Maestría en Ingeniería de Hidrocarburos

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Browsing Maestría en Ingeniería de Hidrocarburos by browse.metadata.evaluator "Calvete González, Fernando Enrique"

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    Evaluación de nanopartículas de óxidos metálicos funcionalizadas con óxido de grafeno como aditivos para el control de filtrado en un fluido de perforación base agua
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-11-07) Cárdenas Acevedo, Nicolás; Mejía Ospino, Enrique; Ariza León, Emiliano; Montes Páez, Erik Giovany; Calvete González, Fernando Enrique
    Este trabajo de investigación evalúa el desempeño del óxido de grafeno (OG) y dos nanocompositos de óxidos metálicos (óxido de zinc y magnetita) cuando se emplean en un fluido de perforación tipo drill-in. El OG se sintetizó mediante el método de Hummer modificado. La síntesis del nanocompuesto OG-Fe3O4 consistió en la oxidación parcial de Fe+2. El nanocompuesto OG-ZnO se sintetiza mediante método sol-gel. Se comprobó la obtención exitosa de las estructuras de OG, magnetita y wurtzita mediante los espectros UV-Vis. Empleando DRX se encontró que la distancia interlaminar del OG es de 0.96 nm y para los nanocompositos el tamaño de cristalito fue de 0.25 nm. Mediante XPS, se observó una reducción de los grupos funcionales oxigenados en los nanocompuestos en comparación con el OG prístino. La microscopía SEM permitió visualizar la morfología de velo de seda del OG, así como estructuras de escamas de ZnO y cuboides de magnetita. Se implementó una metodología para diseñar un fluido de perforación drill-in. Se analizó el campo maduro Castilla, marcado por filtrados excesivos y una ventana de lodo estrecha debido al depletamiento. Mediante un screening se seleccionaron los componentes y se evaluaron dos fluidos (lodos A y B) encontrando que el B tuvo propiedades más favorables. Se analizó el impacto de los nanomateriales sobre este último y se observó que el OG aumentó las propiedades reológicas y tixotrópicas, y que redujo notablemente el volumen filtrado, a diferencia de los nanocompuestos. Adicionalmente, el filtrado HPHT se redujo notablemente por el uso del nanomaterial, respaldando la eficacia del óxido de grafeno en mejorar el fluido de perforación y demostrando que la presencia de abundantes grupos oxigenados como hidroxilos, epóxidos, carbonilos y ácidos carobxilicos, jugaron un papel crucial en las propiedades químicas y físicas del OG por su capacidad de interactuar con el fluido de perforación.
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    Modelo matemático para la determinación de impactos energéticos en el sistema de bombeo por cavidades progresivas
    (Universidad Industrial de Santander, 2021) Murcia Blanco, Paula Katerine; Durán Serrano, Javier; Guerrero Martín, Camilo Andrés; Montes Páez, Erik Giovany; Calvete González, Fernando Enrique; Chaves Guerrero, Árlex
    En los pozos de petróleo cuando el diferencial de presión no es suficiente para que los fluidos del yacimiento se muevan naturalmente, se requiere suministrar energía adicional al fluido para llevar los mismos a superficie con la energía óptima al separador mediante un sistema de levantamiento artificial (SLA). Al momento de la selección y diseño del sistema de bombeo por cavidades progresivas se tienen en cuenta aspectos operacionales, financieros y del fluido, pero no el componente energético. En este trabajo se propone un modelo matemático basado en el diseño del sistema de bombeo por cavidades progresivas (PCP) para la determinación de impactos energéticos partiendo de un análisis de sensibilidad mediante el coeficiente de correlación, acerca de variables operativas de un pozo incidentes en el ámbito energético del sistema, siendo para este caso de estudio la velocidad, la variable más relevante. El modelo determina la potencia requerida por el sistema en la implementación de tres tipos de bombas en 5 pozos detallando su consumo energético validándolo con datos reales de un sector de un campo colombiano, incorporando cálculos de eficiencia energética. Además, se plantean oportunidades de mejora mediante la planificación energética basada en la norma ISO 50001. Se obtiene como resultado un rango de porcentajes de error de 2,72% y 15,29% en los cinco pozos estudiados en cada caso estudio del modelo con los datos reales. Los porcentajes de eficiencia energética para cada pozo varían entre 0,36% y 6,4%. Además, se evidencia un ahorro de consumo energético entre 382,4 kWh-año y 5207,4 kWh-año con la selección de la bomba más eficiente energéticamente.