Servicios Analíticos Avanzados de Petróleo & Minería
CARACTERIZACIÓN DE YACIMIENTOS
ANÁLISISDE ROCAS
A partir del análisis de los núcleos se obtienen un conjunto de datos muy valiosos para los diferentes especialistas relacionados con la ingeniería petrolera, como por ejemplo la litología, porosidad, permeabilidad, interfacespetróleo-agua, gas-petróleo y saturación de fluidos. El análisis avanzado permite obtener mas información sobre las características físico-químicas de la roca y su interacción con el fluido que contiene.
Servicios de Estudios Integrados
La caracterización de yacimientos de minerales e hidrocarburos es nuestra mayor fortaleza y contamos con equipos y técnicas modernas para lograr el desarrollo con mayor grado de detalle y precisión en los estudios de las rocas y minerales que componen las formaciones geológicas y estratigráficas de una formación.
Hemos desarrollado una técnica avanzada que hemos denominado AQS (Avanced Quantum Spectrum) para
la caracterización de yacimientos.
Análisis convencionales de Núcleos
Los análisis convencionales permiten obtener
información básica sobre las características de porosidad, saturación y permeabilidad de la roca.
Análisis avanzados de Núcleos
Para tener una mejor comprensión de los procesos que ocurren en el yacimiento se requieren estudios adicionales. En nuestro laboratorio contamos con técnicas avanzadas tales como:
• Resonancia Magnética Nuclear de
dominio temporal (TD-NMR)
• Micro Fluorescencia de Rayos X (µXRF)
• Microscopia de rayos X en 3D(µct)
• Microscopiaelectrónica de Barrido (SEM)
• Difracción de Rayos X (XRD)
• Fluorescencia de Rayos X (XRF)
• Espectroscopia de Infrarrojo (FTIR)
Todas estas técnicas se integran para aportar mayor información sobre su yacimiento.
RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (TD-NMR)
La Resonancia Magnética Nuclear (TD-NMR) es una técnica basada en el uso de imanes permanentes y pulsos de radio frecuencia, que actúan sobre los momentos magnéticos que poseen los diferentes elementos de la naturaleza, tal es el caso del hidrógeno que abunda en el agua y en los hidrocarburos que se encuentran en el espacio poroso de las rocas.
Los avances recientes de esta tecnología en la ingeniería de petróleo, permiten actualmente tener una mejor caracterización de un determinado yacimiento, ya que hace posible el cálculo de propiedades como la porosidad, permeabilidad, saturación, entre otras.
Entre las variables que se pueden determinar de forma rápida y precisa están las siguientes:
• Porosidad total y efectiva
• Permeabilidad
• Distribución de tamaño de poro
• Índice de fluido libre (FFI)
• Índice de fluido irreductible (BVI)
• Agua asociada a las arcillas(CBW)
• Contenido de O/W y W/O
• Coeficiente de difusión.
Ventajas de la técnica
• Gran cantidad de parámetros petrofísicos en una sola corrida.
• Técnica no destructiva.
• Resultados en menor tiempo.
• Evaluación de múltiples parámetros especiales en una sola corrida.
MICRO FLUORESCENCIADE RAYOS X (µXRF)
Esta técnica permite hacer un análisis de la distribución de los elementos presentes en la muestra. El análisis de micro fluorescencia de rayos X (MicroXRF) utiliza la excitación directa de la muestra mediante rayos X focalizados en un punto menor a las 20 micras. Esto permite la combinación de la resolución espacial a escala micrométrica de una lente policapilar con la sensibilidad a los elementos traza de XRF. No se requiere preparación adicional de muestras para Micro-XRF. La alta velocidad de adquisición y evaluación de datos permite escanear muestras de gran tamaño en poco tiempo.
La distribución de elementos y la composición mineralógica de una muestra geológica proporcionan información clave para la comprensión de las estructuras y procesos geológicos.
Obtener esta información es útil en muchos campos, incluidos los temas de investigación geológica, así como la minería y prospección de recursos naturales.
El sistema AMICS integrado permite un
escaneo mineralógico automatizado rápido de muestras mínimamente preparadas que pueden integrarse directamente con mapas geoquímicos de elementos principales y traza, dando como result do una evaluación de facies litológicas confiable, permitiendo construir modelos sedimentarios y estratigráficos más robustos..
Ventajas de la técnica
• Mapeo de muestras más grandes
• En condiciones de vacío para
elementos más ligeros
• Muy buena resolución (25 um por
píxel)
• Tiempo de escaneo corto.
MICROSCOPIADE RAYOS X EN 3D (µCT)
Esta técnica combina hardware de micro tomografía computarizada (microct) con software especializado en una solución completa de visualización microscópica. XRM permite un análisis rápido de múltiples escalas.
La naturaleza no destructiva de XRM permite evaluar las características microestructurales de la muestra tal y como proviene de su entorno original.
µCT permite la caracterización no destructiva de una amplia variedad de geomateriales, desde pequeñas muestras de minerales hasta grandes núcleos de perforación con un tamaño de núcleo completo.
El empleo de esta técnica representa una herramienta de gran utilidad en Geociencias debido a que permite la visualización y cuantificación de la estructura interna (3D) de diversos tipos demateriales.
La naturaleza no destructiva de XRM permite evaluar las características microestructurales de la muestra tal y como proviene de su entorno original.
Ventajas de la técnica
• Análisis cuantitativo de parámetros estructurales, como tamaño de grano, porosidad abierta / cerrada y permeabilidad.
• Calcular la distribución de fases minerales en 3D.
• Correlacionar la estructura de la muestra con las propiedades mecánicas mediante la aplicación de pruebas mecánicas in situ
• Visualizar el flujo de fluidos, cristalización, disolución y otros procesos en medios porosos.
• Heterogeneidad de la matriz de la
roca.
MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO(SEM)
El microscopio electrónico de barrido es un tipo de microscopio electrónico
capaz de producir imágenes de alta resolución de la superficie de una
muestra utilizando las interacciones electrón-materia. Aplica un haz de
electrones en lugar de un haz de luz para formar una imagen. La
caracterización de rocas y minerales impulsada por soluciones EDS basadas
en SEM proporciona relaciones detalladas de textura y distribución entre
minerales importantes a escala nanométrica.
La caracterización de rocas y minerales a escala micrométrica suele ser necesaria para comprender las relaciones de paragénesis complejas, arrojando uz sobre
los procesos de mineralización y las secuencias de pruebas que se pueden utilizar para construir modelos de depósito más completos para guiar la exploración
en curso.
Ventajas de la técnica
• Caracterización y descripción de fases arcillosas para estudios paleoambientales, diagenéticos, etc.
• Determinación de la presencia de
hidrocarburos.
• Caracterizaciones texturales, morfológicas y químicas de un gran número de fases en el área de la minería, petrología ignea y metamórfica, paleontología y mineralogía en general.
• Estudios de corrosión y análisis de fallas en la industria petrolera. Con el detector EDS podemos obtener información analítica cualitativa y cuantitativa de áreas del tamaño que deseemos de la superficie.
El análisis se puede realizar de forma puntual, de línea o un mapping de la región deseada.
ESPECTROSCOPIA DE ABSORCIÓN ATÓMICA (AAS)
La espectroscopia de absorción atómica de llama es el método más utilizado para la determinación de metales en una amplia variedad de matrices.
En este método, la solución de la muestra se aspira directamente en una llama de flujo laminar.
La función de la llama es generar átomos en su estado fundamental de los elementos presentes en la solución de la muestra.
Temperaturas cercanas a 1.5003.000°C
son suficientes para producir la atomización de un gran número de elementos, que absorberán parte de la radiación procedente de la fuente de luz.
Conforme a la ASTM D-5863:
Estos métodos de ensayo cubren la determinación de níquel, vanadio, hierro y sodio en aceites crudos y combustibles residuales mediante espectrometría de
absorción atómica de llama (AAS).
ÁLISIS DE GAS NATURAL
El origen y la composición de los gases de refinería varían considerablemente.
Medir la composición de los gases con exactitud y precisión es un reto importante en las operaciones de las refinerías actuales.
Las fuentes típicas de los gases de refinería son los gases atmosféricos o de sobrecarga de la FCC, el etileno, la producción de propileno, el gas combustible, el gas de chimenea y el gas de desulfuración.
Los tipos de corrientes físicas van desde el gas hasta el gas altamente presurizado o los gases licuados.
Los analizadores de gas de refinería (RGA) son sistemas ajustados en fábrica para cumplir los métodos estándar de la industria.
Este dispositivo de acondicionamiento de muestras garantiza la vaporización completa de los GLP y de las muestras a alta presión para evitar cualquier discriminación de la muestra antes de la inyección.
Conforme a la ASTM D-1945:
Este método de prueba cubre la determinación de la composición química de los gases naturales y mezclas gaseosas similares. Este método de ensayo puede
abreviarse para el análisis de gases naturales pobres que contengan cantidades insignificantes de hexanos e hidrocarburos superiores, o para la determinación de uno o más componentes, según sea necesario.
DIFRACCIÓN DE RAYOS X (XRD)
La difracción en polvo es un método que permite identificar y cuantificar los minerales por su estructura cristalina. XRD es especialmente útil para la identificación de fases de grano fino que son difíciles de identificar por otros métodos como la microscopia óptica y el microscopio electrónico de barrido.
Esta técnica aporta mucha información sobre las características estructurales del yacimiento petrolero.
La Difracción de Rayos X (XRD) Proporciona información detallada acerca de la
estructura cristalográfica de sus muestras, que puede utilizarse para identificar las fases presentes.
Actualmente, gracias al uso de los métodos de cuantificación Rietveld (análisis RIR) y de potentes computadores, pueden obtenerse datos XRD cuantitativos.
Las arcillas son de particular interés para las industrias de minería y perforación
debido a las propiedades físicas que imparten a las formaciones geológicas circundantes.
Los minerales arcillosos son una preocupación clave en muchas aplicaciones de perforación.
Por ejemplo, en la industria de la fracturación hidráulica, altas concentraciones de arcillas indican una mayor ductilidad y pueden conducir a una mala formación de fracturas.
Además, la presencia de arcillas hinchables puede provocar una hinchazón inducida por el agua durante el proceso de
inicio o efectos negativos, como la autocuración, durante las etapas de producción. La identificación de estos minerales es fundamental para desarrollar soluciones a medida de aditivos y estabilizadores.
FLUORESCENCIADE RAYOS X (XRF)
La Fluorescencia de Rayos X (FRX) es una técnica analítica que permite obtener la composición química elemental de diferentes tipos de muestras, incluyendo sólidos, líquidos o polvos sueltos, con una preparación de muestra rápida y sencilla proporcionando información elemental cualitativa y cuantitativa desde Berilio (Be) hasta Uranio (U).
La Fluorescencia de Rayos X proporciona información detallada sobre la composición química elemental de una gran variedad de muestras.
Por ejemplo, las industrias que trabajan o incluyen el análisis de minerales y materias geológicas,
la identificación de la composición química elemental en estas muestras es muy importante para tomar una decisión en muchas etapas de los procesos de producción.
El análisis XRF se aplica sobre el terreno durante el proceso de perforación y proporciona un análisis elemental de los estratos perforados.
Los resultados se interpretan y conducen a una determinación mineralógica cuantitativa y a la interpretación de los parámetros geomecánicos, que corresponden a indicadores de fragilidad y ductilidad, como el rango de Poisson y el módulo de Young.
En el análisis de núcleos de pozos petrolíferos, el FRX se utiliza a menudo para ayudar a determinar el contenido mineral de los núcleos. Los volúmenes elementales se invierten para obtener volúmenes minerales asumiendo ciertas fórmulas estándar para la composición mineral.
El análisis in situ en tiempo real con pistolas XRF aumentará la productividad al reducir el tiempo de obtención de resultados de días a segundos en comparación con los análisis de laboratorio.
ESPECTROSCOPIA INFRARROJA CON TRANSFORMADOR DE FOURIER (FTIR)
La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) se basa en que muchas de las moléculas absorben la luz en la región infrarroja del espectro electromagnético, transformándola en vibración molecular. Esta absorción es característica de la naturaleza de los enlaces químicos presentes en una muestra.
La espectroscopia FTIR puede aplicarse en el análisis de muestras para identificar compuestos orgánicos e inorgánicos que absorben en la región infrarroja. Esto permite identificar dichos espectro
compuestos por su vibracional.
En el análisis de núcleos de pozos petrolíferos, permite identificar el contenido, la madurez y el tipo de materia orgánica.
La espectroscopia FTIR se ha utilizado cada vez más para la investigación del betún en los últimos años, que se centran en la determinación de varios grupos funcionales, principalmente los carbonilos y sulfóxidos, y por tanto en varios picos del espectro para vigilar el comportamiento.
Para estos grupos, pueden establecerse
relaciones entre el contenido determinado por la altura o el área del pico de asociación y diferentes convencionales y parámetros reológicos, incluyendo el punto de reblandecimiento, la penetración y el módulo de cizallamiento complejo de las mediciones del reómetro de
cizallamiento dinámico, y pueden ilustrar el vínculo encontrado entre la estructura química obtenida por espectroscopia FTIR y el comportamiento físico del betún.
Ventajas de la técnica:
• Las muestras no requieren una preparación exhaustiva.
• Los espectros FTIR pueden obtenerse en poco tiempo.
• El análisis cuantitativo de la técnica se utiliza ampliamente en los procesos industriales para evaluar los parámetros de producción.