Recuperación microbiana

RESERVORIO III PET 205
SAAVEDRA LUIS CARLOS AGOSTO 2014 UAGRM
Recuperación microbiana
De hidrocarburos
Introducción.-
En los procesos de recuperación tradicional, alrededor del 30% al 40% del hidrocarburo
es recuperado y la mayoría de éste se queda entrampado en los yacimientos
Dentro de los procesos de recuperación de Hidrocarburos, la recuperación mejorada
debida a la actividad microbiana es una alternativa potencial para ser Utilizada en los
yacimientos. Por lo que es necesario realizar primero una prospección microbiológica para
seleccionar microorganismos útiles que puedan ser utilizados en procesos de recuperación
en medios porosos y posteriormente escalarlo a la tecnología de Recuperación Mejorada
de Hidrocarburos vía microbiana (MEOR), que pueda ser aplicada en campo.
Para ello se propone conocer y utilizar selectivamente a diversos microorganismos
autóctonos con metabolismos de interés que favorezcan las condiciones del crudo o bien
de la roca permitiendo llevar a cabo una extracción económica y eficiente. para desarrollar
e implementar una tecnología de recuperación mejorada de hidrocarburos por vía
microbiana (MEOR por sus siglas en inglés) consiste de las siguientes etapas:
a) caracterización y cultivo de microorganismos extremos aerobios y anaerobios
provenientes del yacimiento de interés.
b) cuantificar bioproductos para mejorar la producción de hidrocarburos (dirigir las rutas
metabólicas de interés).
c) pruebas en núcleo o medio poroso.
d) simulación numérica de núcleo, pozo y yacimiento.
Los procesos biológicos representan una buena alternativa de recuperación terciaria in
situ, el fundamento del proceso consiste en favorecer de forma selectiva la actividad
microbiana de organismos extremófilos presentes en los yacimientos, los cuales a través
de su metabolismo producen metabolitos (surfactantes, polimeros o solventes) que sirven
para mejorar el flujo de aceite. También es posible probar con la inyección de nutrientes:
fuentes de carbono, N y P, para favorecer la actividad microbiana del pozo o yacimiento,
o bien la adición de microorganismos exógenos con actividades metabólicas de interés,
adaptados a las condiciones específicas y extremas de los yacimientos y finalmente la
aplicación de productos microbianos: enzimas, biosurfactantes y biopolímeros.

ANTECEDENTES SOBRE LA PRESENCIA DE MICROORGANISMOS EXTREMOFILOS EN
YACIMIENTOS.
Microorganismos (dominios bacteria y arquea) en yacimientos con profundidades desde
500 hasta 2800 m y temperatura de al menos 75°C. Para ello se colectaron núcleos en
contenedores estériles con atmósfera libre de oxígeno provenientes de una formación
geológica en Carolina del Sur EUA (Monasiersky, 1997). McInerny y Sublette (1997)
mencionan que el oxígeno molecular, la temperatura y salinidad son los principales
factores que pueden afectar el desarrollo microbiano en yacimientos.
El tipo de formación geológica y el tamaño de poro de la roca son importantes porque
representan una superficie de contacto para la proliferación de biomasa (Krumholz,
1998). La emanación de gases (CH4, H2S) característicos de metabolismo microbiano, del
interior hacia el exterior de la tierra es otro factor que permite presumir la existencia de
microorganismos en microambientes del subsuelo.
FUNDAMENTO DE LA IDEA MEOR
Ecosistemas con características extremas (yacimientos) pueden ser colonizados por
microorganismos (autóctonos) con estrategias adaptativas particulares y capacidad de
producir metabolitos (surfactantes, solventes y gases), los cuales favorecen el
desplazamiento in situ de hidrocarburos mejorando con ello su recuperación. Entonces el
fundamento del proceso consiste en potenciar de forma selectiva la actividad microbiana
de interés.
PLAN GENERAL DE TRABAJO
Obtención de la muestra, las características a considerar incluyen: formación geológica y
tipo de roca del yacimiento, así como: salinidad, temperatura y presión del mismo. Cultivo
de microorganismos, el crecimiento de microorganismos en laboratorio se realiza
utilizando medios de enriquecimiento específicos y mixtos y condiciones de cultivo
similares al medio ambiente del yacimiento del cual proviene la muestra. Bioproductos
potencialmente útiles para mejorar la recuperación de aceite, una vez que se determinen
los mejores cultivos de la etapa anterior se probará su capacidad para producir
surfactantes, ácidos, solventes, polímeros y/o gas. Pruebas en núcleo en condiciones de
laboratorio. Los experimentos se llevan a cabo considerando la bioestimulación y
bioaumentación. Los parámetros de respuesta son: crecimiento microbiano, producción
de agentes tensoactivos y gases (e.g, N2, CO2), recuperación del aceite, entre otras.
Modelación y simulación del comportamiento en yacimientos, Ejecución de la tecnología
a nivel pozo o yacimiento, Monitoreo y evaluación de resultados. En la figura 1 se muestra
un esquema de las etapas que considera un proyecto de recuperación mejorada de
hidrocarburos.

En lo que respecta al petróleo, el estudio de los microorganismos y sus productos se Realizan
para:
1. Desarrollar productos que pueden mejorar la recuperación secundaria y terciaria.
2. Provocar la movilización de aceites pesados mediante la reducción de la viscosidad y la
tensión interfacial.
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 Matemáticos
Pruebas en núcleos de velocidad de
crecimiento y formación de películas
Cepas extremofilas IMP
Pruebas bioestimulación
in 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

3. Hacer posible la inyección de microorganismos en los yacimientos petroleros para evitar su
contaminación.
4. Estudio de yacimientos petroleros mediante la ecología microbiana.
La aplicación práctica de cultivos microbianos en los yacimientos petroleros impone varias
restricciones sobre los cultivos microbianos; debido a que los microorganismos deben ser capaces
de migrar, o ser transportados, al fondo del yacimiento para cualquier aplicación in-situ. Además,
deben ser capaces de multiplicarse en el medio ambiente del subsuelo y, por tanto, los nutrientes
necesarios para el crecimiento que no están disponibles en un yacimiento petrolero, se deberán
incluir en la inyección de agua.
PARÁMETROS PARA EL DESARROLLO DE LA RECUPERACIÓN MEJORADA
MICROBIANA.
Se estableció que para el desarrollo de microorganismos apropiados para la recuperación
mejorada del petróleo, varios parámetros se deben conocer o determinar.
Estos son:
 Identificacion taxonómica de los microorganismos autóctonos.
 En un pozo productor.
 En un pozo de baja producción.
 En un pozo inactivo.
 Desarrollo de los medios adecuados de muestreo y análisis.
 Delimitar las vías metabólicas y los productos de los principales microorganismos
candidatos.
Definir los bioproductos deseados, bioactividades y las características físico estructurales de los
microorganismos, es decir, el tamaño y la flexibilidad de la forma. Considerando los siguientes
objetivos en términos de producción ex-situ, on-situ e in-situ:
 Biopolímeros
 Los polisacáridos
 Lipopolisacáridos
 Otros
 Biosurfactantes
 Hidrocarburos incluidos el metano
 CO2
 Ácidos (H2SO4, HCl, orgánicos)
Se ha mencionado el término de microorganismos como la materia prima para que la
recuperación microbiana se lleve acabó; sin embargo hay que aclarar que existen tres

principales grupos de microorganismos:
 Los procariotas, como las bacterias.
 Los eucariotas, como los protozoos, algas y hongos.
 los virus.
Sin embargo, los únicos microorganismos empleados en la recuperación mejorada
microbiana del petróleo son las bacterias, debido principalmente a que estos
microorganismos cuentan con los requerimientos necesarios para ser inyectados en los
yacimientos.
Conclusión.-
Existen yacimientos agotados, donde la recuperación de crudo residual por métodos
convencionales es incosteable. El declive de reservas, condiciones climatológicas adversas
y la baja probabilidad de encontrar nuevos campos, son circunstancias oportunas para
implementar nuevas tecnologías en la industria del petróleo. Para ello se propone conocer
y utilizar selectivamente a diversos microorganismos autóctonos con metabolismos de
interés que favorezcan las condiciones del crudo o bien de la roca permitiendo llevar a
cabo una extracción económica y eficiente. desarrollar e implementar una tecnología de
recuperación de hidrocarburos por vía microbiana (MEOR por sus siglas en ingles) consiste
de las siguientes etapas: a) caracterización y cultivo de microorganismos extremos
aerobios y anaerobios provenientes del yacimiento de interés; b) cuantificar bioproductos
para mejorar la producción de hidrocarburos (dirigir las rutas metabólicas de interés); c)
pruebas en núcleo o medio poroso; d) simulación numérica de núcleo, pozo y yacimiento.
BIBLIOGRAFÍA
 Tesis “RECUPERACIÓN MEJORADA MICROBIANA DE HIDROCARBUROS” por NATALIA
CATALINA HINOJOSA GONZÁLEZ
 RECUPERACIÓN MEJORADA DE HIDROCARBUROS VÍA MICROBIANA
A. Muñoz-Colunga*, T. Roldán-Carrillo y P. Olguín-Lora

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