Maestría en Ingeniería de Hidrocarburos

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Browsing Maestría en Ingeniería de Hidrocarburos by browse.metadata.advisor "Calderón Carrillo, Zuly Himelda"

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    Efecto de los nanomateriales en la reducción del filtrado de lodo y del hinchamiento de arcillas utilizando simulación de dinámica molecular
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-10) Ávila Parra, Juan Sebastián; Calderón Carrillo, Zuly Himelda; Barrios Hernández, Carlos Jaime; León Bermúdez, Adán Yovani; Ariza León, Emiliano; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio
    En los últimos años el estudio de los nanomateriales para los fluidos de perforación se ha incrementado exponencialmente a causa de los buenos resultados obtenidos a condiciones ambientales de laboratorio. No obstante, es importante evaluar su comportamiento a condiciones de pozo para definir concentraciones óptimas de los mismos en pro de obtener la máxima eficiencia del fluido al menor costo económico posible. La simulación de dinámica molecular es una herramienta computacional que permite evaluar propiedades de los materiales a partir de un modelo molecular a condiciones de temperatura y presión por medio de la segunda ley de Newton. Este trabajo de investigación parte del análisis de las variables que impactan en el filtrado de lodo y en el hinchamiento para la construcción de celdas moleculares. Posteriormente se realiza simulación de dinámica molecular para calcular propiedades termomecánicas y a partir de ello el análisis del efecto de los nanomateriales en un fluido de perforación base agua bentónico. Finalmente se presentan las conclusiones y sugerencias para el desarrollo de futuras investigaciones.
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    Evaluación de los modos de falla breakout y exfoliación en la pared del pozo mediante simulación numérica y pruebas de laboratorio
    (Universidad Industrial de Santander, 2018) Palencia Muñoz, Miguel Fernando; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
    Reducir los tiempos no productivos durante la perforación, relacionados con problemas de estabilidad de pozo es de gran importancia para la industria de los hidrocarburos; por lo que, un buen análisis geomecánico, en el cual se estudien los mecanismos que generan los modos de falla breakouts y exfoliación en la cara del pozo, es esencial para determinar los controles adecuados que ayudaran a mitigar problemas de estabilidad durante la perforación. Por tal razón, este trabajo de investigación busca evaluar las condiciones en que los breakouts y la exfoliación puedan ser originados por otros modos de fallas a los reportados por la literatura. Con este estudio se espera contribuir con una mayor comprensión de los fenómenos físicos que originan las fallas por breakouts y exfoliación en la cara del pozo, e indirectamente un mejor ajuste y calibración en los modelos geomecánicos, que permitan disminuir costos en el control de problemas de inestabilidad durante la perforación y definir una mejor trayectoria a perforar. Por tal motivo se evaluará el comportamiento de las fallas tipo breakout y exfoliación bajo los tres regímenes de esfuerzo, normal, transcurrente e inverso, así como la dirección en la que actúan y las condiciones en las que se generan.
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    Evaluación del colapso prematuro de casing en pozos desviados mediante simulación con elementos finitos
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Villabona Camacho, Jhoao Alexander; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
    El casing es un componente esencial en un pozo, es la principal barrera estructural que impide el flujo descontrolado de fluidos del subsuelo a superficie y constituye el canal de producción de petróleo y gas durante la vida operativa del pozo. Una falla de casing tiene implicaciones económicas, un alto impacto ambiental y excesivos tiempos no-productivos (NPT) en operaciones remediales. Estadísticas de pozos convencionales y no-convencionales, en países productores muestran que aproximadamente el 7% de los pozos tienen al menos una forma de falla de integridad (Davies et al., 2014). Para mitigar estos problemas se han establecido ciertas prácticas siguiendo las normas de diseño API, y estrictos programas de operación. Pero a pesar de estas precauciones se ha observado colapsos casing prematuros en pozos desviados. Debido a la recurrencia en el problema se han realizados esfuerzos por establecer técnicas que permitan evaluar la integridad del casing de una forma más acertada, siendo la simulación numérica la más adecuada para evaluar el colapso de casing en pozos desviados (Xi et al., 2018). Por tal motivo en esta investigación se evaluaron numéricamente los efectos que ejercen parámetros como el desgaste y la ovalización en la integridad del casing, con el objeto de determinar el grado de afectación y su injerencia en los colapsos prematuros de casing. Resultados obtenidos muestran que los efectos de deformación en los tubulares durante la corrida en pozo, así como su desgaste por acción mecánica disminuyen la resistencia del material hasta un 30% tempranamente.
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    Modelamiento numérico de la disminución de la apertura en yacimientos naturalmente fracturados usando modelos seudo-acoplados de flujo y deformación
    (Universidad Industrial de Santander, 2013) Zambrano Vargas, Enus; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
    Diversas investigaciones han evidenciado que la ocurrencia de fenómenos dinámicos como el cierre de las fracturas naturales afecta el flujo de fluido y los perfiles de producción en Yacimientos Naturalmente Fracturados. En este sentido, en este trabajo, se llevó a cabo un modelamiento seudo-acoplado de flujo y deformación para un yacimiento de sólo fracturas, donde la matriz es impermeable y no porosa. Este modelamiento consistió en solucionar independientemente mediante diferencias finitas los modelos matemáticos de flujo y deformación e integrarlos entre sí mediante un parámetro o variable en común para ambos modelos, que para este caso fue la apertura de la fractura. La principal ventaja de este enfoque seudo-acoplado usado en este trabajo es que permite la representación de las fracturas naturales como una red ortogonal discreta. Finalmente se realizó la aplicación sobre un modelo de yacimiento teórico y se obtuvo la distribución de presiones y la variación de la apertura de fractura. Además se simularon otros escenarios sobre este modelo teórico, para analizar las diferentes respuestas del modelo, al modificar las propiedades mecánicas de la matriz y de las fracturas, el número de fracturas naturales y el caudal de producción. Es importante tener en cuenta que estos resultados no son extrapolables a cualquier yacimiento naturalmente fracturado con flujo y deformación, pero permitieron entender cuáles factores podrían afectar su comportamiento.