Un nuevo método para mejorar la recuperación de petróleo propuesto por investigadores de la Universidad de Texas en Austin ha demostrado resultados prometedores en estudios de modelado, mostrando que puede producir más petróleo, almacenar más carbono y ser más seguro que los métodos tradicionales. Este triple beneficio se debe a la investigación sobre tecnologías de portadores de carbono alternativos que lidera la universidad.

Los portadores de carbono alternativos son compuestos diseñados específicamente para almacenar grandes cantidades de moléculas de carbono en formaciones subterráneas. Cuando se sintetizan a partir de dióxido de carbono (CO₂), ayudan a optimizar el transporte, uso y almacenamiento de este gas de efecto invernadero. En un estudio que aplica esta tecnología a escenarios de recuperación mejorada de petróleo, investigadores de la Escuela de Geociencias Jackson y la Escuela de Ingeniería Cockrell de la Universidad de Texas descubrieron que el nuevo método con portadores de carbono puede recuperar un 19,5% más de petróleo y secuestrar un 17,5% más de carbono en comparación con los métodos tradicionales de EOR.

El autor principal del estudio, Abouzar Mirzaei-Paiaman, profesor asistente de investigación en la Oficina de Geología Económica de la Escuela Jackson, afirmó que esta tecnología tiene como objetivo maximizar la recuperación de petróleo mientras aumenta la cantidad y seguridad del almacenamiento de carbono. Los resultados se publicaron en la revista Energy & Fuels.

Durante décadas, las compañías de petróleo y gas han utilizado tecnologías de recuperación mejorada (EOR) para extraer más petróleo de los yacimientos. Las técnicas de EOR basadas en CO₂ utilizan gas de dióxido de carbono para desplazar el petróleo residual de los poros de la roca y almacenar el CO₂ bajo tierra. Mediante tecnologías de captura y almacenamiento de carbono, las empresas pueden utilizar las emisiones de CO₂ generadas por la combustión de hidrocarburos para extraer más petróleo, reduciendo así la huella de carbono neta del petróleo.

Sin embargo, el coautor del estudio, Ryosuke Okuno, profesor del Departamento de Ingeniería de Sistemas de Petróleo y Geociencias Hildebrand en la Escuela Cockrell, señaló que para maximizar la cantidad de emisiones de carbono almacenadas en el espacio del yacimiento, es mejor usar el CO₂ como punto de partida para sintetizar portadores de carbono más eficientes. "No tenemos que usar necesariamente CO₂; podemos encontrar mejores formas, como capturar CO₂ y convertirlo en formiatos, como formiato de sodio o formiato de potasio".

Los formiatos son moléculas basadas en carbono que pueden sintetizarse a partir de gas de dióxido de carbono. Okuno explicó que, en igualdad de condiciones, los formiatos se pueden almacenar más fácilmente en los poros de la roca que una cantidad equivalente de CO₂. Además, las soluciones acuosas de compuestos de formiato son más viscosas que el CO₂, lo que ayuda a mejorar la recuperación del petróleo remanente y la eficiencia del secuestro de carbono en la formación.

El método de EOR probado por los investigadores alterna la inyección de un tapón de gas de CO₂ y un tapón de solución acuosa de formiato para desplazar el petróleo hacia el pozo de producción. Compararon este método con dos técnicas tradicionales de EOR: usar solo gas de CO₂ y alternar gas de CO₂ con agua. Los tres métodos se probaron en un yacimiento simulado creado con datos reales de un campo petrolero de la Cuenca Pérmica en el oeste de Texas.

Los resultados mostraron que el nuevo método con portadores de carbono mejoró la recuperación de petróleo en un 19,5% en comparación con la inyección de solo CO₂, y en un 1,9% en comparación con la inyección combinada de CO₂ y agua. En cuanto al secuestro de carbono, el método con portadores mejoró la tasa en un 2,5% frente a la inyección de solo CO₂, y en un 17,9% frente a la inyección combinada de CO₂ y agua.

Además de la recuperación de petróleo y el secuestro de carbono, los investigadores analizaron la seguridad del almacenamiento de carbono en el yacimiento, encontrando que la inyección alternada de formiato-CO₂ fue la opción más segura. Minimizó la cantidad de CO₂ libre que podría escapar y creó un entorno químico amortiguador que protege mejor la integridad de la roca del yacimiento.

En general, el estudio muestra que el uso de portadores de carbono para EOR funciona bien. Sin embargo, Okuno señaló que se necesitan más pasos para refinarlo y desarrollarlo industrialmente, como el hecho de que la cantidad actual de formiatos producidos a partir de CO₂ es insuficiente para mantener la producción de EOR. Mirzaei-Paiaman, quien ha estudiado los posibles incentivos fiscales para el almacenamiento de carbono con tecnología de portadores, cree que ajustar las políticas para maximizar los beneficios del almacenamiento de carbono podría ayudar a impulsar el mercado de portadores. Afirmó: "Siempre que las políticas y regulaciones respalden una tecnología, las empresas avanzarán en esa dirección".