Escuela de Ingeniería Química

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Browsing Escuela de Ingeniería Química by browse.metadata.advisor "Ariza León, Emiliano"

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    Evaluación de nanopartículas de óxido de silicio funcionalizadas con ácido poliacrílico para modificación de la permeabilidad relativa al agua en yacimientos de petróleo
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-27) Cárdenas Montes, José Carlos; Ariza León, Emiliano; Torres, Rodrigo Gonzalo; Brito González, Joaquín Luis; Chaves Guerrero, Arlex; Betancur Márquez, Stefanía; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio
    El problema de la alta producción de agua en pozos de petróleo es importante debido a la inversión que se debe asociar a costos de levantamiento, separación y tratamiento y por otra parte el impacto ambiental que se genera en el vertimiento a cuerpos de agua naturales afectando los ecosistemas por la cantidad de contaminantes que permite la flexibilidad de la norma de vertimiento. La alternativa más atractiva para atacar este tipo de problemas son los modificadores de permeabilidad relativa que buscan bloquear el paso de agua en el medio poroso de los yacimientos y dejar libre el flujo al petróleo. Sin embargo, la eficiencia de estos tratamientos que se usan polímeros con grupos alquilos desde los años 70, no han tenido el mejor diseño porque tienden en muchas ocasiones a detener el flujo de crudo también. A partir de los conceptos, estado del arte y antecedentes revisados, se infiere que la propuesta debe plantearse como un nuevo desarrollo de materiales que pudieran generar resultados muy atractivos para la disminución de la producción de agua. Inicialmente las nanopartículas de silicio (Sheshdeh, 2015) tienen una aplicación comprobada en yacimientos de petróleo donde se encuentran gargantas del medio poroso de hasta 300 y 600 micras. Por otra parte, los polímeros con grupos funcionales hidrolizables, en este caso el ácido poliacrílico, son ideales para llevar a cabo el propósito de retener agua en el yacimiento y disminuir su movilidad y productividad (Alfarge et al., 2018). Con lo anterior, además de realizar la síntesis de materiales y su caracterización, se debe realizar la evaluación de estos materiales para determinar su capacidad como RPM y bajo cuales condiciones pueden funcionar.
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    Evaluación magneto-reológica de crudos pesados colombianos sin modificar y con contenido de nanopartículas magnéticas para aplicaciones de transporte por oleoductos
    (Universidad Industrial de Santander, 2018) Contreras Mateus, Maria Daniela; Chaves Guerrero, Arlex; Ariza León, Emiliano
    Los crudos pesados son materiales viscoelásticos multifásicos constituidos por microestructuras coloidales elásticas. Generalmente, la fase elástica es atribuida a mecanismos de agregación de asfaltenos sobre una matriz viscoelástica semicontinua formada por maltenos. Dependiendo de las condiciones termo-mecánicas, estos componentes forman estructuras, dando lugar a aumentos drásticos en la viscosidad y un comportamiento reológico no-Newtoniano, que dificultan su movilidad vía oleoducto. Dentro de los métodos propuestos para minimizar estos problemas, se ha comprobado que la tecnología magnética modifica positivamente las propiedades de flujo, optimizando los requerimientos energéticos y económicos. Sin embargo, algunos autores han demostrado la elevada selectividad de este tratamiento sobre la naturaleza de los crudos, y en algunos casos, la no-funcionalidad de este. Teniendo en cuenta las falencias experimentales de esta técnica, se evaluaron las propiedades reológicas y su relación con la organización micro-estructural con el objetivo de desarrollar una tecnología magnética mejorada. De la caracterización reológica se comprobó la aplicabilidad del Principio de superposición Tiempo-Temperatura en un amplio rango de temperaturas (−5-60°𝐶) y se modeló empleando la Ecuación Generalizada de Maxwell, con la que se observó un buen ajuste a los datos experimentales (𝑅 2~0,990). A partir del espectro de relajación, se comprobó que la organización microestructural del material está coordinada por agregados asfalténicos (> 10% 𝑝/𝑝), responsables del 95-99% del aumento de la viscosidad, así como del carácter elástico del material. Con base en estos resultados, los crudos se diluyeron en ferrofluidos, logrando reducciones de la viscosidad (~ 94%) y los módulos dinámicos. Asimismo, se diseñó una metodología de caracterización empleando un campo magnético estático uniforme en dos configuraciones: 1) un magneto-reómetro y 2) un sistema de flujo a escala de laboratorio. En el magneto-reómetro se observó un efecto magneto-viscoso positivo. Sin embargo, en el sistema de flujo se observó un aumento en la tasa del caudal del 35%.