Estudio experimental sobre la recuperación mejorada de petróleo mediante microbios en medios porosos fracturados usando la bacteria halófila Haloferax mediterranei

Por qué los diminutos microbios amantes de la sal importan para nuestro futuro energético

Gran parte del petróleo que queda en el mundo está encerrado en rocas de difícil acceso, especialmente en yacimientos atravesados por fracturas naturales. Los métodos convencionales ya extraen la mayor parte del petróleo fácil, pero una fracción enorme queda enterrada. Este estudio explora un asistente poco convencional: un microbio halófilo llamado Haloferax mediterranei que prospera donde pocos organismos pueden sobrevivir. Al ajustar cuidadosamente la cantidad de estos microbios inyectada en rocas fracturadas, los investigadores muestran que es posible redirigir los flujos de agua, liberar parte de ese petróleo atrapado y hacerlo con un enfoque biodegradable y potencialmente de menor impacto que muchos productos químicos sintéticos.

Rocas agrietadas y petróleo olvidado

Los yacimientos petrolíferos formados por rocas carbonatadas, como la caliza y la dolomía, suelen contener una enmarañada red de fracturas. Cuando los ingenieros inyectan agua en estas formaciones para empujar el petróleo hacia los pozos de producción, el agua se acelera por las fracturas abiertas y en gran medida evita la matriz rocosa más estrecha, donde gran parte del petróleo permanece retenido. Como resultado, entre el 35 y el 55 % del petróleo original puede quedar atrás incluso después de la recuperación primaria y secundaria. Los métodos químicos pueden ayudar, pero la alta salinidad, las elevadas temperaturas y el coste y la persistencia de polímeros y tensioactivos sintéticos limitan su utilidad. La idea detrás de la recuperación de petróleo mejorada por microbios es diferente: permitir que los microbios crezcan en los canales de flujo más abiertos para que obstruyan parcialmente esos “atajos” y obliguen al agua inyectada a barrer la roca circundante en su lugar.

Un microbio diseñado para yacimientos extremos

Haloferax mediterranei pertenece a un grupo de microorganismos que prosperan en ambientes extraordinariamente salinos, incluso a salinidades superiores a diez veces la del agua de mar y a temperaturas elevadas. A diferencia de muchas bacterias convencionales de yacimientos, sigue creciendo y produciendo una sustancia natural similar a un plástico en estas condiciones adversas. Esa sustancia, un biopolímero biodegradable llamado polihidroxibutirato, ayuda a los microbios a formar películas adhesivas a lo largo de las superficies rocosas y dentro de las fracturas. Estas biopelículas son lo bastante fuertes como para estrechar las vías de flujo pero pueden dejar abiertos pequeños canales, creando la posibilidad de un nivel de taponamiento “justo en su punto”: suficiente para desviar el agua hacia las regiones con petróleo sin cerrarlas por completo.

Modelos de roca de vidrio y pruebas con roca real

Para ver cómo funciona en la práctica, el equipo construyó “micromodelos” transparentes de vidrio que imitan la roca porosa fracturada. Primero inundaron los modelos con crudo de un yacimiento iraní, luego inyectaron agua salada, después soluciones microbianas con tres niveles de biomasa diferentes y, finalmente, agua de nuevo. Los resultados más claros se obtuvieron con una concentración microbiana moderada de 5,07 gramos por litro. En ese caso, la biopelícula creció principalmente en las fracturas, las estrechó y redirigió el agua posterior hacia la matriz rocosa. Esta barrida adicional incrementó la recuperación de petróleo en el micromodelo en 23 puntos porcentuales del petróleo original en sitio en comparación con la inundación solo con agua. Sin embargo, cuando los investigadores duplicaron la biomasa, la recuperación cayó bruscamente: biopelículas más gruesas y densas obstruyeron no solo las fracturas sino también las entradas a la matriz rocosa, dejando menos espacio para que el agua movilizara el petróleo.

Del banco de laboratorio a núcleos fracturados reales

Los científicos repitieron luego el concepto en núcleos de roca carbonatada y dolomítica reales que habían sido fracturados artificialmente. Antes de añadir microbios, el agua fluía muy fácilmente por esas fracturas. Tras la inyección microbiana, la permeabilidad de las fracturas se redujo aproximadamente entre un 50 y un 75 %, lo que demuestra que las biopelículas restringían con éxito las principales vías de flujo. Cuando el equipo realizó ensayos de inundación con petróleo usando el nivel de biomasa optimizado, el petróleo adicional recuperado durante la inundación con agua posterior a los microbios fue del 14 % y del 12,6 % del petróleo original en sitio para dos núcleos distintos. Estas ganancias fueron menores que en los modelos de vidrio idealizados —las rocas reales son más rugosas y complejas— pero aun así fueron sustanciales y comparables a las mejoras reportadas para otros métodos microbianos que no toleran salinidades tan extremas.

Encontrar el punto óptimo

Una lección clave de los experimentos es que más microbios no siempre es mejor. Con biomasa baja, las fracturas permanecen demasiado abiertas y el agua sigue evitando la matriz. Con biomasa muy alta, las biopelículas crecen tan agresivamente que cortan la comunicación entre las fracturas y la roca circundante, dejando el petróleo aislado. Los mejores resultados aparecieron a una concentración intermedia: crecimiento microbiano suficiente para estrechar las grietas mayores y redirigir el flujo, pero no tanto como para bloquear el acceso a la roca portadora de petróleo. Este comportamiento de “taponamiento selectivo”, que apunta primero a las vías de flujo más fáciles, emergió de forma natural a partir de cómo los microbios crecen y depositan su polímero en las fracturas.

Qué significa esto para la producción futura de petróleo

Para el lector general, la conclusión es que ciertos microbios extremófilos pueden actuar como reguladores de flujo inteligentes y autoorganizados en profundidad bajo tierra. Al elegir la cantidad adecuada de Haloferax mediterranei, los operadores podrían hacer que el agua inyectada trabaje más, arrastrando más petróleo de yacimientos fracturados obstinados mientras se confía en materiales biodegradables que funcionan bajo una salinidad y temperatura brutales. El estudio no resuelve todos los desafíos de la producción en etapas tardías, ni sustituye la necesidad de la transición fuera de los combustibles fósiles. Pero muestra cómo la biología puede aprovecharse para hacer los yacimientos existentes más eficientes, reduciendo potencialmente la necesidad de nuevas perforaciones y extrayendo más energía de campos ya desarrollados.

Cita: Eslam, B.Z., Hashemi, R., Khaz’ali, A.R. et al. Experimental study of microbial enhanced oil recovery in fractured porous media using the halophilic bacterium Haloferax mediterranei. Sci Rep 16, 7452 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38949-y

Palabras clave: recuperación de petróleo mejorada por microbios, yacimientos fracturados, Haloferax mediterranei, obstrucción por biopelículas, campos petrolíferos de alta salinidad