares, se pueden citar la utilización de solventes miscibles con el crudo y la obtención de baja tensión interfacial con soluciones de surfactantes o soluciones alcalinas. Para mejorar la eficiencia de barrido se puede reducir la viscosidad del crudo mediante calentamiento, aumentar la viscosidad del agua con polímeros hidrosolubles, o taponar los caminos preferenciales por ejemplo con espumas.

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Por consiguiente la tendencia actual es aplicar estas técnicas antes de que se termine el drenaje con agua y aún desde el principio del drenaje con agua. Estos métodos se dividen en dos grandes clases: los métodos térmicos y los métodos de inyección de agua con productos químicos.

Métodos térmicos

- Inyección cíclica o continúa de vapor

- Combustión in situ

Métodos químicos

- Métodos de baja tensión, miscibles o alcalinos

- Inyección de agua viscosa (polímeros)

- Recuperación asistida por bacterias (MEOR)

Imagen 1: Proceso EOR por inyección de CO2 y H2O Disponible en: http://igutek.scripts.mit.edu/terrascope/?page=oilandgas

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4. MEOR“Microbial Enhanced Oil Recovery”

La recuperación mejorada de petróleo por microorganismos es una de las técnicas de Recobro mejorado de petróleo donde las bacterias y sus derivados se utilizan para la movilización del crudo en un depósito o reservorio. En un principio es un proceso que aumenta la recuperación de petróleo mediante la inoculación de microorganismos en un reservorio, con el objetivo de que las bacterias y sus derivados causen algunos efectos beneficiosos como la formación de emulsiones estables crudo-agua, la movilización de crudo residual como resultado de la tensión interfacial, o la desviación de los fluidos de inyección a través de las zonas upswept del embalse al obstruir las zonas de alta permeabilidad.

El proceso de MEOR abarca un amplio espectro de tecnologías, las cuales pueden ser diseñadas para diferentes aplicaciones usando distintas metodologías. Estas metodologías pueden ser divididas en los siguientes grupos de aplicaciones:

Estimulación de producción en pozos individuales mediante el uso de microorganismos.

Inyección continúa de agua y microorganismos.

Bio-barrido de nutrientes usando el sistema de huff-and-puff.

Limpieza de pozos con bacterias.

Taponamiento selectivo con bacterias.

Recuperación de fluidos de fracturación con microorganismos.

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Imagen 2: Proceso MEORDisponible en: http://lizinan.wordpress.com/2010/06/24/microbial-enhanced-oil-recovery/

5. MECANISMOS DEL MEOR

El proceso MEOR aplica organismos que ya están presentes en el reservorio (yacimiento) o microorganismos que están adaptados al ambiente hostil. La inyección de microorganismos se realiza con el fin de asegurar el crecimiento y la producción de metabolitos específicos. La mayoría de microorganismos indígenas son activados por inyección de sustratos, mientras que microorganismos exógenos son inyectados con sus sustratos o entre las babosas de sustratos.

En el proceso de "fermentación bacterial" 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 básicamente de la aplicación, los cultivos y nutrientes seleccionados y las condiciones operacionales.

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Los posibles mecanismos de la recuperación de petróleo

Mejoramiento de la movilidad relativa del petróleo con respecto al agua mediante biosurfactantes y biopolímeros.

Re-presurización parcial del reservorio por la liberación de gases como el metano y el CO2

Reducción de la viscosidad del petróleo a través de la disolución de solventes orgánicos en la fase petróleo.

Incremento de la permeabilidad de la rocas carbonáticas en reservorios calcáreos debido a ácidos orgánicos producidos por bacterias anaeróbicas.

Limpieza de la vecindad del pozo mediante los ácidos y gases originados in situ. El gas sirve para empujar petróleo de poros muertos y remover finos que taponan las gargantas porales. El tamaño promedio de las gargantas porales es incrementado y como resultado la presión capilar en la región vecina al pozo se transforma en más favorable al flujo de petróleo.

Modificación de las condiciones de mojabilidad. Una vez que la biomasa se adhiere a la superficie de la roca, ésta genera membranas biológicas que liberan el petróleo adsorbido sobre la superficie de la roca.

Emulsificación del petróleo. Las bacterias generan emulsiones micelares a través de su adhesión a los hidrocarburos.

Desulfurización del petróleo. La inyección de una bacteria tolerante al sulfhídrico fue patentada como una manera de controlar la producción neta de sulfhídrico.

Taponamiento selectivo de zonas altamente permeables mediante la inyección de bacterias "gelificantes" seguidas por una solución azucarada que "enciende" la gelificación por producción extra de células gomosas. La eficiencia areal de barrido es así mejorada.

Degradación y alteración del petróleo. Ciertas bacterias alteran la estructura carbonada del petróleo presente en el reservorio.

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Imagen 3: Productos de las baterías MEORDisponible en: http://www.gulfenergy-int.com/?page_id=1027

6. FACTORES CLAVES EN UN MEOR

En las aplicaciones prácticas de MEOR se deben considerar muchos factores claves. Entre ellos están las propiedades petrofísicas del reservorio, la química y la microbiología.

A. PROPIEDADES DE RESERVORIOS

Las propiedades de reservorios que deben ser cuidadosamente analizadas en la etapa de diseño de un proceso de MEOR son consideradas factores claves y se resumen a continuación.

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Factores de Forma

La densidad y porosidad de materiales granulados compactados están generalmente relacionados con la morfología y la orientación de la partículas dentro del material. Todas las partículas pueden estar divididas en clases por su morfología. Las partículas planas se empaquetan en forma más compacta que las partículas esféricas en un empaquetamiento romboédrico ideal, y estas últimas se empaquetan más densamente que las partículas irregulares. Cuanto más se aleja uno de una condición de isotropía en el empaquetamiento, más el factor de orientación tiende a modificar propiedades tales como la porosidad, la permeabilidad

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CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE YACIMIENTOS

Cultivo y caracterización (bioquímica,micro y fisiologica) de microorganimos

DNA Total

Cuantificación de metabolitos de interés

Muestras preservadas (agua congénita, agua de inyección,aceite) provenientes de los yacimientos de interés

Modelos MatemáticosPruebas en núcleos de velocidad decrecimiento y formación de películas

Cepas extremofilas IMPPruebas bioestimulaciónin situ en núcleo

Características de núcleo

Parámetros de entrada Parámetros de sálida

Fisicoquímicos y biológicos

Modelos teóricos y experimentales

Producción de inóculos

Presión

Temperatura

Salinidad

pH

Gases

Aceite

Crecimiento

Metabolitos

PRUEBAS DE DESPLAZAMIENTO EN NÚCLEOS


y la resistencia de la roca reservorio. Esta anisotropía debe ser especialmente tenida en cuenta en el diseño de una inyección de agua y bacterias o en la distribución de las bacterias dentro del reservorio.

Estructura Poral

La estructura poral de un reservorio tiene una gran influencia en el diseño de un proceso de MEOR. Mientras que en los poros grandes que están conectados con grandes gargantas porales la inyección de bacterias tiene un efecto pequeño sobre la porosidad total o el volumen de poros, existe un efecto substancial en los volúmenes porales finos que puede finalmente llegar a bloquear las gargantas porales al paso de fluidos y reducir de gran manera la permeabilidad del sistema. Como será discutido luego la permeabilidad también resulta un factor restrictivo en el diseño de un MEOR.

Permeabilidad

La eficiencia de las bacterias en penetrar rápidamente en la formación puede llegar a resultar una gran ventaja en la aplicación de microorganismos para el mejoramiento de recuperación de petróleo. Por lo tanto, es de suma importancia conducir un análisis detallado de la permeabilidad del reservorio a fin de asegurar el drenaje a través de las gargantas porales bajo condiciones prolongadas de flujo. Una reducción en la permeabilidad indicaría que la roca reservorio está sirviendo de filtro para las bacterias y los sólidos en suspensión.

B. QUÍMICA

Los productos metabólicas que involucran químicos complejos pueden ser el resultado de una o varias reacciones combinadas. Estas reacciones o procesos son clasificadas como reacciones de modificación o degradación por microorganismos. La biodegradación (degradación por bacterias) implica completa mineralización de químicos hasta formar compuestos simples a través del metabolismo de microorganismos. Este es un proceso complejo que involucra diferentes caminos y secuencias de pasos de modificación bacterial. La modificación por bacterias, implica que el químico es cambiado mediante actividad biológica, a punto tal que se transforma en un químico más simple o en uno más complejo.

Actualmente se reconocen un largo número de mecanismos que modifican las características químicas del petróleo en un reservorio. De esos muchos mecanismos de alteración, los más importantes desde el punto de vista del MEOR son:

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La alteración bacterial Lavado por agua La biodegradación La emulsificación.

Alteración Bacterial

Desde un comienzo se ha creído que las bacterias eran capaces de atacar al petróleo en el reservorio, pero el primer informe bien documentado que reporta la alteración del petróleo fue recién publicado en 1969. Bacterias introducidas en un petróleo con agua meteórica rica en oxígeno, aparentemente usan el oxígeno disuelto para metabolizar preferentemente ciertos componentes del petróleo. Bajo condiciones anaeróbicas, el suplemento de oxígeno para mantener la actividad bacterial puede estar derivado de los iones de sulfato disueltos. A pesar de ello, el paso de iniciación en la oxidación biológica de cualquier hidrocarburo debe ser una reacción aeróbica requiriendo oxígeno molecular. Una vez que el oxígeno ha penetrado en la estructura del hidrocarburo, posteriores reacciones anaeróbicas pueden modificar la molécula oxidada.

Lavado por Agua

El lavado por agua cambia la composición de los petróleos en los reservorios de una manera similar a la biodegradación, por ejemplo los crudos se transforman en más pesados. El lavado con agua resulta en la remoción de los hidrocarburos con mayor solubilidad en agua. En general, los hidrocarburos livianos son más sencillamente disueltos y removidos de manera selectiva mediante un barrido con agua que los componentes pesados del petróleo.

Biodegradación de Petróleos

La capacidad de los microorganismos para biodegradar una amplia variedad de substancias aromáticas alifáticas y aromáticas policíclicas ha sido largamente estudiada. El cultivo de bacteria a emplear es influenciado por los resultados de un ensayo de biodegradación comparativo. En este ensayo la substancia a biodegradar es expuesta en condiciones de laboratorio a diferentes cultivos los cuales presentan un diferente grado de propensión biológica a degradar la substancia. Esta facilidad hacia la biodegradación, es un factor clave en la selección del microorganismo óptimo.

La facilidad que presentan los microorganismos de biodegradar diferentes componentes existentes en los crudos varía considerablemente. Las cadenas cortas de parafinas son las substancias que más fácilmente son degradadas por los microorganismos.

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Cadenas cortas de parafina

Cadenas largas de parafinas

Isoparafinas

Cicloparafinas

Aromáticos

Heterociclos Asfaltenos


La siguiente secuencia ilustra el orden en que las bacterias siguen en sus reacciones metabólicas.

Debido a que el crecimiento de los microorganismos ocurre en la interfase agua-substancia, la degradación biológica del petróleo en el reservorio es muy probable que ocurra en la interfase agua-petróleo.

Emulsificaciones

Los microorganismos generan biosurfactantes y biopolímeros. Estos productos son conocidos por ser factores claves en la formación de emulsiones micelares o en la reducción de la tensión interfacial entre las fases presentes en el reservorio. Estos mecanismos deberían ser bien entendidos por los ingenieros en reservorios de manera de usarlos de una manera ventajosa.

Metales en el Petróleo

Los compuestos organometálicos y los metales pesados presentes en los petróleos han 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 más estables. Aunque esta propiedad es beneficiosa desde el punto de vista de producción, los metales pesados generalmente presentan un moderado índice de toxicidad en los microorganismos.

C. MICROBIOLOGÍA

La microbiología del petróleo puede ser definida como el estudio de la distribución de bacterias indígenas, la fisiología de las bacterias bajo condiciones de reservorio,

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la interacción entre las bacterias inyectadas y las indígenas y el control de la actividad micofloral en el reservorio de manera tal que la inyección potencial de un cultivo de bacterias y/o la estimulación de la actividad de las bacterias indígenas pueda traer resultados positivos en la recuperación de petróleo.

Imagen 4: Microorganismos y su acción en el petróleo Disponible en: http://www.gulfenergy-int.com/?page_id=1027

a. Bacteria Indígena

El conocimiento de la distribución de bacterias indígenas es de vital importancia en el diseño de un proceso exitoso de MEOR. Es esencial identificar el tipo de bacteria que se utilizará para así poder analizar la respuesta de la microflora cuando se le inyecte el nutriente en condiciones de reservorio. Por otro lado, si se piensa inyectar un cultivo potencial de bacterias en el reservorio, este cultivo a inyectar debe ser dominante o formar un sistema simbiótico con la bacteria indígena para redundar en resultados favorable en cuanto a recuperación de petróleo sin generación de problemas extras de producción.

Dentro de los crudos es posible encontrar la siguiente variedad de especies de bacterias indígenas:

Bacteria sulfato-reductora .

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Bacteria que se encuentra más comúnmente en el petróleo. La distribución y actividad de esta bacteria indígena varía con las condiciones del reservorio y con el caudal con que el agua se infiltra en el reservorio.

Las bacterias sulfato reductoras son conocidas como heterótrofas anaeróbicas que usan el sulfato para aceptar los electrones liberados por la oxidación de los nutrientes. Algunos de estos tipos de bacterias son: Spirillum desulfuricans, Microspira aestauri, Vibrio thermodesulfuricans y Vibrio sp.

Bacteria utilizadora de hidrocarburos .

La composición química del crudo ha demostrado tener una influencia en la generación de bacterias utilizadoras de hidrocarburos. Algunos tipos de bacterias son: Achromobacter, Alcaligenes, Flavobacterium, Cytophaga, Acinetobacter, Pseudomonas, Xanthomonas y Thermomicrobium.

Bacteria metanogénica.

Este tipo de bacteria forma metano como el producto final de su metabolismo. Son estrictamente anaeróbicas, son fácilmente encontrables en sedimentos lacustres y marinos. La bacteria metanogénica difiere en varias características bioquímicas con las bacterias clásicas Entre estas características se encuentran la ausencia de ácido murámico en las paredes de la célula, una diferente composición de lípidos y varias coenzimas y factores nuevos. Algunos cultivos de estas especies son: Methanococcus mazei y M. omelianskii.

Bacillus formadores de esporas.

Las culturas de Bacillus son sencillamente aisladas de los líquidos de reservorio. Esto es probablemente debido a la habilidad de las células del Bacillus a formar esporas. Esto permite que la célula sea capaz de encontrar su camino dentro del reservorio y tolerar alli dentro las condiciones adversas. Una especie de este Bacillus tiene la propiedad de generar polisacáridos en concentraciones altas de sal.

Cultivos de Clostridium sp,

Tolerante a la salinidad y productor de gas. El Clostridium tiene las propiedades de ser ácido, solvente y productor de gas.

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7. PRODUCTOS MICROBIANOS Y SUS APLICACIONES EN MEOR

Tabla 1. Bioproductos microbianos y sus aplicaciones en el recobro de aceite

Producto Microorganismo Aplicación en el recobro de aceite

Biomasa

Bacilus lichentiformis, Leuconostoc mesenteroides, Xanthomonas campestris

MPPM, taponamiento selectivo, reducción de la viscosidad, degradación de aceite, modificación de la humedad

BiosurfactantesAcinetober calcoaceticus, Anthrobacter paraffineus,Bacillus sp., Clostridium sp., Pseudomonas sp.

Emulsificación, reducción de la tensión interfacial, reducción de la viscosidad

Biopolímeros

Bacillus polymyxa, Brevibacterium viscogenes,Luconostoc mesenteroides,Xanthomonas campestris,Enterobacter sp.

MPPM modificación del perfil de inyectabilidad, control de la movilidad, modificación de la viscosidad

Bio –solventesClostridium acetobutylicum,Clostridium pasteurianumZymomonas mobilis

Emulsificación, reducción de la viscosidad

Bio-acidosClostridium sp., Enterobacter aerogenes

Incremento de la permeabilidad, emulsificación

Biogases

Clostridium sp., Enterobacter aerogenes, Methanobacterium sp.

Incremento de la presión, inflamación del aceite, reducción de la tensión superficial, reducción de la viscosidad, incremento de la permeabilidad.

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Biomasa microbiana

El mecanismo de la biomasa microbiana en Meor selectiva implica el taponamiento de zonas de alta permeabilidad, donde las células microbianas crecen en las gargantas de los poros más grandes restringiendo así el flujo indeseable de agua a través de ellos. Esto forzará el desplazamiento de agua a los poros más pequeños y por lo tanto desplazar el aceite sin barrido, aumentando el crudo de recuperación.

Biosurfactantes

Son moléculas anfipáticas con partes tanto hidrófilas como hidrófobas, que se producen por variedad de microorganismos. Tienen la capacidad de reducir la tensión superficial e interfacial, aumentan la solubilidad y movilidad de los compuestos orgánicos hidrófobos o insolubles y dispersan los hidrocarburos.

Biopolímeros

Polisacáridos que son secretados por muchas cepas de bacterias principalmente para protegerlos contra la desecación temporal y la depredación, así como para ayudar en la adhesión a superficies. Sirven principalmente como medios de taponamiento de zonas de alta permeabilidad y por lo tanto modifican la permeabilidad del yacimiento para redirigir la inyección de agua a los canales ricos en petróleo.

Biogases

Las bacterias pueden fermentar hidratos de carbono para producir gases tales como dióxido de carbono, hidrógeno y metano. Estos gases pueden ser utilizados para mejorar la recuperación de petróleo mediante la explotación de los mecanismos de depósito, re-presurización y la reducción de la viscosidad del aceite pesado. Estos gases pueden contribuir a la acumulación de presión en los reservorios. También se pueden disolver en el petróleo crudo ayudando a reducir su viscosidad.

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Bio-Ácidos

Algunas bacterias cuando se le suministran ciertos nutrientes pueden producir ácidos tales como ácido láctico, ácido acético y ácido butírico. Estos ácidos pueden ser útiles en los yacimientos carbonatados o formaciones de arenisca cementada por carbonatos, ya que puede causar la disolución de la roca de carbonato y por lo tanto mejorar su porosidad y permeabilidad. Producción de ácidos orgánicos por bacterias es una fase normal de fermentación anaeróbica de azúcares.

Bio-Solventes

Algunos disolventes pueden ser producidos como producto de los metabolitos de los microbios. Estos incluyen etanol, acetona y butanol. También pueden ayudar en la reducción de la viscosidad del aceite y pueden contribuir como un co-tensioactivo para reducir la tensión interfacial entre el aceite y el agua.

Imagen 5: Comparación antes y después del proceso MEOR Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360128508000233

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8. BACTERIAS QUE SE UTILIZAN EN MEOR Y SUS PRODUCTOS

Familia Tipo de Respiración Productos

Clostridium Anaeróbica Gases, acidos, alcoholes y surfactantes

Bacilus FacultativaAcidos y surfactantes

Pseudomonas Aerobia Surfactantes y polímeros, pueden degradar

hidrocarburos

Xanthomonas Aerobia Polímeros

Leuconostoc Facultativa Polímeros

Desulfovibrio Anaeróbica Gases y acidos, sulfato reductores

Arthrobacter Facultativa Surfactantes y alcoholes

Corynebacterium Aerobia Surfactantes

Enterobacter Facultativa Gases y acidos

Tabla2: (Bryant y Burchfield, 1989).

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9. FISIOLOGÍA DE LAS BACTERIAS BAJO CONDICIONES DE RESERVORIO

Las bacterias deben estar posibilitadas de crecer bajo las condiciones presentes en las formaciones elegidas para mejorar su recuperada de petróleo. Entre estas condiciones se encuentran:

Potencial Redox .

El potencial de reducción y oxidación de las formaciones en subsuelo es bajo debido a la ausencia de oxígeno. Este tipo de organismos se comporta bien bajo este tipo de condiciones, debido a que es capaz de obtener su energía metabólica a partir de reacciones en la que moleculas orgánicas son oxidadas a niveles superiores sin la participación de oxígeno molecular.

pH .

El rango óptimo de pH en el cual las bacterias son capaces de crecer se encuentra en un estrecho margen alrededor de pH 7. El rango de pH presente en los petróleo en condiciones de reservorio varia entre un valor de 3 y 10 aunque frecuentemente se encuentra cercano a 7. Los extremos de este rango de pH presentan condiciones extremas de subsistencia para la mayoría de los microorganismos.

Salinidad .

La salinidad del agua de formación en donde los microorganismos son introducidos puede generar el problema de inhibir el exitoso crecimiento de las bacterias. Con excepción a las bacterias halofílicas, que son tolerantes a las altas concentraciones de sal, las bacteria son generalmente capaces de crecer sólo en concentraciones bajas de sal.

Es conocido que las bacterias sulfo-reductoras crecen y aumentan la producción de sulfhídrico sólo cuando el agua que contiene una alta salinidad es diluida con agua fresca. Además del efecto adverso en el crecimiento bacterial, la alta salinidad genera una alta interacción eléctrica entre la superficie de la roca reservorio y las bacterias aumentando la adhesión entre ellas y limitando el transporte bacterial a través del reservorio. Para altas salinidades hay trabajos recientes que sugieren el empleo de especies de Bacillus formadores de esporas, anaeróbicas y productoras de gas capaces de crecer en soluciones de 7% de NaCl.

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Temperatura .

La temperatura de formación limita la profundiad a la cual el MEOR puede ser utilizado con microorganismos mesofílicos comunes. Aunque es conocido que las bacterias sobreviven hasta temperaturas de 90ºC a 100ºC, el límite superior de temperatura que asegura un óptimo crecimiento no debería exceder los 55ºC. Se ha sugerido que las técnicas de MEOR podrían utilizar mayores temperaturas si se seleccionan bacterias termofílicas con las características metabólicas deseadas.

Presión .

Los efectos de la presión en las células bacterianas es un importante factor cuando las presiones de trabajo alcanzan los varios cientos de atmosferas. Frecuentemente, la alta presión cambia la morfología de las células. El efecto de presión hidrostática sobre diferentes especies de bacterias varía enormemente, pero algunas de ellas se han adaptado exitosamente a ambientes de alta presión. En general la alta presión tiene menor influencia en la actividad metabólica celular que el efecto de temperatura.

Nutrientes .

Las características que deben tener los nutrientes seleccionados son simplemente que los organismos sean capaces de crecer exitosamente en base al nutriente, que el producto metabólico ayude a contribuir en la migración del petróleo y que el nutriente en sí sea barato. El resultante crecimiento de las bacterias y la producción de productos metabólicos, produce un efecto de liberación de petróleo que no podría haber sido recuperado mediante otros productos.

Matriz de la Roca .

El propósito de la inyección de bacterias dentro del reservorio que contiene petróleo, está diseñado para permitir el que las células penetren en el interior de la formación y así produzcan productos metabólicos que en contacto con el petróleo permitan su flujo de manera que éste pueda ser recuperado. La producción de productos metabólicos dentro del reservorio es más efectivo en términos de liberación de petróleo que si la formación fuese simplemente barrida con químicos bombeados a través de la roca desde los pozos inyectores. La penetración de bacterias fue estudiada y se encontró que el caudal y la extensión de la penetración no presentaba correlación con la porosidad o permeabilidad. Los ensayos de laboratorio en rocas entre 200 y 400 md. mostraron que la penetración no era función del tamaño de las bacterias sino dependiente de la concentración. La carga eléctrica en la superficie de la roca es también considerada un factor clave para obtener altas penetraciones.

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Imagen 6: Inundación microbianaDisponible en:

http://www.netl.doe.gov/technologies/oil-gas/publications/eordrawings/BW/bwmf.pdf

10. INTERACCIONES ENTRE LA BACTERIA INYECTADA Y LA BACTERIA INDÍGENA

La interacción entre las bacterias inyectadas y las indígenas, es seguramente muy dificultoso de evaluar aunque debe ser realizado de alguna manera si se piensa inyectar alguna especie de bacteria en el reservorio. En el diseño de un proceso exitoso de MEOR, el cultivo de bacterias inyectado debe ser el dominante o la microflora en el reservorio debe formar un ecosistema simbiótico con las bacterias inyectadas para así generar un ambiente favorable para la recuperación de petróleo. A pesar de esto, poco trabajo de este tipo se ha hecho. En este caso, se debe considerar que posiblemente existirá competencia entre la bacteria inyectada y la indígena. Tal vez una inyección periódica de la bacteria deseada sea necesaria para poder obtener algún logro. Un enfoque novedoso para controlar especies indeseables de bacterias a través de bacterias patógenas ha sido propuesto y testeado en laboratorio. La bacteria patógena infecta selectivamente a ciertas bacterias, se multiplica en el interior de esas células y finalmente las mata. A pesar

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de que aún no existen ensayos de campo, es altamente probable que su efectividad sea superior al de los biocídas convencionales.

11. CRITERIO DE SELECCIÓN DE RESERVORIOS

Para poder seleccionar potenciales reservorios para la aplicación de MEOR, varias consideraciones deberían ser tenidas en consideración. La Figura es un simple esquema que puede ser empleado como herramienta básica de selección de candidatos.

Extraído de: Mejoramiento de la producción de petróleo mediante el uso de aplicaciones biotecnológicas.

Rafael H Cobeñas, I.T.B.A y Stanley L. Hogg, Valdez Rojas y Hogg S.A

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12. BIOTECNOLOGIA Y MEOR

Algunas aplicaciones de la biotecnología en MEOR incluyen las técnicas de ingeniería genética y tecnologías de ADN recombinante, que son utilizados para desarrollar cepas de bacterias con una mejor recuperación de petróleo.

Insertando genes de un tipo de bacteria en otro, los científicos pueden combinar dos características genéticas deseables en un microorganismo. Por ejemplo, la temperatura en un pozo de petróleo es a menudo demasiado alta para la mayoría de los microorganismos para sobrevivir. Mediante la inserción de un gen codificado para una bacteria con capacidad de recuperación de petróleo ayuda en el genoma de una bacteria que puede sobrevivir en temperaturas altas, los científicos pueden producir los microorganismos que pueden sobrevivir al calor de un pozo de petróleo y también ayudar a recuperar el aceite.

En las áreas de investigación actuales las condiciones ambientales en un pozo de petróleo hacen que sea muy difícil para las bacterias para sobrevivir, y los que lo hacen a menudo tienen una disminución en la capacidad para llevar los procesos químicos necesarios para fomentar la recuperación del petróleo. Los investigadores están trabajando para crear cepas de bacterias que son más capaces de sobrevivir a esas duras condiciones pero mantienen la capacidad de llevar a cabo la química necesaria para MEOR.

La ingeniería genética se utiliza para elaborar los microorganismos que no puede vivir sólo en las altas temperaturas de un pozo de petróleo, sino que también puede reemplazar nutrientes más económicos, ser químicamente activo, y producir cantidades considerables de biosurfactantes. Algunos investigadores están desarrollando las bacterias que pueden ser cultivadas en económicos materiales agrícolas de desecho, y es respetuoso con el medio ambiente.

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13. VENTAJAS DE LA MEOR

1. Las bacterias inyectadas y nutrientes son baratos y fáciles de obtener y manipular en el campo.

2. Los Procesos MEOR son económicamente atractivos para la producción de los campos petroleros marginalmente y son alternativas adecuadas antes del abandono de los pozos marginales.

3. La fábrica de células microbianas necesitan poco aporte de energía para producir los agentes Meor.

4. En comparación con las tecnologías de EOR, hay menos modificaciónes del campo existente, característica se requiere para implementar el proceso de recuperación por las tecnologías Meor, que son más rentables de instalar y de fácil aplicación.

5. Dado que los fluidos inyectados no son productos petroquímicos, sus costes no son dependientes del precio mundial del crudo.

6. Los procesos Meor son particularmente adecuados para depósitos de aceite de carbonato donde algunas tecnologías EOR no se pueden aplicar de manera eficiente.

7. Los efectos de la actividad bacteriana en el depósito se mejoran mediante su crecimiento con el tiempo, mientras que en las tecnologías de EOR los efectos de los aditivos tienden a disminuir con el tiempo y la distancia desde el pozo de inyección.

8. Los Productos Meor son todos biodegradables y no se acumulan en el medio ambiente, por lo tanto, son ambientalmente compatibles.

9. En cuanto a las sustancias químicas utilizadas en los métodos EOR son obtenidos a partir de productos petroquímicos, los métodos MEOR los productos terminados son utilizados para la recuperación de materias primas y es un método económicamente atractivo.

10. Los microorganismos no consumen grandes cantidades de energía

11. El uso de microorganismos no es dependiente del precio del petróleo crudo, en comparación con otros procesos EOR

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14. PROBLEMAS MEOR

Las técnicas MEOR han enfrentado algunos problemas como:

1. Pérdida de Inyectividad debido a la conexión microbiana del pozo para evitar el taponamiento del pozo, a veces se deben tomar acciones tales como la filtración antes de la inyección, evitando la producción de biopolímeros, y reduciendo al mínimo la adsorción microbiana en la superficie de la roca mediante el uso de células de formas latentes, esporas, o ultra-micro-bacterias.

2. Dispersión o el transporte de todos los componentes necesarios en la zona objetivo.

3. Optimización de la deseada actividad metabólica in situ debido al efecto de tales variables como pH, temperatura, salinidad, y la presión para cualquier operación Meor in-situ.

4. Aislamiento de cepas microbianas, adaptables a las condiciones del depósito extremas de pH, temperatura, presión y salinidad.

5. Baja concentración de metabolitos bacterianos in situ; la solución a este problema podría ser la aplicación de técnicas de ingeniería genética.

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15. MODELO MATEMÁTICO

La mejora en los modelos matemáticos detallados para MEOR son tareas bastante exigentes, tanto por la dificultad natural de conocer detalladamente el metabolismo de los microorganismos así como también por la diversidad de variables físicas y químicas que controlan sus actividades en el subsuelo en los medios porosos. En algunos casos los modelos matemáticos deben brindar la posibilidad de describir variables que permitan maximizar el rendimiento y minimizar los costos de producción pero aun todos estos modelos se enfrentan a limitaciones.

Algunos modelos matemáticos se basan en la relación entre el tiempo de residencia (τres) de las bacterias en una zona de reacción cilíndrica de radio (rm), profundidad h y

porosidad ϕ. La cual se ve relacionada a continuación.

Donde Q es el caudal volumétrico y Sor es la saturación de petróleo residual, y el tiempo τrsd requerido para la reacción microbiana produzca una concentración deseada Creq de algún metabolito.

Para estimar el tiempo de reacción, En 2008 Marshall plantó los siguientes supuestos:

El flujo isotérmico de tapón a través del reactor, el consumo de nutrientes es de primer orden e irreversible, y la concentración inicial de nutrientes es n0.

El modelo físico en el que se basa el argumento anterior es muy básico, pero el análisis centra su interés a la importante cuestión de la cinética de la reacción que debe ser abordado por más tratamientos complejos. Es posible escribir una ecuación química balanceada para la producción de un metabolito dado, pero la tasa de producción sólo se puede determinar experimentalmente, y se debe dar por velocidades reales de crecimiento bacteriano.

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Esquema de distribución del volumen de la roca y el volumen poroso.

En el año 2010 Nielsen et al. desarrolla un modelo matemático que describe el proceso de recuperación mejorada de petróleo por medio de microorganismos.

Supuestos:

El flujo de fluido era unidimensional. Los microorganismos fueron bacterias anaerobias, y se inyectaban en el

depósito. Se asumió que no había microorganismos locales en el depósito. La tasa de crecimiento bacteriano podría explicarse por el método de

Monod-cinética de ser independiente de temperatura, presión, pH, salinidad. El metabolito principal fue metabolitos surfactantes y otras posibles se

consideraron insignificantes. Podrían distribuirse entre ambas fases (agua y aceite). La adsorción de cualquier componente fue descuidada. Los no sustratos y metabolitos eran adsorbidos en las paredes de los poros. Función de flujo parcial fue explotado, porque la presión capilar se considera

insignificante. Difusión Insignificante y quimiotaxis. Método isotérmico con flujo incompresible. No hay cambio de volumen en la mezcla.

Con todo lo anterior, la ecuación Nielsen et. de transporte para cada componente fue dada como:

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Dónde j es la fase, i es el componente, np es el número de fases, ωij son componentes de las fracciones masa en fase j, v es la velocidad lineal, ρj es la densidad de la fase, fj es el flujo fraccional en función de fase j, x es la variable de longitud, t es el tiempo, φ es la porosidad, y qi es la fuente expresión del componente i que comprende también las condiciones de reacción.

Las expresiones en tasa de crecimiento de los microorganismos son regularmente la Monod-expresión basada en la enzima cinética Michaelis-Menton y la expresión de Langmuir, expresiones heterogéneas de catálisis.

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16. ANEXOS

1 Ex situ (busca degradar el crudo)2 In situ 3 Ex situ ( busca mejor movimiento del crudo por el pozo)

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CONCLUSIÓN

El recobro mejorado por microorganismos es una tecnología probada para la recuperación de petróleo de los yacimientos con altos cortes de agua y también para mejorarlo en los pozos petroleros maduros, pero aún así, a fin de que los procesos de MEOR sean aceptados y exitosos, extensas pruebas de laboratorio son necesarios antes de la implementación en campo para seleccionar los microorganismos adecuados, entendiendo previamente sus necesidades de crecimiento y las condiciones de producción.

Además, también se hace necesario conocer la optimización de los nutrientes para probar con los microbios y sus bioproductos con las condiciones del yacimiento y mirar su viabilidad en el proceso de recuperación de crudo.

MEOR es un proceso rentable y ecológico que muestra varias ventajas sobre otrosProcesos de recobro mejorado de petróleo. MEOR tiene un gran potencial para convertirse en una alternativa viable a la tradicional EOR que se lleva a cabo principalmente por métodos químicos.

Aunque MEOR es un método muy atractivo en el campo de la recuperación de petróleo, todavía hay incertidumbre en el cumplimiento de los criterios de diseño de ingeniería requeridos por la aplicación de procesos microbianos en el campo, lo que ha llevado a su baja aceptación por la industria del petróleo. Por lo tanto, una mejor comprensión de los procesos MEOR y sus mecanismos de un punto de vista de ingeniería son necesarios, así como la sistemática evaluación de los factores principales que afectan a este proceso, tales como las características del yacimiento y consorcios microbianos, para mejorar la eficiencia del proceso.

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BIBLIOGRAFÍA

Bailey, SA., Kenney, TM., & Schneider D. (2001). Microbial enhanced oil recovery: diverse successful applications of biotechnology in the oil field. SPE J., Paper no. 72129.

Beckman J. W (1926), The Action of Bacteria on Mineral Oil, pp. 3. Industrial Engineering Chemical News, November 10,1926

H. Al-Sulaimani, S. Joshi, Y. Al-Wahaibi, S. Al-Bahry, A. Elshafie, A. Al-Bemani. Microbial biotechnology for enhancing oil recovery: Current developments and future prospects. College of science, Sultan Qaboos, Páginas: 1-12

Hamid Rashedi, Fatemeh Yazdian and Simin Naghizadeh. Microbial Enhanced oil recovery. University of Tehran, Tehran. Capitulo 3, Páginas 1-19

Ramkrishna Sen, Department of Biotechnology, Indian Institute of Technology (IIT), Kharagpur, West Bengal 721302, India. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360128508000233

Sidsel Marie Nielsen. Microbial Enhanced oil recovery-Advanced reservoir simulation. Technical university of Denmark. Julio 2010. Páginas: 1-23, 85-105

VANDECASTEELE, Jean-Paul. Petroleum microbiology, concepts environmental implications industrial applications. Editions Technip, Paris 2008. Páginas 680-686

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recobro mejorado con microorganismos (2)

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