Biodegradation and toxicity of scleroglucan for enhanced oil recovery

• Rodríguez Mateus, Zully Patricia ; Angarita, Rosa Carolina ^[1] ; Niño Gómez, Jhorman Alexis ^[2] ; Corredor, Laura Milena ^[2] ; Llanos Gallo, Sebastian ^[3] ; Quintero, Henderson ^[2] ; Castro García, Ruben Hernán ^[4]
  1. [1] Desarrollo en tecnologías de Hidrocarburos DTH SAS, Bucaramanga, Santander, Colombia
  2. [2] Ecopetrol S.A., Santander-Colombia
  3. [3] Tecnólogos e Ingenieros de la Industria del Petróleo TIP, Bucaramanga, Santander, Colombia
  4. [4] Meridian Consulting, Cundinamarca, Colombia

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• Localización: CT&F - Ciencia, tecnología y futuro, ISSN-e 0122-5383, Vol. 12, Nº. 1, 2022, págs. 5-12
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Biodegradación y toxicidad del escleroglucano para recobro mejorado de petróleo
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• Resumen
  • español

    La inyección de polímeros en el yacimiento es usada para incrementar la viscosidad del agua para controlar la relación de movilidad agua-petróleo, lo que resulta en un aumento en la eficiencia de barrido volumétrico, en comparación con el proceso de inyección de agua. Los polímeros sintéticos (poliacrilamidas) y biopolímeros (escleroglucano, goma xantana, esquizofilano) son las dos familias de polímeros más usadas para la recuperación mejorada de petróleo (EOR).

    El escleroglucano (SCG) es resistente a electrolitos, hidrólisis, pH (3- 10) y temperatura (30-100°C) y tiene excelentes propiedades reológicas, pero es susceptible a la degradación microbiana. El objetivo principal de este estudio fue evaluar la biodegradación de SCG durante su inyección y producción y su toxicidad acuática. La biodegradación anaeróbica de las soluciones SCG se determinó a través de los cambios de viscosidad de las soluciones, mientras que la biodegradación aeróbica fue calculada por los cambios en la concentración de SCG. Se observó que la reducción de la viscosidad de la solución SCG fue del 30% y que la concentración de SCG disminuyó de 100 a 52 ppm, porque las bacterias pueden metabolizar el biopolímero. Dafnia pulex, Scenedesmus acutus y Oreochromis sp. fueron los organismos utilizados en los ensayos ecotoxicológicos de las soluciones SCG. Los bioensayos ecotoxicológicos agudos mostraron que no hay evidencia de efectos nocivos agudos del SCG en ninguno de los tres organismos. A partir de los bioensayos ecotoxicológicos crónicos se concluyó que no hay efecto del SCG en la mortalidad de Daphnia Pulex, a las concentraciones de SCG evaluadas.

  • English

    Polymer flooding consists of injecting polymer-augmented water into the reservoir to control the water-oil mobility ratio, resulting in an increase in the volumetric sweep efficiency compared to water flooding. Synthetic polymers (polyacrylamides) and biopolymers (scleroglucan, xanthan gum, schizophyllan) are the two families of polymers usually evaluated for enhanced oil recovery (EOR). Scleroglucan (SCG) is resistant to electrolytes, hydrolysis, pH (3-10) and temperature (30-100°C) and has remarkable rheological properties, but it is quite susceptible to microbiological degradation. The primary objective of this study was to evaluate the biodegradation of SCG in the injection and production processes and its aquatic toxicity. The anaerobic biodegradation of the SCG solutions was determined through the viscosity changes of the solutions, while the aerobic biodegradation was calculated with the changes in the SCG concentration.  It was observed that the viscosity reduction of the SCG solution was 30% and the SCG concentration decreased from 100 ppm to 52 ppm because bacteria can metabolize the biopolymer. Daphnia Pulex, Scenedesmus Acutus and Oreochromis sp. were the organisms used in the ecotoxicological assays of the SCG solutions. The acute ecotoxicological bioassays showed that there was no evidence of acute deleterious effects of SCG on any of the three organisms. From the chronic ecotoxicological bioassays, it was concluded that there was no effect of SCG on the mortality of Daphnia Pulex, regardless of the tested SCG concentration.