Escuela de Ingeniería de Petróleos

Permanent URI for this community

https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9267

Browse

Now showing 1 - 13 of 13

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.
Análisis comparativo de las fases de exploración entre proyectos de hidrocarburos y geotermia
(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-13) Bolaños Bustos, Alix Maritza; Díaz Consuegra, Harving; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
El presente trabajo tiene como objetivo realizar un análisis comparativo entre las fases de exploración de un proyecto de hidrocarburos y un proyecto de geotermia, con el fin de identificar cuáles son las similitudes, diferencias y posibles áreas de trasferencia de conocimientos entre ambas actividades. Se describirán las metodologías y actividades técnicas esenciales para la exploración de hidrocarburos (petróleo y gas) y de fluidos geotérmicos (agua y vapor), desde la identificación del área prospectiva, perforación de pozos de exploración hasta la evaluación técnica y económica de los proyectos. La monografía esta subdivida en capítulos, que cubren la exploración de un proyecto de hidrocarburos, la energía geotérmica, y la exploración en un proyecto geotérmico. A continuación, se explicarán las técnicas utilizadas en ambos proyectos, comenzando con la adquisición de información como son: datos geológicos, geofísicos, geoquímicos e hidrogeológicos. Posteriormente, se abordará la interpretación e integración de esta información a través de modelos, la evaluación de riesgo geológico, la evaluación técnica y económica de un proyecto, resaltando como cada técnica favorece la identificación del recurso buscado. Y al final, se presentan las conclusiones obtenidas a partir del análisis comparativo entre los dos tipos de exploración y si estos pueden contribuir a la transición energética que ahora se vive en Colombia.
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 Enrique
El 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.
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.
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.
Análisis del efecto de los líquidos orgánicos portadores de hidrógeno sobre el proceso de transporte y almacenamiento de hidrógeno
(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-02) Pérez Munive, Andrés Mauricio; León Bermúdez, Adán Yovani; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
Esta monografía se centra en el estudio de los líquidos orgánicos portadores de hidrógeno y su influencia sobre el proceso de transporte y almacenamiento de hidrógeno. Los líquidos orgánicos portadores de hidrógeno (LOHC) son compuestos que permiten el almacenamiento y transporte seguro de hidrógeno, elementos claves en la implementación de la llamada economía del hidrógeno. Los resultados más importantes de esta monografía destacan que los LOHC presentan ventajas significativas en términos de densidad de almacenamiento y seguridad en comparación con otras tecnologías tradicionales de almacenamiento de hidrógeno. Las investigaciones revelan que los LOHC tienen la capacidad de almacenar y liberar hidrógeno de manera reversible, haciéndolos adecuados para aplicaciones estacionarias y móviles. Además, el análisis comparativo de los diferentes sistemas LOHC revela que algunos compuestos tienen potencial para su implementación a gran escala, teniendo en cuenta algunos parámetros como la estabilidad térmica y la eficiencia de liberación del hidrógeno. Sin embargo, se destaca que la tecnología LOHC se encuentra en una fase temprana de desarrollo y que enfrentan desafíos técnicos y económicos que deben ser superados para su implementación comercial a gran escala; por lo que se espera que a largo plazo esta tecnología pueda jugar un papel clave en la transición hacia una economía de hidrógeno.
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.
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 Giovany
Este 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.
Diseño de una instalación interna de gas natural para un usuario industrial productor de banano en el departamento del Cesar
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-08) Bula Orcasita, Gustavo Enrique; Cervantes Silva, Luis Fernando; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
El objetivo general de este documento es realizar el diseño de una instalación interna de un usuario industrial, siguiendo los estándares y normas vigentes en la República de Colombia, para el uso del gas natural como combustible en aplicaciones a nivel industrial, teniendo en cuenta los parámetros de operación de los equipos. Para este fin se recopiló información de las normas técnicas colombianas 3838, 3728, 4282 y 3631, además de la resolución 90902 del ministerio de Minas y Energía, entre otras que detallan las consideraciones mínimas de los elementos a utilizar en el diseño de redes que serán utilizadas para el transporte o suministro de gas natural combustible. Además, se busca que este documento sirva como guía en la elaboración de diseños de instalaciones industriales similares.
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.
Evaluación de la incertidumbre asociada al modelamiento petrofísico del campo Volve en la cuenca del Mar del Norte, Noruega
(Universidad Industrial de Santander, 2024-10-30) Martínez Vertel, José Jaime; Gambús Ordaz, Maika Karen; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
En el campo Volve, ubicado en el Mar del Norte, la Formación Hugin ha sido objeto de numerosos estudios debido a su complejidad geológica y su relevancia como reservorio productivo, además de la disponibilidad de su información al público, permitiendo diferentes actividades de aplicación de métodos petrofísicos y técnicas geoestadísticas en la construcción de modelos estáticos. El presente estudio tiene como objetivo principal evaluar cómo estas técnicas pueden contribuir a una caracterización del reservorio, lo que a su vez permite la toma de decisiones en la gestión del yacimiento; la simulación secuencial gaussiana, una de las técnicas clave utilizadas, ha sido implementada para mejorar la precisión de los modelos. En primera instancia, se tomó la información disponible en la literatura del campo Volve y se elaboró un modelo petrofísico 1D, haciendo la correlación con los datos de núcleo disponibles en el estudio; posteriormente, el análisis se enfocó en la elaboración de modelos 3D de las propiedades petrofísicas clave, como la porosidad y la permeabilidad, las cuales son determinantes para evaluar la calidad del reservorio, construidos a partir de la información de topes y trayectorias de los pozos. Una vez realizado esto, se procedió a utilizar el método geoestadístico de Simulación Gaussiana para poblar la información petrofísica mencionada previamente en las zonas del yacimiento lejanas a los pozos. Variar el Nugget y el Sill en la elaboración de Simulaciones Gaussianes no solo proporcionan una visión más precisa de la distribución espacial de las propiedades del yacimiento, sino que también permiten una mejor comprensión del comportamiento del reservorio, lo que es esencial para la optimización de su explotación. Finalmente, se llevaron a cabo una serie de simulaciones geoestadísticas con la misma probabilidad de ocurrencia, con el fin de generar diversos escenarios de las propiedades petrofísicas y se evaluó la probabilidad de ocurrencia de los diversos rangos de dichas propiedades, la variación en los parámetros del variograma en la creación del modelo 3D a partir de los topes de los pozos tienen una gran sensibilidad al momento de generar la población de la propiedad en específico, lo que permite que la incertidumbre asociada a la creación del modelo estático sea sumamente alta el cual es crucial tener en cuenta al momento de llevar a cabo actividades de explotación y de gerencia de los yacimientos.
Modelamiento petrofísico de un complejo yacimiento colombiano integrando la interpretación de datos RCAL y SCAL
(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-09) Hincapié Zapata, Claudia Milena; Gambús Ordaz, Maika Karen; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
La Formación objeto de este estudio es un yacimiento clástico, con una litología compleja en un entorno de depósito aluvial. La litología comprende areniscas, conglomerados, limolitas y shale, también hay ocurrencias de carbón y lutitas carbonosas en el campo. La formación se subdivide en X, Y y Z como los principales yacimientos separados por lutitas, con algunos ciclos alternados de limolita con un leve aumento en la resistividad Unidad denominada Middle la cual muestra un leve aumento en la resistividad. La resistividad general en estas zonas es inferior a 6. Ohm*m, aunque se han adquirido nuevos registros se requiere de más información para caracterizar completamente esta unidad. Lower es otro yacimiento que está separado de las zonas X, Y y Z por la unidad Middle. Los principales minerales en las areniscas y las limolitas son cuarzo, chert, fragmentos de roca metamórfica y feldespato. La arcilla dominante es la Illita. Los cementos diagenéticos comunes son cuarzo, hematita, calcita, pirita y zeolitas. Los conglomerados comprenden clastos tanto metamórficos como volcánicos. El efecto de la diagénesis es evidente en la relación poro/permeabilidad en las areniscas que se correlacionan con los efectos diagenéticos de la cementación. Fueron usados los datos de laboratorio petrofísico disponibles RCAL y SCAL para integración y validación de los parámetros petrofísicos aquí calculados, así como registros especiales adquiridos en los últimos años principalmente registros de espectroscopia.
Plan estratégico para la implementación de energía eólica en campos de hidrocarburos
(Universidad Industrial de Santander, 2023-10-28) Alba Torres, Óscar Mauricio; Montes Páez, Érik Giovany; Calderón Carrillo, Zuly Himelda
El presente documento busca orientar y dar una idea general, de una gran alternativa para contribuir en el proceso de transición energética, se presentas dastos relevantes de diferentes proyectos de la misma naturaleza y se plantea de forma general los elementos más importantes o factores críticos a tener en cuenta a la hora de implementar puntualmente la energía eólica en campos petroleros. Como conclusión de este trabajo se evidencia que los métodos de selección de multicriterio (MDMC) y en los procesos de análisis jerárquico (AHP) son esenciales a la hora de determinar la viabilidad y factibilidad de la implementación de la energía eólica y que en pro de poderla implementar en un campo petrolero se requiere un estudio exhaustivo y detallado del consumo de las diferentes áreas del mismo.

Browse

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

Results Per Page

Sort Options