7th IMRMPT

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English title:	Effect of graphene oxide magnetic nanofluids on improved oil recovery
Spanish title:	Efecto de los nanofluidos magn�ticos de �xido de grafeno en la recuperaci�n mejorada de petr�leo
English abstract:	Heavy and extra-heavy crude oils are unconventional hydrocarbons containing a complex mixture of organic compounds, such as saturated hydrocarbons, aromatics, resins and asphaltenes. These crudes have a higher density and viscosity than conventional crudes and their chemical composition varies depending on the place of origin. In the extraction process, the viscosity and density of heavy and extra-heavy crude oils present a significant challenge, as they can clog reservoir pores and make it difficult for oil to flow to production wells. Additionally, extracting these crudes may require the use of enhanced recovery techniques such as steam injection or hydraulic fracturing, increasing costs and environmental challenges. In terms of transportation, heavy and extra-heavy crude oils have low fluidity and high viscosity, making them difficult to pump through pipelines and storage tanks. To improve their fluidity and facilitate transportation, these crudes may require the use of diluents or additives. In addition, the high wettability of some rock-fluid systems towards oil aggravates this situation. This phenomenon refers to the tendency of reservoir rocks to prefer oil over water. The high wettability of oil in the rocks reduces the flow of oil through the reservoir pores and pipelines, which decreases the recovery factor and increases operating costs. Despite the challenges, heavy and extra-heavy crude oils are an important source of hydrocarbons, and their exploitation may be economically viable in certain circumstances. However, it is also important to consider the environmental and social impacts associated with its extraction and transport, and to search ways to minimize these impacts through more sustainable practices and more advanced technologies. Considering the above, various techniques have been developed to improve the exploitation of heavy and extra-heavy crude oil. These techniques are based on the modification of the oil and/or the environment where it is found, by means of physical or chemical agents. One of the most recent and promising methods is the use of nanotechnology to create nanofluids that can improve the properties of heavy crude oil and make it easier to exploit. Nanofluids are colloidal suspensions containing nanoparticles of materials with unique magnetic, optical, rheological, or thermal properties, in a liquid medium. These nanomaterials can modify the properties of heavy crude oil and the environment in which it is found, to make it easier to extract and transport. In this sense, in the present investigation, aqueous nanofluids were synthesized from magnetite nanoparticles supported on graphene oxide (Fe3 O4@GO), and their obtaining was determined by various characterization techniques such as DRX, SEM, FTIR DLS and UV- Vis. Subsequently, its effect on the interfacial tension of the oil was evaluated, finding a significant decrease depending on the concentration of the nanofluid. Likewise, a wettability alteration test was carried out on an outcrop rock sample with an affinity to be wetted by oil, in which it was established that, after its immersion in nanofluids with different concentrations of Fe3O4@GO for a period of three hours, there was a decrease in its wettability to oil reflected in an increase in the value of the contact angle. The results obtained from this study indicate that the use of composite nanofluids significantly improves the reservoir conditions for crude oil exploitation, which could result into an increase in the recovery factor.
Spanish abstract:	Los petr�leos crudos pesados y extrapesados son hidrocarburos no convencionales que contienen una compleja mezcla de compuestos org�nicos, como hidrocarburos saturados, arom�ticos, resinas y asf�ltenos. Estos crudos tienen una densidad y viscosidad mayor que los crudos convencionales y su composici�n qu�mica var�a seg�n el lugar de origen. En el proceso de extracci�n, la viscosidad y la densidad de los petr�leos crudos pesados y extrapesados presentan un desaf�o significativo, ya que pueden obstruir los poros del reservorio y dificultar el flujo de petr�leo hacia los pozos de producci�n. Adem�s, la extracci�n de estos crudos puede requerir el uso de t�cnicas de recuperaci�n mejoradas, como la inyecci�n de vapor o la fracturaci�n hidr�ulica, lo que aumenta los costos y los desaf�os ambientales. En cuanto al transporte, los petr�leos crudos pesados y extrapesados tienen una baja fluidez y alta viscosidad, lo que hace que sea dif�cil de bombear a trav�s de tuber�as y tanques de almacenamiento. Para mejorar su fluidez y facilitar el transporte, estos crudos pueden requerir el uso de diluyentes o aditivos. Adem�s, la alta mojabilidad de algunos sistemas roca-fluido hacia el aceite agrava esta situaci�n. Este fen�meno se refiere a la tendencia de las rocas del reservorio a preferir el aceite en lugar del agua. La alta mojabilidad del aceite en las rocas reduce el flujo del petr�leo a trav�s de los poros del reservorio y de las tuber�as, lo que disminuye el factor de recuperaci�n y aumenta los costos operativos. A pesar de los desaf�os, los petr�leos crudos pesados y extrapesados son una fuente importante de hidrocarburos, y su explotaci�n puede ser econ�micamente viable en ciertas circunstancias. Sin embargo, tambi�n es importante tener en cuenta los impactos ambientales y sociales asociados con su extracci�n y transporte, y buscar formas de minimizar estos impactos a trav�s de pr�cticas m�s sostenibles y tecnolog�as m�s avanzadas. Teniendo en cuenta lo anterior, se han desarrollado diversas t�cnicas para mejorar la explotaci�n del petr�leo crudo pesado y extrapesado. Estas t�cnicas se basan en la modificaci�n del petr�leo y/o del medio donde se encuentra, mediante agentes f�sicos o qu�micos. Uno de los m�todos m�s recientes y prometedores es el uso de nanotecnolog�a para crear nanofluidos que puedan mejorar las propiedades del petr�leo crudo pesado y facilitar su explotaci�n. Los nanofluidos son suspensiones coloidales que contienen nanopart�culas de materiales con propiedades magn�ticas, �pticas, reol�gicas o t�rmicas �nicas, en un medio l�quido. Estos nanomateriales pueden modificar las propiedades del petr�leo crudo pesado y del medio donde se encuentra, para hacerlo m�s f�cil de extraer y transportar. En este sentido, en la presente investigaci�n se sintetizaron nanofluidos acuosos a partir de nanopart�culas de magnetita soportadas en �xido de grafeno (Fe3 O4@GO), y se determin� su obtenci�n mediante varias t�cnicas de caracterizaci�n como DRX, SEM, FTIR DLS y UV-Vis. Posteriormente, se evalu� su efecto sobre la tensi�n interfacial del petr�leo, encontrando una disminuci�n significativa de esta en funci�n de la concentraci�n del nanofluido. Asimismo, se realiz� un ensayo de alteraci�n de la mojabilidad de una muestra de roca de afloramiento con afinidad a ser mojada por aceite, en el que se estableci� que, posterior a su inmersi�n en los nanofluidos con diferentes concentraciones de Fe3 O4@GO durante un periodo de tres horas, hubo una disminuci�n en su mojabilidad al aceite, que se vio reflejado en un incremento en el valor de �ngulo de contacto. Los resultados obtenidos de este estudio indican que el uso de nanofluidos compuestos mejora significativamente las condiciones de yacimiento para la explotaci�n del crudo, lo que podr�a resultar en un aumento en el factor de recobro.
Topic:
Presentation Type:
Speaker:

Authors

Name	Institution	Email
Nelson Guti�rrez Ni�o	Universidad Industrial de Santander	neguni8@gmail.com
Elcy Mariana P�rez Rodriguez	Universidad Industrial de Santander	elcym.perez@gmail.com
Rafael Cabanzo Hern�ndez	Universidad Industrial de Santander	rcabanzo@uis.edu.co
Nicolas Santos Santos	UIS	nicolas@uis.edu.co
Enrique Mej�a Ospino	Universidad Industrial de Santander	emejia@uis.edu.co

Presentation

Room:	Principal Room
Date:	June 8, 2023
Hour:	11:40 - 12:00

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Seventh International Meeting for Researchers in Materials and Plasma Technology

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