Ingeniería de Petróleos

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Browsing Ingeniería de Petróleos by browse.metadata.evaluator "Calderón Carrillo, Zuly Himelda"

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    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 Fernando
    Para 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.
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    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, Gabriel
    Trabajo 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.
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    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 Alberto
    Diseñar 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.
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    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 Armando
    Esta 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.
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    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 Himelda
    El 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.