Ingeniería de Petróleos
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Browsing Ingeniería de Petróleos by browse.metadata.evaluator "Calderón Carrillo, Zuly Himelda"
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Item Algoritmo para simulación de flujo hidráulico aplicado a perforación de pozos onshore, con acoplamiento de módulos de transporte de sólidos(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-15) Díaz Cabrera, Alejandro; Celemín Becerra, Wendy Natalia; León Bermúdez, Adán Yovani; Álvarez Castro, Helver Crispiniano; Díaz Mateus, Fabián Andrey; Calderón Carrillo, Zuly Himelda; Saavedra Trujillo, Néstor FernandoPara que la perforación de un pozo petrolero sea un éxito, especialmente cuando se trata de pozos direccionales y horizontales, es necesario garantizar el buen transporte de sólidos y la remoción de los recortes generados. Eso evita que haya deposición y acumulación excesiva de los mismos, lo que puede llevar a numerosas dificultades como el desgaste prematuro de la broca o barrena, baja tasa de penetración (ROP), alto ECD (Equivalent Circulating Density), alto torque y arrastre. Cuando es necesario, el procedimiento de limpieza de un pozo es costoso y demorado. En el peor de los casos, la limpieza deficiente puede causar el aprisionamiento de la sarta de perforación y poner en riesgo toda la operación, dañar equipos e incluso poner en peligro la vida de los trabajadores. El algoritmo tiene el propósito de guiar al ingeniero en la optimización de la limpieza del pozo y de esta manera aumentar la tasa de penetración. Adicionalmente, con el trabajo propuesto es posible que en tiempo real el ingeniero de campo pueda estimar las principales variables en una operación de perforación y la optimización de los procesos de limpieza de pozo, lo cual permitirá ajustar los procesos de una forma más eficiente con la reducción de los tiempos de operación. Se presentan los resultados que se consiguieron al utilizar el algoritmo el cual permitió una mejor comprensión de las dinámicas de flujo hidráulico y transporte de sólidos en operaciones de perforación y limpieza de pozos onshore, y generó información valiosa para la optimización de estas operaciones.Item Análisis conceptual del potencial de generación de energía solar fotovoltaica en la provincia de soto norte en el departamento de Santander(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-07) Serrano Bandera, Paula Andrea; Montes Páez, Erik Giovany; Calderón Carrillo, Zuly Himelda; Calvete González, Fernando EnriqueEl trabajo se inició con recopilación documental de las metodologías que se emplean para determinar el potencial de energía solar, de modo que se identificaron sus ventajas y desventajas. En la segunda parte, se realizó recolección de información relacionada a datos geográficos, meteorológicos y ambientales que influyen en el cálculo de potencial de energía solar fotovoltaica en la zona de estudio. Por último, a partir de la información recopilada se planteó una cuantificación teórica del potencial de los recursos disponibles para generación de energía solar, a partir de sistemas fotovoltaicos. La metodología empleada estuvo basada en la recopilación de datos, trabajos e informes de entidades del orden nacional del lugar del proyecto, bajo una investigación descriptiva con enfoque mixto. Los resultados encontrados en la investigación mostraron que, para realizar la evaluación de potencial de energía solar en la Provincia de Soto se empleó con el software SAM (System Advisor Model), de manera que para desarrollo de la simulación se tuvo en cuenta la ubicación geográfica, cercanía a infraestructuras, cuerpos de agua y redes eléctricas, así como parámetros físicos, bióticos y políticos para establecer la viabilidad del proyecto. Ademas, se consideraron configuraciones de inclinación, seguimiento solar y módulos específicos como el Sunpower SPR-X21-255, los que ayudó a identificar la viabilidad de diferentes ubicaciones. De los dos polígonos que cumplieron con los criterios empleados, el Polígono 2 mostró un mejor rendimiento energético y menores costos que el Polígono 1.Item Análisis de la integración de la energía solar fotovoltaica en un campo petrolero colombiano(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-09) Gaviria Zuluaga, Julián Esteban; Montes Páez, Erik Giovany; García Reyes, Diego Eduardo; Calderón Carrillo, Zuly Himelda; Ordóñez Plata, GabrielTrabajo de grado cuyo objetivo es integrar la energía solar fotovoltaica en el campo petrolero Brisas (Aipe, Huila) operado por Ecopetrol S.A., de modo que se reemplace un porcentaje del consumo que en este momento proviene de energías de origen fósil, con lo cual se contribuye a la disminución de emisiones, a la descarbonización y a la reducción de costos económicos. En este propósito se identifican campos petroleros colombianos y se selecciona uno según criterios como irradiación solar, consumo de energía, producción; se diseña y dimensiona un sistema fotovoltaico utilizando el programa PVSyst 7.2, el nivel de irradiación horas de pico sol y las coordenadas geográficas; posteriormente se analiza técnica y económicamente la viabilidad del sistema fotovoltaico comparando la demanda actual y posterior a la implementación de la nueva fuente de energía.Item Análisis del efecto de aditivos para el mejoramiento de las propiedades fisicomecánicas del cemento en estado endurecido mediante simulación numérica(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-07) Barragán Jaimes, Germán Andrés; Gambús Ordaz, Maika Karen; Mayorga Ribero, Karina Andrea; Calderón Carrillo, Zuly Himelda; Botett Cervantes, Jesús AlbertoDiseñar una lechada de cemento adecuada y eficiente para una condición operativa específica dada, es un elemento importante para lograr el objetivo de brindar un aislamiento zonal efectivo. Los cambios de presión a los que se somete el sistema revestimiento-cemento-formación durante toda la vida productiva del pozo, generan grandes esfuerzos en la envoltura de cemento, que pueden originar que este falle por desunión o agrietamiento radial. Estudios encontrados en la literatura, han demostrado que la aplicación de aditivos como elastómeros, mejoran la elasticidad del cemento disminuyendo su módulo de Young, y con esto, su rigidez, obteniendo como resultado que se generen menos esfuerzos en su matriz. Por este motivo, en este trabajo de investigación se desarrolló un modelo bidimensional de un pozo, con el objetivo de evaluar el comportamiento mecánico de dos sistemas de cementos con diferente contenido y composición de aditivos frente a dos formaciones de diferente rigidez en tres escenarios de aplicación de cargas estáticas de tipo presión en la pared interna del revestimiento. Para validar el modelo simulación durante las fases operativas de: perforación y completamiento, se utilizaron los modelos analíticos de Bradley y Teodoriu, obteniendo porcentajes de diferencia cercanas a cero a medida que aumentaba la distancia radial desde la cara del pozo. Los resultados de esfuerzos radiales y tangenciales observados desde un sistema de coordenadas cilíndricas permitieron evaluar el riesgo de falla por desunión y agrietamiento radial, validando que los sistemas de cemento dúctiles funcionan mejor que los rígidos en condiciones de cargas estáticas.Item Análisis geomecánico y petrofísico de las formaciones Barra Velha e Itapema, yacimientos carbonáticos de la Cuenca Santos, Brasil. Caso de estudio: Zona NE del Campo Tupí(Universidad Industrial de Santander, 2024-08-28) Calderón Rodríguez, Simón Ernesto; Rojas Caro, Daniel Mauricio; Batezelli, Alessandro; Pereira Leite, Emilson; Hartmann, Gelvam André; Calderón Carrillo, Zuly Himelda; Vargas Silva, Diego ArmandoEsta investigación se centra en la caracterización geomecánica y petrofísica de los carbonatos del Pre-Sal Brasileño de la Cuenca Santos (Brasil), formaciones Barra Velha e Itapema, en la zona NE del campo Tupí. Estos yacimientos han sido afectados por complejos procesos diagenéticos, los cuales han causado heterogeneidad en sus propiedades mecánicas y de flujo de fluidos. Para ello se emplearán métodos híbridos que combinan registros convencionales y avanzados (Resonancia Magentica Nuclerar o NMR, por sus siglas en inglés) para la caracterización petrofísica. Demostrando así, un mejor desempeño del NMR y los métodos híbridos en la evaluación de propiedades petrofísicas, tales como el contenido de arcilla y porosidad (total y efectiva) y permeabilidad. Sumado, se implementarán metodologías de clasificación de rocas (Rock Typing), orientadas a la definición de unidades de flujo. Estas fueron FZI, Winland-R35 y Aguilera-R35. Finalmente, se construyó un modelo geomecánico 1D para la evaluación de las propiedades mecánicas de la roca (propiedades elásticas, esfuerzos in-situ, resistencia a la compresión uniaxial, y criterio de falla). La importancia de la evaluación de estas propiedades radica en mejorar la comprensión de las variaciones espaciales y así, proporcionar datos cruciales para la toma de decisiones a lo largo de la vida de un campo petrolero, desde la exploración, desarrollo y gestión de estos recursos petroleros hasta el abandono de pozos.Item Criterios para evaluar potencial de energía geotérmica en campos de hidrocarburos en caso de Colombia(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-13) Camargo Madrid, Gonzalo Andrés; Jiménez Mieles, Andrés; Carreño Velasco, Wilson Raúl; Calderón Carrillo, Zuly Himelda; Montes Páez, Erik GiovanyEste trabajo aborda el potencial de aprovechamiento de la energía geotérmica en campos petroleros en Colombia. Inicia con una revisión bibliográfica que busca determinar el gradiente geotérmico promedio en el territorio colombiano, con el objetivo de identificar oportunidades de explotación de energía geotérmica en el país. A partir de esta revisión, se establecen y analizan criterios técnicos, ambientales y económicos necesarios para el desarrollo de energía geotérmica en campos petroleros. Estos criterios son formulados tomando en cuenta referencias bibliográficas y estudios previos, adaptándolos a las condiciones y características específicas del contexto colombiano. El desarrollo de la investigación se enfoca en identificar los parámetros más relevantes, tales como la temperatura del yacimiento, la cantidad de flujo geotérmico y la permeabilidad de los yacimientos, así como las implicaciones ambientales y los costos económicos asociados. Estos parámetros son evaluados en un estudio de caso concreto, el Campo EIP, donde se aplican los criterios desarrollados. La evaluación de este campo específico sirve como base para validar los criterios planteados y para demostrar su aplicabilidad en otros campos petroleros del país. Finalmente, se presenta un diagrama de flujo que sintetiza y ejemplifica los criterios necesarios para la implementación de proyectos geotérmicos en campos petroleros, proporcionando una guía visual clara y estructurada para futuros estudios y desarrollos en este ámbito. El trabajo concluye que, bajo condiciones adecuadas, los campos petroleros en Colombia tienen un potencial significativo para el desarrollo de energía geotérmica, contribuyendo a la diversificación de la matriz energética y al avance hacia una mayor sostenibilidad en la industria energética del país.Item Efecto de la adición de coque de petróleo en la estabilidad de cementos para el revestimiento de pozos mediante un diseño factorial 2^3(Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01) Peña Alape, José Sebastián; León Bermúdez, Adán Yovani; Ariza León, Emiliano; González Silva, Germán; Calderón Carrillo, Zuly HimeldaEl presente trabajo estudió el efecto de la adición de coque de petróleo como materia prima para reformular nuevas mezclas de concreto para la cementación de pozos y aislamiento zonal, es el resultado del análisis y evaluación de un proceso experimental, el cual se llevó a cabo con el fin de obtener mejoras significativas en el desarrollo de nuevos materiales empleados para la industria de los hidrocarburos. El trabajo consistió en ejecutar procedimientos y técnicas para encontrar las mejores variables como concentración de coque, diámetro de partícula y contenido de sal, siendo estas variables de gran interés para la reformulación de concretos. Inicialmente se hallaron las propiedades de los coques más incidentes para la reformulación de concretos. Los coques de petróleo fueron obtenidos a partir de fondos de vacío de un crudo típico de Colombia en condiciones de craqueo térmico a escala laboratorio y fue caracterizado a partir de pruebas de análisis próximo, espectroscopia de infrarrojo FTIR y Microscopia electrónica de barrido (SEM), lo cual permitió evidenciar que su estructura presenta un alto contenido de carbón en estructuras poli aromáticas y grupos funcionales -COOH y -OH, entre otros. Las propiedades de resistencia mecánica de las reformulaciones coque y cemento fueron evaluadas mediante el planteamiento de pruebas relacionadas con un diseño de experimentos factorial 2^3, teniendo en cuenta tres variables fundamentales como, diámetro de partícula (20 a 40 mesh, 60 a 120 mesh) y concentración de coque (4 y 8 % en peso), más un aditivo como acelerante CaCl2 ( 2500 a 5000 ppm) que es comúnmente usado en la industria. Posteriormente, se fabricaron especímenes para cada mezcla y se llevaron al laboratorio de pruebas mecánicas para evaluar de qué manera estas mezclas afectaban la resistencia del material. Finalmente, los resultados permitieron establecer que las reformulaciones mejoraron las propiedades mecánicas de resistencia a la compresión en el intervalo de 30.5 a 54.1 . Los resultados de resistencia mecánica se pueden atribuir a la naturaleza del coque y su interacción con los minerales del cemento, como lo muestra la dispersión homogénea reportada por Microscopia de electrónica de barrido SEM.