Maestría en Ingeniería de Hidrocarburos

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    Evaluación de la eficiencia energética de un proceso de inyección continua de vapor con flue gas en un yacimiento estratificado
    (Universidad Industrial de Santander, 2021) Ariza Quiroga, Caterine; Sandoval Martínez, María Isabel; Orozco Agamez, Juan Carlos; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; Gambús Ordaz, Maika Karen; Pérez Romero, Romel Antonio
    El recobro térmico por inyección continua de vapor permite alcanzar factores de recobro superiores al 50%. Sin embargo, este porcentaje de recuperación está asociado con un alto requerimiento energético y de emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente en yacimientos estratificados con altas pérdidas de energía a formaciones no productoras, por lo que es necesario proponer esquemas de aplicación costo-energéticos que permitan mitigar los impactos ambientales y la demanda de gas natural para la generación de vapor. Por tanto, en esta investigación se planteó la co-inyección y la inyección alternada vapor-flue gas en un yacimiento de arenas múltiples con intercalaciones de lutitas y propiedades roca-fluido de un campo del Magdalena Medio. Se estudió la interacción termodinámica entre los componentes y la contribución del principal mecanismo de intercambio de masa entre el flue gas y el crudo en la reducción de viscosidad y la producción del hidrocarburo. Se encontró que el mejor esquema de aplicación corresponde a la inyección alternada vapor-flue gas con co-inyección, en donde los tiempos de cada etapa y la cantidad de flue gas inyectado son una función del costo operativo de inyección de los gases no condensables. El protocolo propuesto permite ampliar el tiempo de aplicación del proceso de recobro mejorado al presentar un crecimiento más lento del SOR respecto a la inyección de vapor convencional, además se reducen hasta en un 27.7% las emisiones de CO2 y se alcanzan Índices Costo Energético (ECI) mayores que la inyección solo vapor, lo que indica procesos de aplicación con mayor viabilidad financiera y energética.
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    Evaluación del efecto de un nanofluido modificador de permeabilidad relativa sobre la productividad de pozos con alto corte de agua
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-08-14) Patiño Pabón, Juan Carlos; Cárdenas Montes, José Carlos; Ortiz Cancino, Olga Patricia; Ariza León, Emiliano; Gambús Ordaz, Maika Karen; Betancur Márquez, Estefanía
    Los campos maduros colombianos en su mayoría producen una alta cantidad de agua asociada a la producción de crudo. El tratamiento, almacenamiento y disposición de esta agua incluye costos adicionales. Una alternativa química para reducir este problema son los modificadores de permeabilidad relativa (RPM), los cuales alteran las características de permeabilidad de la roca reservorio y disminuyen el corte de agua durante la producción; sin embargo, su eficacia está limitada por su baja adsorción en la superficie de la roca y la pérdida de efectividad con el tiempo. Desde la nanotecnología se han propuesto materiales (aprovechando su alta relación de área superficial/volumen) con potencial para mejorar su adsorción sobre la superficie de las rocas y mejorar su perdurabilidad en el medio poroso.    Considerando lo anterior desde el ICP se desarrolló un RPM denominado Nanóxido M para mejorar la capacidad de adsorción. La experimentación contempló ensayos de interacción fluido-fluido y roca-fluido a condiciones estáticas y dinámicas, con el fin de evaluar la capacidad de adsorción del Nanóxido M y un RPM comercial, bajo condiciones de yacimiento simuladas, teniendo en cuenta factores particulares de un campo de la cuenca de los llanos orientales (fluidos de formación, mineralogía, propiedades petrofísicas, presión de confinamiento, temperatura y presión de yacimiento). La investigación realizada proporciona información sobre la capacidad de adsorción y la perdurabilidad del Nanóxido M en comparación con un RPM comercial. Destaca el desempeño excepcional del Nanóxido M respecto al RPM comercial bajo condiciones estáticas y dinámicas (coreflooding), el cual presentó una adsorción seis veces mayor en condición estática y dos veces mayor en condición dinámica. Dichos resultados ratifican el Nanóxido M como tecnología técnicamente viable y perdurable para el control de agua en la fuente en los yacimientos de hidrocarburo.
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    Evaluación técnica de la inyección cíclica de vapor con gases de combustión en un yacimiento de crudo pesado colombiano
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Martínez Vertel, Jaime José; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; León Bermúdez, Adán Yovani; Gambús Ordaz, Maika Karen; García Duarte, Hugo Alejandro
    Los procesos de inyección cíclica de vapor son altamente atractivos debido a su buena respuesta en crudos pesados; no obstante, a medida que se incrementan los ciclos de aplicación la producción de aceite disminuye, la de agua aumenta y la presión de la formación se depleta. Dentro de las técnicas híbridas que permiten suplir esta problemática, la adición de Flue Gas (gases de combustión) al proceso surge como una alternativa prometedora en los campos del Valle Medio del Magdalena. Este trabajo se dividió en 3 partes principales: un análisis de la estequiometría de las reacciones de combustión que tienen lugar en los generadores de vapor en campo, dilucidando las proporciones y cantidades producidas; un análisis experimental del comportamiento del crudo bajo 3 temperaturas y 4 proporciones de Flue Gas en un crudo pesado colombiano, evaluando el comportamiento de la viscosidad, composición por destilación simulada, gases efluentes y resonancia magnética nuclear 1H; finalmente, la evaluación numérica de la tecnología en un modelo a escala sector, representando los resultados de reducción de viscosidad encontrados en la sección experimental, evaluando el factor de recobro, producción incremental y distribución de la temperatura en la zona de vapor por la adición del agente híbrido. A partir de la consecución de este trabajo, se logró evidenciar que la adición de Flue Gas repercute de forma directa en las reacciones de acuatermólisis que se dan en el crudo, afectando así sus propiedades fisicoquímicas; asimismo, se pudo encontrar que permitió un aumento de alrededor de un 3 % en el factor de recobro, mostrándose como una tecnología prospectiva para su aplicación en campo.
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    Modelado numérico de la inyección de peróxido de hidrógeno como agente oxidante en un proceso de Combustión In-Situ
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-07-30) Castro Parra, Néstor Javier; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; León Bermúdez, Adán Yovani; Pinzón Díaz, Alberto Raúl; Pabón Acevedo, Yohan Harley; Gambús Ordaz, Maika Karen; García Duarte, Hugo Alejandro
    En la presente investigación se estudió la inyección de una solución acuosa de peróxido de hidrógeno como agente oxidante en un proceso de Combustión In-Situ, para comprender los fenómenos que involucra y sus principales diferencias con respecto al proceso convencional de inyección de aire, mediante la simulación numérica de las mismas en dos escalas: Laboratorio, mediante pruebas RTO, y en los alrededores de un pozo inyector durante la etapa de ignición. El modelo numérico a escala de laboratorio fue desarrollado en MATLAB®®, partiendo de balances de materia y energía, y permitiendo: ajustar parámetros cinéticos estimados para representar la oxidación del crudo pesado, y comparar el comportamiento en pruebas RTO al inyectar aire y peróxido de hidrógeno. Durante la inyección de este último se observó una mayor liberación de energía provista, en parte, por la descomposición de dicho reactivo, y mayor velocidad en el desarrollo de las reacciones de oxidación del crudo pesado en estudio. Asimismo, la simulación conceptual de la ignición se realizó en un simulador comercial y como continuidad a una investigación previa, enfocada en el estudio de esta etapa clave mediante inyección de aire, apreciando que la inyección de peróxido de hidrógeno favorece las condiciones de ocurrencia de ésta a través de una mejora la distribución de la temperatura en el yacimiento, una mayor presión parcial del oxígeno y un incremento de la energía liberada en el yacimiento. Los resultados obtenidos demostraron que la inyección de peróxido de hidrógeno es una alternativa técnicamente más eficiente que la inyección convencional, considerando la energía adicional liberada en el proceso de descomposición del fluido inyectado y la disminución de la segregación gravitacional, proporcionando información sobre dicho proceso de inyección.