Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas
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Browsing Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas by browse.metadata.evaluator "Ariza León, Emiliano"
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Item 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 EmilioEn 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.Item Effect of the Incorporation of Silica Nanoparticles on the Stability and Rheological Behavior of Xanthan Gum Formulations for Use in Enhanced Oil Recovery(Universidad Industrial de Santander, 2023-12-07) Buitrago Rincón, Dayan Lizeth; Pedraza Avella, Julio Andrés; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Lemaitre, Cécile; Sadtler, Véronique; Marchal, Philippe; Castellani, Romain; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Hoyos Palacio, Lina Marcela; López Contreras, Yuly Fernanda; Ariza León, EmilianoCon el aumento de la demanda global de energía y los desafíos que enfrenta la producción convencional de petróleo, la búsqueda de métodos efectivos de Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR, por sus siglas en inglés) se intensifica. Este estudio explora el potencial de las nanopartículas de sílice hidrofílicas (Np-SiO2) para mejorar la viscosidad y la estabilidad reológica de soluciones de Goma de Xantana (XG), presentando una alternativa prometedora para aplicaciones en EOR. La investigación está diseñada para explorar la influencia de las Np-SiO2 en las soluciones de XG, centrándose en tres aspectos clave: el impacto en la viscosidad, el comportamiento reológico bajo tensiones externas y fuerzas iónicas (Na+ y Cl-), y la caracterización fisicoquímica de XG y las nanopartículas de sílice. La metodología abarca un análisis detallado de las propiedades y la naturaleza tanto de XG como de las Np-SiO2, el establecimiento de un proceso estandarizado para la formulación de nanofluidos, y la evaluación de la estabilidad y macroestructura de los nanofluidos mediante viscosimetría capilar, medidas de potencial Z y microscopía confocal. El estudio también monitorizará la evolución de la viscosidad con el tiempo. Además, se llevarán a cabo pruebas de coreflooding para comparar nanofluidos de XG con soluciones de poliacrilamida hidrolizada (HPAM), centrándose en las interacciones roca-fluido y la tensión interfacial. A través de este enfoque integral, la investigación tiene como objetivo proporcionar conocimientos valiosos sobre las posibles aplicaciones de las Np-SiO2 para mejorar el rendimiento y la estabilidad de las soluciones de XG, especialmente en el contexto de procesos de EOR.Item Estudio de la electrodeposición de soluciones de los asfaltenos y crudo extra-pesado dopados con materiales magnéticos en presencia de campos magnéticos(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-09) Roa Ardila, Manuel Fernando; Correa Cely, Carlos Rodrigo; Molina Velasco, Daniel Ricardo; Mercado Ojeda, Ronald; Ariza León, Emiliano; Calderón Gutiérrez, Jorge Andrés; Caamaño de Ávila, Zulia; Blanco Pinzón, Carlos EduardoEl petróleo pesado y extrapesado se caracteriza, por sus altas viscosidades, dicha característica los hace muy costosos en de aprovechar, debido a que generan inconvenientes tanto en su extracción, transporte y refinación, la familia molecular causante de estos problemas, son los asfaltenos, dichas moléculas son las más pesadas del petróleo, El actual tratamiento de los asfaltenos en este tipo de fluidos, corresponde a la separación mediante solventes alifáticos, una alternativa poco utilizada es la de la electrodeposición, en el siguiente trabajo de investigación, se analizan procesos de electrodeposición de asfaltenos de manera convencional y en presencia de campos magnéticos y partículas magnéticas con el objetivo de conocer el efecto de estos dos nuevos componentes en los procesos de electrodeposición. Se realizó la caracterización de los crudos y sus respectivos asfaltenos, así como las partículas magnéticas, posteriormente se procedió al diseño y construcción de la celda magneto electrolítica, donde se realizaron los experimentos de electrodeposición, dicha celda se puso a punto realizando procesos de electrodeposición con un crudo más liviano. Los consecutivos análisis se realizaron con los asfaltenos del crudo Chichimene, un crudo extrapesado colombiano, finalmente se realizaron los procesos de electrodeposición directamente en el petróleo, se realizaron 4 procesos uno solo en presencia de campo eléctrico, posteriormente se combinó este con un campo magnético, otro proceso fue en presencia del campo eléctrico pero con la adición de las partículas magnéticas, y finalmente un experimento donde se utilizaron los dos campo y las partículas magnéticas. De acuerdo con los resultados obtenidos, las electrodeposiciones en presencias de campos magnéticos mejoran la cantidad de asfaltenos retirado del crudo, y cuando es combinado con partículas magnéticas la cantidad de asfalteno retirado se incrementa aún más. Por tal razón es un considera alternativa prometedora para el desasfaltado de crudos pesados y extrapesados.Item Evaluación de la tecnología del calentamiento eléctrico para el aseguramiento de flujo y el mejoramiento de los procesos de producción de crudos pesados(Universidad Industrial de Santander, 2021) Vargas Toloza, Jesús Antonio; Silva de Jesús, Bernardo Alberto; García Navas, Edison Odilio; Ariza León, Emiliano; Pérez Angulo, Julio CésarLa creciente demanda global de energía y la baja disponibilidad de crudos livianos, ha forzado a la industria mundial petrolera a aumentar la exploración y explotación de crudos pesados. Sin embargo, la producción de este tipo de crudos trae consigo grandes retos de tipo técnico y económico debido a los efectos adversos que genera en todo el proceso productivo la alta viscosidad que caracteriza a los crudos pesados. El presente trabajo de grado realiza una evaluación técnica y económica de la tecnología de calentamiento eléctrico aplicada como una herramienta para el aseguramiento de flujo y mejora de las condiciones operativas en la producción de crudos pesados. Con este propósito se definió un caso base de producción a partir de la revisión documental de las características principales de los crudos pesados nacionales más importantes y la revisión de las aplicaciones precedentes de la tecnología de calentamiento eléctrico a nivel internacional. Una vez fue definido el modelo representativo de la producción de crudos pesados se realizó la aplicación simulada de la tecnología de calentamiento eléctrico y a través de un análisis de sensibilidad se evaluó la viabilidad y favorabilidad técnica de la herramienta y la factibilidad económica de su implementación, generando un modelo guía para identificar los escenarios donde la aplicación de la tecnología es favorable.Item Evaluación del desempeño de diferentes aminas en plantas de endulzamiento de gas natural para incrementar la capacidad de tratamiento de gas(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-26) Holguín Galvis, Luis Ángel; Cabarcas Simancas, Manuel Enrique; Peña Velásquez, Hermes; Ariza León, EmilianoEl endulzamiento de gas es un proceso de tratamiento donde los gases ácidos como CO2 y H2S son removidos gracias a una amina en una etapa de absorción química. El endulzamiento es sumamente necesario en la cadena del gas por lo que las plantas operativas han sido estudiadas con el fin de aumentar el flujo de gas tratado además de reducir la corrosión generada por la amina debido que la naturaleza. Para solucionar el problema de corrosión y aumentar el flujo de gas se ha estudiado la planta en torno al cambio de la amina empleada variando entre la MEA, DEA y MDEA o realizarse cambios en los equipos que permitan el objetivo. Teniendo en cuenta lo mencionado, en el presente trabajo de grado se abordó una planta de endulzamiento usando la herramienta de simulación numérica Aspen HYSYS para evaluar múltiples aminas y mezclas de ellas con el fin de encontrar aquella que permita aumentar la capacidad de absorción de contaminantes ácidos con el fin de reducir la corrosión y aumentar el flujo de gas tratado. Las aminas evaluadas fueron la MEA, DEA, DIPA, MDEA, DGA, TEA y las mezclas MDEA/DEA, MDEA/MEA, MDEA/PZ donde la di-isopropanolamina aumentó un 8% la capacidad de carga de gases ácidos además de reducir la corrosión un 79%. Finalmente, se realizó un estudio paramétrico variando condiciones de operación de la planta de endulzamiento con DIPA encontrando una reducción de la concentración de H2S y de agua de inyección, con la reducción de la temperatura en la torre contactora además de un esquema de recirculación de gas aumentando el flujo tratado 3 MMSCFD. Todas las evaluaciones realizadas en simulación sirvieron para plantear un esquema optimo de operación el cual permitiera aumentar el flujo de gas tratado y reducir la corrosión además de plantearse una metodología para el análisis de esta problemática de corrosión en otras plantas.Item Metodología para el análisis de la integridad mecánica de la tubería de revestimiento en pozos productores de hidrocarburos del Piedemonte colombiano(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-05) Acosta Cárdenas, Edwin Mauricio; Carreño Velasco, Wilson Raúl; Zambrano Luna, Anny Vanessa; Ariza León, Emiliano; Abaúnza Sepúlveda, Luis JoséEl desarrollo de la metodología para la integridad de las tuberías de revestimiento en pozos del Piedemonte llanero colombiano es una respuesta técnica, para abordar la condición de presiones anulares sostenidas evidenciadas en los campos de Piedemonte, sin embargo, la metodología podría aplicarse a otros campos. La metodología tiene tres (3) etapas, el diagnóstico, el impacto y el aseguramiento. En la primera etapa, se establece si el pozo presenta la condición de presión sostenida en el anular SAP (por su sigla en inglés, “sustained annular pressure”) , una vez catalogado el pozo con SAP, se evalúa si la presión supera el 50% de la máxima presión operativa permitida en cabeza de pozo - MAWOP, cumpliéndose este criterio el pozo es valorado en la segunda etapa, impacto, evaluando tres categorías (química, mecánica y física) en función de veinte variables, a las cuales se le asignaron criterios de ponderación (entre 1 y 5) para establecer los índices de categorías de elemento (Icat_β_e); índice de categoría del sistema (Icat_β_s) así como el índice de integridad del elemento (IIE) y el índice de integridad del sistema tubular (IIST). Con estos índices, se priorizan los elementos tubulares del pozo que requiere de acciones focalizadas para el aseguramiento, esta tercera etapa permite diseñar un plan de acción de monitorear, controlar, mitigar, reparar, sustituir o abandonar, con el detalle de los elementos tubulares que conforma el pozo. La metodología se aplicó a un caso estudio, para un pozo problema configurado con las características de los campos del piedemonte, obteniendo como respuesta clasificar, categorizar, priorizar y establecer acciones con un mecanismo sencillo y útil para la gestión de la integridad en pozos que presenta presiones sostenibles en los anulares.Item Viabilidad del uso de las redes de gas natural en Colombia para transporte de mezcla con hidrógeno como una posible alternativa para su almacenamiento y posterior uso como vector energético y materia prima en la industria(Universidad Industrial de Santander, 2021) Cote Flórez, Mary Socorro; Velosa Chacón, Jhonn Fredy; Ariza León, Emiliano; Barajas Ferreira, CrisóstomoEn esta tesis se evalúa la posibilidad de inyectar hidrógeno en redes de gas natural. En primer lugar, el hidrógeno se describe como un vector energético, teniendo en cuenta las diferentes vías de producción de hidrógeno y su cadena de valor asociada, tales como: instalaciones de producción, almacenamiento, transporte y usos finales. Luego, se analiza la conveniencia de inyectar hidrógeno en las redes de gas natural existentes en términos de su contribución a la descarbonización del sistema energético, incluyendo beneficios tanto ambientales como económicos. En segundo lugar, se describen los aspectos regulatorios y técnicos aplicables al transporte de hidrógeno en redes de gas natural, incluyendo la Unión Europea, Estados Unidos y Colombia. Además, se incluye un resumen de los proyectos de mezcla de hidrógeno existentes. También se tendrán en cuenta impactos de la mezcla en las redes de gas natural, se describe la infraestructura de gas natural en Colombia, también se describen aspectos como integridad y durabilidad de los materiales y la operatividad de algunos equipos, seguridad y medio ambiente. En la parte final de esta tesis, se evalúan algunas corrientes de gas natural en Colombia teniendo en cuenta los parámetros más importantes para la intercambiabilidad tomando como base la resolución CREG 050 de 2018. También se establece el rango permitido de hidrógeno el cual no tendría mayores complicaciones al momento de transportar el gas natural en la estructura de gas natural ya existente.