Dra. Ing. ANALÍA VÁZQUEZ

Fabricación de agentes de sostén a escala laboratorio para la extracción de petróleo y gas no convencional

Es Directora del Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología (ITPN, CONICET- UBA); investigadora superior de CONICET y profesora titular de la Facultad de Ingeniería de la UBA. Ha dirigido y codirigido a 18 tesistas de doctorado, cuatro en empresas; 11 becarios postdoctorales; 11 investigadores y 35 estudiantes de grado para realizar tesinas o entrenamiento. Es directora del grupo de Polímeros para Petróleo y Construcción del ITPN. Desde el año 2012 ha trabajado en un proyecto con YPF-CONICET y desde el año 2014 en otro proyecto con YPF Tecnología S.A. (Y-TEC) en el tema de “Fabricación a escala laboratorio de agente de sostén resinados para la extracción no convencional de petróleo y gas”.
Es directora técnica de un proyecto de creación de una empresa de base tecnológica para la fabricación de nanocelulosa bacterial (EBT09 N 101, MINCYT), hidrogel con posibilidad de ser usado como fluido de fractura. Fue consultora en el Estudio de Relevamiento Técnico y Económico del Sector Nanotecnología (proyecto del MINCYT – 2014) y en el tema de Polímeros Biodegradables (proyecto MINCYT con la Cámara Argentina de la Industria Plástica (CAIP)- febrero a julio de 2015). Actualmente se encuentra desarrollando el tema de Captura de CO2 en cementos petroleros y lechada liviana de cemento aditivado con nanopartículas.

Edición impresa Nro. 316 | Diciembre 2016

Los recursos de gas y petróleo se extienden a través de grandes áreas caracterizadas por baja permeabilidad y grietas naturales. El tipo de extracción no convencional es considerado así debido a que el gas y el petróleo se encuentran absorbidos en estas rocas denominadas esquistos.
Dicha extracción requiere de técnicas de perforación especiales a fin de obtener una producción económica. Una de las técnicas que se emplearon en el pasado era la perforación vertical que fue cambiada por la perforación horizontal para aumentar la tasa de producción. Con el uso de la perforación horizontal (Figura 1), se amplió el área expuesta y se produjo así una optimización en la recuperación y la economía de los pozos.
De este modo, un desarrollo tecnológico tal como es la llamada “estimulación hidraúlica” le permitió al gas y el petróleo fluir del esquisto al pozo en cantidades que permitían bajar los costos.

Nota-conicet-2Figura 1: Esquema de la fractura hidráulica en la formación de esquistos. Fuente: La tecnología de exploración y producción en México y en el mundo: Situación actual y retos, Documento técnico 2. Comisión Nacional de Hidrocarburos de Estados Unidos Mexicanos (CNH).

Nota-conicetFigura 2: Diversos tipos de agentes de sostén, apuntalantes o “proppant”.

La estimulación hidráulica consiste en la inyección a muy alta presión de un fluido, denominado fluido de fractura. Este fluido es una combinación de agua, arena o “proppant” y otros químicos para generar grietas en la roca.
Este fluido permite generar un esfuerzo superior a la resistencia de rotura del material generando fisuras. Las mismas aumentan el área de permeabilidad y facilitan la extracción de petróleo y gas.  Sin embargo, una vez generada la fisura se deja de bombear el fluido, la roca intenta cerrarse y se debe colocar en estas un agente de sostén o “proppant” que las mantiene abiertas, manteniendo así la conductividad del fluido para extraer el petróleo o el gas.
Los agentes de sostén son de diversos tipos: arenas naturales, agentes de sostén recubiertos con resina (arenas naturales y cerámicos), agentes de sostén livianos a partir de plásticos y otros (por ejemplo a partir de cascara de nuez, etc.) (Figura 2).
El agente de sostén estudiado ha sido las arenas resinadas. El resinado de arena tiene dos objetivos: por un lado aumenta el área de contacto entre partículas, disminuyendo así el esfuerzo que se ejerce sobre las partículas por la presión de cierre de las rocas al intentar cerrarse; y por otro lado, puede mantener unidas a las pequeñas partículas fracturadas del agente de sostén y evitar así la disminución de la conductividad del flujo.
El trabajo realizado desde el año 2012 consistió en desarrollar una metodología de fabricación en el laboratorio y selección de las resinas que podrían ser utilizadas en el proceso, así como el desarrollo de un procedimiento de caracterización de la resina, de la partícula, y del agente de sostén resinado.  A partir del año 2014, se realizó la fabricación del agente de sostén con algunas resinas seleccionadas por Y-TEC (YPF Tecnología S.A)  También se realizó el traspaso de la tecnología desarrollada a Y-TEC para que continúe trabajando de forma independiente en sus laboratorios.  Durante los últimos meses del año 2015 se estudió las posibilidades de patentar  agentes de sostén innovadores con el uso de conocimientos en nanotecnología.
Este trabajo ha generado conocimientos en ambas instituciones, ITPN e Y-TEC a partir de la discusión de los resultados.  Y-TEC cuenta con laboratorios modernos y completamente equipados para la caracterización de todos los tipos de agentes de sostén. Actualmente, la empresa creada por YPF y el CONICET trabaja en varias líneas para el desarrollo de proppants innovadores que incluyen otras funcionalidades en los mismos. ℗

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