Ingeniería de Petróleos
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Item Programa en Matlab para el diseño de un sistema de levantamiento artificial con gas en flujo continuo(Universidad Industrial de Santander, 2001) Ruz Rojas, Salvador; Páez Capacho, RuthA medida que se extrae crudo de los pozos petrolíferos se va agotando la presión promedio del yacimiento, hasta el punto en que el pozo no puede producir de forma natural. Para mejorar el caudal de flujo de un pozo petrolífero se han diseñado muchos sistemas de levantamiento artificial, entre ellos la inyección de gas. Este sistema reduce la densidad de la columna hidrostática, permitiendo que el pozo tenga nuevas condiciones para producir. Además, disminuye las pérdidas por fricción desde el fondo hasta el tope del pozo, debido a variación de la relación gas líquido. Con el fin de evitar largos y tediosos cálculos para lograr este diseño, se construyó un programa en Matlab® que permite realizar el diseño de una sola vez y paso a paso, de tal manera que se tenga la posibilidad de evaluar varios diseños en poco tiempo. Este trabajo de grado explica por partes el diseño propuesto por T. W. Nind y lo modifica con la intención de mejorar el cálculo del caudal de gas de inyección. Además, propone un nuevo método de diseño y sugiere la inclusión de una válvula de optimización , para lograr la máxima producción alcanzable con el sistema de levantamiento artificial con gas inyectado continuamente.Item Evaluación de la factibilidad de inyección de surfactantes como alternativa de recobro mejorado en el campo Caño Limón(Universidad Industrial de Santander, 2003) Ríos Fuentes, Edwin Felipe; Bravo Flórez, MartínEl presente trabajo esquematiza una alternativa de recobro mejorado de aceite mediante la inyección de surfactantes en el Campo Caño Limón. La aplicación de este químico permitirá recobrar el aceite residual que no pudo ser recuperado en la etapa primaria y en la inyección de agua, reduciendo a nivel microscópico la tensión interfacial entre el aceite y el agua del yacimiento. El trabajo se estructura inicialmente con información general de la compañía, el campo y el sistema de producción. Luego se presenta una idea global de los sistemas de recobro mejorado utilizados en la industria del petróleo. Allí se enfatiza en el funcionamiento químico del proceso, los tipos de surfactantes usados para el recobro mejorado de aceite, así como las principales variables que afectan o favorecen la aplicación comercial de este químico. Finalmente se propone una metodología para llevar a cabo en el Campo Caño Limón, luego de analizar las características generales que permiten la inyección de surfactantes en el Campo. Este cronograma se fundamenta en el modelamiento experimental del proceso a través de pruebas de inyección en corazones. Los resultados de laboratorio posteriormente deben ser comparados con simulaciones numéricas llevadas a cabo sobre las mismas dimensiones microscópicas. Con esta información es posible evaluar la factibilidad económica de la inyección de surfactantes a nivel real, constituyéndose en un mecanismo favorable para aumentar la producción de crudo en nuestro país, no solo para el beneficio de la compañía y de la región Araucana, sino para el beneficio de todo el pueblo Colombiano.Item Estudio técnico-financiero y diseño del sistema de distribución de gas LP por red para los corregimientos de Costilla y San Bernardo en el municipio de Pelaya-Cesar(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-22) González Guzmán, Carlos Andrés; González Silva, Germán; Pradilla Vargas, Luis Enrique; Santos Santos, Nicolás; Cabarcas Simancas, ManuelEste trabajo realizó un estudio técnico, financiero y diseño de un sistema de distribución de gas LP por redes para los corregimientos de Costilla y San Bernardo en el municipio de Pelaya, Cesar. Con base en mejorar la calidad de vida de las personas, disminuir los daños a la salud y el medio ambiente que trae consigo la quema constante de CIAC y mitigar los riesgos de seguridad que se desprenden de la incorrecta manipulación y uso de cilindros de gas, se elaboró un proyecto para suministrar gas combustible por redes a 1.234 viviendas ocupadas o 4.402 habitantes en ambos centros poblados, con proyección de atención de demanda a 20 años. El estudio técnico centró la atención en definir el tipo de gas más conveniente para la región y la forma de comercialización con mejor costo eficiencia para el nuevo mercado relevante especial a atender dentro de las opciones ofrecidas en el mercado. El resultado dedujo que distribuir GLP almacenado en un tanque estacionario por corregimiento era la mejor opción. Se utilizó AutoCAD y Excel en el trazado y dimensionamiento de las líneas secundarias, acometidas, tanques estacionarios y redes individuales de gas, las primeras dos se calcularon mediante la fórmula de Mueller, los tanques según el método propuesto por Carmona y las redes a baja presión mediante la fórmula de Renouard lineal. El diseño permitió recoger información de entrada como cantidades de materiales, tuberías y cuantificación de trabajos de mano de obra civil para elaborar la evaluación financiera de la propuesta, a través del flujo de caja del proyecto, el estudio tarifario y energético de la propuesta y el comparativo energético. Por último, aprovechando los incentivos a este tipo de iniciativas para cumplir los objetivos del Plan de sustitución de leña del gobierno nacional, el proyecto desarrollado sirvió como base para la presentación al banco de proyectos de la UPME, con la finalidad de conseguir la cofinanciación del estado, vía recursos del Sistema General de Regalías.Item Análisis de la reducción de la viscosidad de crudos colombianos usando D-Limoneno y espectroscopia de Infrarrojo FTIR-ATR(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-17) González Enciso, Cristian Daniel; Reyes Pérez, José David; León Bermúdez, Adan Yovani; Ariza León, Emiliano; Arenas Rueda, Félix; Pineda Gomez, Cesar Augusto; Molina Velasco, Daniel RicardoEn Colombia cerca del 70% del crudo que se produce es pesado lo que genera diferentes retos en la industria de los hidrocarburos; principalmente relacionados al proceso de producción, tratamiento y transporte, por tal razón es importante que se empleen diluyentes que puedan reducir la viscosidad del crudo. Dichos procesos ocurren principalmente en las estaciones de tratamiento y producción que se encuentran en los campos petroleros. La nafta es uno de los principales diluyentes que se utilizan en la reducción de viscosidad en crudos pesados del país, si bien ayuda mucho durante el proceso de producción su elevado costo hace que se destine grandes cantidades de recursos para su compra y almacenamiento; por tal razón es importante plantearse el uso o la aplicación de aditivos naturales que puedan reducir la viscosidad de crudos pesados. Por tanto, en este trabajo se utilizó D-Limoneno como extracto de frutos cítricos, el cual ha venido mostrando gran interés en diferentes sectores de los hidrocarburos debido a su carácter reductor de la viscosidad en un amplio margen de crudos pesados. En la fase de pruebas experimentales se estudiaron cuatro crudos de diferente naturaleza (X1, X2, X3 Y X4), los cuales están clasificados en el intervalo de gravedad API entre 11,9 y 16,3°API. Adicionalmente los crudos fueron caracterizados con el análisis SARA (saturados, aromáticos, resinas, asfaltenos) para conocer principalmente la cantidad de asfaltenos, que hacen parte de los principales responsables de la alta viscosidad del crudo. Se midió la viscosidad de los cuatro crudos utilizando un viscosímetro rotacional LAMY REOLOGHY a tres temperaturas diferentes (25°C, 45°C y 60°C). Luego se le agregó diferentes concentraciones de D-Limoneno, entre 500 ppm hasta los 1500 ppm. Finalmente, los resultados permitieron evidenciar que los crudos X1, X2, X3 y X4 mostraron reducciones de viscosidad en el intervalo de 20.6 a 26.7, 2.5 a 11.6, 9.1 a 16.2 y de 16.2 a 81.7 %, respectivamente. Adicionalmente, los resultados de espectroscopia de infrarrojo FTIR-ATR permitieron evidenciar que la eficiencia del D-Limoneno está relacionado con la estructura molecular promedio de los crudos seleccionados.Item Evaluación de las propiedades mecánicas del cemento sometido a condiciones HPHT mediante simulación con dinámica molecular(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-22) Rincón Sánchez, Diego Armando; Sánchez Román, Alejandro; Ariza León, Emiliano; Peña Mateus, Jeimy Alejandra; Gonzalez Silva, German; Torres Lopez, MarioLa cementación térmica, una técnica aplicada en una variedad de pozos profundos, como los destinados a la extracción de petróleo, gas, geotérmicos y de recuperación térmica, ha experimentado en las últimas cinco décadas la prominencia del cemento Portland como material preponderante. En este contexto, la eficiencia en el sector energético requiere formulaciones de lechada que aseguren un revestimiento de cemento resistente capaz de soportar condiciones extremas de presión y temperatura. La integridad estructural de los pozos desempeña un papel esencial en la prevención de posibles fallos, lo que motiva la realización de estudios exhaustivos para evaluar las propiedades mecánicas del cemento como el módulo elástico y la dureza mediante pruebas experimentales. La presente investigación, se centra en la estimación de las propiedades mecánicas del cemento Portland bajo condiciones de alta presión y temperatura (HPHT) a través del método de simulación con dinámica molecular (DM). La simulación DM proporciona una visión detallada del comportamiento mecánico del cemento en condiciones extremas, implementando modelos computacionales para precisar la composición y las condiciones del material. Esta técnica computacional se llevó a cabo con la herramienta de uso libre, LAMMPS, desarrollada por los laboratorios SANDIA, otorgando confiabilidad a la simulación y mejorando la comprensión de los mecanismos que rigen el comportamiento del cemento en entornos geotérmicos. Trabajos anteriores han avanzado en la comprensión del comportamiento mecánico del cemento Portland mediante DM, focalizándose especialmente en el estudio del gel C-S-H, componente principal del cemento. Este estudio extiende la investigación a las propiedades mecánicas del gel C-S-H en pozos geotérmicos, respaldando los resultados obtenidos mediante la simulación con datos experimentales de la literatura. De esta manera, aporta de manera significativa al progreso del conocimiento en este ámbito especializado.Item Base de Datos Interactiva de los Principales Campos Offshore en el Golfo de México(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-22) Peñalver Perdomo, Jorge Luis; Cabarcas Simancas, Manuel Enrique; Ariza Leon, Emiliano; Santos Santos, NicolasEl presente trabajo presenta el desarrollo de una propuesta de base de datos interactiva de los principales campos offshore en el golfo de México que busca facilitar a los estudiantes de pregrado de Ingeniería de Petróleos, docentes y público en general encontrar información sobre campos del golfo de México de forma sencilla. El programa está diseñado de forma didáctica e intuitiva para la consulta y usabilidad de este, inicialmente se muestra la investigación, selección y validación de datos sobre los pozos del golfo de México para verificar su veracidad, se hace énfasis en la investigación sobre posibles tecnologías a usar y se muestrea el proceso de selección de la tecnología más adecuada para el desarrollo final, se mencionan problemáticas presentadas y soluciones planteadas; además del paso a paso del desarrollo para luego mostrar el proceso de verificación de usabilidad a través de encuestas realizadas a docentes y estudiantes de la carrera de Ingeniería de Petróleos de la Universidad Industrial de Santander, para verificar y mejorar todos los parámetros posibles para que este sea un programa que cumpla con los objetivos previstos en este trabajo de investigación. Por último, se muestran instrucciones de instalación y uso para que todo el público en general pueda usarlo.Item Modelo de simulación de tratamiento de crudo en campos offshore mediante la implementación de software especializado(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-22) Almeyda Martínez, Carlos Alberto; Becerra Carreño, Camilo Andrés; Cabarcas Simancas, Manuel Enrique; Santos Santos, Nicolas; Garcia Navas, Edison OdilioEl presente trabajo de investigación pretende realizar una simulación mediante el programa de Aspen HYSYS, en donde intervengan procesos de tratamiento de hidrocarburos tanto crudo como gas, derivando de estos las facilidades de superficie de un campo offshore que permita entregar los fluidos en estado de calidad para su posterior transporte y comercialización. El principal objetivo de esta simulación es conocer más del proceso en general de un campo offshore, incluyendo en él condiciones características de fluidos extraídos en la región caribe y zonas geológicas aledañas para así lograr a un prospecto fiable de lo que sería un proyecto de crudo y gas en el caribe colombiano. Ciertamente la escasez de información presente de campos offshore en fase exploratoria o de producción en Colombia que cuenten con dichas propiedades así como también con posibilidad de extraer crudo y gas, abre una puerta a la especulación y es en este punto donde los procesos de análisis e investigaciones conceptuales hechos entorno a la producción offshore, se convierten en información valiosa que aporta al éxito y correcto desarrollo de los mismas, minimizan riesgos y disminuyen el margen de error en la toma de decisiones. Este proyecto busca desarrollar una simulación de las facilidades en superficie de un campo offshore para el procesamiento de crudo y gas, características aun no presentes en ningún proyecto offshore colombiano pero desarrollado con datos de fluidos característicos y representativos de las cuencas nacionales; sumándose así de manera sustanciosa a este conjunto de datos e investigaciones referencia a la hora de hacer proyectar, evaluar, desarrollar e implementar proyectos offshore y así también comprender mejor dicho sector. Para esta investigación conceptual se utilizaron muestras de datos de fluidos representativos y característicos del Colombia, Castilla en el caso de crudo y Guajira en caso del gas, para así, mediante la simulación proyectar resultados objetivos y útiles de un prospecto de campo colombiano, que no abarque solo la producción y tratamiento de gas, cómo es el caso de la situación actual en campos offshore del país, sino que también atienda al caso de producir hidrocarburos líquidos en conjunto con el gas.Item Evaluación del tratamiento termocatalítico sobre el mejoramiento de las propiedades fisicoquímicas de un crudo pesado colombiano usando formulaciones de naftenato de hierro – níquel(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-22) Vargas Cardenas, Edward Juan Pablo; Delvasto Maldonado, Oscar Samuel; León Bermudez, Adan Yovani; Salas Chia, Luis Miguel; León Naranjo, Paola Andrea; Molina Velazco, Daniel Ricardo; Sandoval Martínez, María Isabel; Mercado Ojeda, Ronald AlfonsoA principios de la década del 2000, el agotamiento de los recursos convencionales, la alta demanda de hidrocarburos y los altos precios del petróleo alentaron a empresas de todo el mundo a mejorar las tecnologías de aplicación de recursos no convencionales. Los crudos pesados tienen menores coeficientes de movilidad y gravedades API, así como mayores valores de viscosidad y contenidos de heteroátomos y metales pesados. Para ello se utilizan técnicas de recuperación avanzadas que permiten crear mecanismos de recuperación adicionales mejorando el estado del sistema. La acuatermólisis catalítica, es una tecnología de inyección de vapor que permite llevar a cabo una reacción con un menor requerimiento de energía de activación reducida, lo que permite alcanzar mayores cambios físicos y químicos en los hidrocarburos producidos. La presente investigación planteo un diseño experimental con el objetivo de evaluar el efecto que genera en el mejoramiento del crudo pesado colombiano, sometido a acuatermolisis con base ion bimetálico a diferentes concentraciones. Las pruebas se realizaron en un reactor tipo batch bajo condiciones operacionales de 270°C, 48 horas y 400 psi usando nitrógeno como gas. Las concentraciones utilizadas de catalizador fueron combinaciones en ppm de 100/0, 75/25, 25/75, 0/100 para el naftenato de hierro y para el naftenato de níquel. Los resultados obtenidos del crudo mejorado se caracterizaron mediante pruebas de viscosidad, densidad, análisis SARA y resonancia magnética nuclear RMN 1H. Los crudos mejorados obtenidos en las pruebas mostraron reducciones de viscosidad en el intervalo de 30 a 70 % en comparación con el crudo base. Sin embargo, el mejor escenario se obtuvo del naftenato de hierro a 100 ppm. Adicionalmente, la variación de los parámetros moleculares promedio de RMN 1H muestran que existe una sinergia del proceso de acuatermólisis catalítica sobre las propiedades fisicoquímicas de los crudos mejorados.Item Simulación del proceso de inyección de agua inteligente en el campo Yariguí-Cantagallo mediante el software CMG(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Jaimes Antolines, Javier Esneider; Ortiz Meneses, Andrés Felipe; Cárdenas Montes, José Carlos; Gambús Ordaz, Maika KarenEl presente proyecto tiene como finalidad la evaluación del proceso de inyección de agua inteligente en el campo Yariguí-Cantagallo mediante simulación numérica a través del software CMG. Inicialmente se realizará una breve exposición de los conceptos claves relacionados al desarrollo de este proyecto, los cuales abarcan: las generalidades del campo, el software empleado y el concepto teórico de la técnica a simular (inyección de agua inteligente). Para la fase de desarrollo a nivel de simulación mediante el uso del software CMG se realizará la construcción de dos modelos, el primero de estos corresponde a un modelo a escala de laboratorio en donde se recrea el desplazamiento de crudo como resultado de la inyección de agua convencional y agua inteligente con la ayuda de datos de laboratorio provenientes de la realización de una prueba de coreflooding, una vez es definido este modelo se inicia con la creación de un modelo conceptual en el cual se recrearán las propiedades de la roca y de los fluidos presentes en esta para cada uno de los casos a evaluar, posteriormente se dará inicio al desarrollo de los escenarios de evaluación, teniendo como eje principal la comparación entre los resultados obtenidos por el proceso de inyección de agua convencional y el de inyección de agua inteligente durante un periodo de tiempo definido. Finalmente se revisan a detalle cada uno de los escenarios y se evalúan los resultados alcanzados por el proceso de inyección de agua inteligente mediante el análisis de las tasas de aceite, aceite acumulado, tasas de agua, agua acumulada y factores de recobro registrados. Los resultados obtenidos permiten comprobar un aumento en la eficiencia de desplazamiento que se refleja en una mayor producción de aceite para el proceso de inyección de agua inteligente en comparación con la producción reportada para el proceso de inyección de agua convencional.Item Análisis financiero de la extensión del contrato de asociación del campo Tisquirama(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-18) Bohorquez Meneses, Maria Jose; Cadena Ortega, Daira Milena; Gonzales Silva, German; Jaimes Garcia, Diana Carolina; Vanegas Angarita, OscarEste trabajo de grado se adentra en un análisis sobre la viabilidad financiera de extender el contrato de asociación del campo Tisquirama en Colombia. Este estudio se enfoca en evaluar si la extensión de dicho contrato es conveniente para el país, considerando diversos factores como la producción, los precios del petróleo, los beneficios económicos y el impacto social que esta decisión pueda tener a nivel nacional. Para llevar a cabo este análisis, se recopilaron datos relevantes desde el año 2009, se describieron detalladamente las características geográficas y geológicas del campo Tisquirama, se analizaron las condiciones y cláusulas del contrato de asociación, y se calcularon diferentes indicadores financieros clave como la Tasa Interna de Retorno (TIR) y el Valor Presente Neto (VPN). Estos indicadores financieros son fundamentales para evaluar la rentabilidad de la inversión realizada en el campo y determinar si la extensión del contrato es una decisión acertada desde el punto de vista económico y financiero. Uno de los hallazgos importantes de este estudio es la justificación de la extensión del contrato de asociación del campo Tisquirama debido a su capacidad para generar beneficios financieros a largo plazo. Se destaca que el campo Tisquirama cuenta con una producción relativamente buena en su etapa de producción primaria, lo que lo hace atractivo para seguir operando y fortaleciendo la viabilidad y rentabilidad financiera del proyecto a largo plazo. Además, se resalta que en ausencia de crisis petrolera y manteniéndose los precios en un rango favorable, vale la pena seguir explotando el campo e invirtiendo en exploración. En conclusión, el análisis financiero realizado en este trabajo de grado proporciona una visión integral sobre la viabilidad de extender el contrato de asociación del campo Tisquirama. Se recomienda considerar aspectos como el riesgo social en futuros análisis, así como mejorar la precisión en las proyecciones de precios y producción para garantizar la rentabilidad de los proyectos a largo plazo. Este estudio contribuye significativamente al entendimiento de la importancia de evaluar detalladamente las implicaciones financieras y económicas de las decisiones relacionadas con la industria petrolera en Colombia.Item Optimización del proceso de osmosis inversa para aumentar la recuperación de agua en las operaciones de perforación(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-16) Corredor Arias, Maria Alejandra; Rubial Vega, Cesar Augusto; Carreño Velasco, Wilson Raul; Guarin Corredor, Tatiana Constanza; Leon Carvajal, Diego Felipe; Ariza Leon, Emiliano; Villamizar Duran, RaulLa investigación desarrollada se centró en el análisis integral del proceso de ósmosis inversa para el tratamiento y recuperación de agua en operaciones de perforación en Colombia, con el propósito de abordar diferentes aspectos relacionados con esta tecnología y su aplicación específica en el contexto de las operaciones de perforación en el país. En primer lugar, se llevó a cabo una revisión exhaustiva de la literatura científica y técnica disponible para explorar y comprender las diversas tecnologías utilizadas en el aprovechamiento, reúso y tratamiento de aguas residuales generadas en estas operaciones. Esto con el propósito de identificar las tecnologías convencionales y emergentes, sus ventajas, limitaciones y aplicaciones en entornos de perforación. Posteriormente, se procedió a describir detalladamente la técnica de ósmosis inversa y su adaptación para el tratamiento de agua en operaciones de perforación específicas en Colombia. Además, se analizaron y evaluaron diferentes parámetros de calidad del agua proveniente de operaciones de perforación en el país. Esto incluyó la evaluación de parámetros físicos y químicos para comprender la composición del agua, su potencial de contaminación y su idoneidad para ser tratada mediante ósmosis inversa. Finalmente, se llevó a cabo una evaluación integral de la viabilidad y factibilidad de un tren de pretratamiento al proceso de ósmosis inversa como estrategia de optimización para garantizar mejores prácticas en el tratamiento de aguas residuales en procesos de operación de perforación en Colombia. En conclusión, se evidencia la viabilidad de introducir nuevos tratamientos para el agua residual de perforación en términos de criterios sociales, ambientales, técnicos y su implementación a escala piloto tiene el potencial de generar mejoras sustanciales, en la eficiencia de la membrana de ósmosis inversa. Además, contribuye de manera significativa a la sostenibilidad de los procesos, específicamente en la reutilización del agua en las operaciones de perforación de pozos de petroleros.Item Análisis del impacto fiscal en el departamento de Santander por los cambios realizados en el Sistema General de Regalías con la expedición del Acto Legislativo 05 de 2019 y la Ley 2056 de 2020(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-16) Narváez Daza, Henio Andres; Vanegas Angarita, Oscar; Ariza Leon, Emiliano; Jaimes Garcia, Diana CarolinaEl Sistema General de Regalías (SGR) es el mecanismo por el cual se distribuyen los recursos provenientes de la explotación de los recursos naturales no renovables en Colombia. El Acto Legislativo 05 de 2019 y la Ley 2056 de 2020 introdujeron una serie de cambios en el SGR con el fin de mejorar su eficiencia, equidad y transparencia. Estos cambios tuvieron implicaciones fiscales para las entidades territoriales que reciben regalías, entre ellas el departamento de Santander. En este estudio se presenta un análisis del impacto fiscal en el departamento de Santander por los cambios realizados en el SGR, enfocándose en los aspectos sociales, ambientales y de infraestructura. Se parte de un diagnóstico de la situación actual del departamento en términos de sus ingresos, gastos, endeudamiento y capacidad de gestión de los recursos de regalías. Luego se evalúa cómo los cambios en el SGR afectan la asignación, ejecución y control de dichos recursos, así como las oportunidades y desafíos que se presentan para el desarrollo territorial. En conclusión, se evidenciaron cambios positivos en la distribución de recursos, con un enfoque particular en el desarrollo productivo y una descentralización que beneficia a regiones menos prósperas. Sin embargo, persisten desafíos como la baja dedicación de recursos al desarrollo productivo de reinversión de nuevas fuentes de ingresos y la necesidad de abordar complementariedades y eficiencias en la asignación de fondos.Item Análisis de las características en las herramientas para la perforación de pozos en fuentes de energía geotérmica(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-14) Obregón Delgado, Nicolás Felipe; Ariza León, Emiliano; Carreño Velasco, Wilson Raul; Calderon Carrillo, Zuly HimeldaEn el siglo XXI se han venido implementando nuevas fuentes energéticas de bajo impacto ambiental, entre estas se encuentra la energía geotérmica. Esta es una energía limpia, renovable e inagotable con la que se puede lograr un suministro energético verde y sostenible que proviene del calor de la Tierra.El presente proyecto da a conocer a los lectores las características específicas de las herramientas de perforación para pozos geotérmicos de alta entalpia, así mismo, los tipos de yacimientos geotérmicos existentes en Colombia y los posibles tipos de entalpia. Para el diseño de una sarta de perforación se necesita primero conocer las características de reservorio, con el fin de poder utilizar los equipos adecuados y evitar problemas operacionales de los cuales se hablará en este proyecto.Finalmente, se realizó el diseño de las herramientas del subsuelo para la aplicación en un pozo de alta entalpía en Colombia con ayuda del software Compass de la empresa Halliburton, este ofrece un procedimiento organizado y evidencia las características de las herramientas a cierta temperatura del Campo Azufral de los cuales se encuentra a una profundidad 2000 m, que culmina con una posible solución para que empresas del sector de hidrocarburos interesadas en estos temas, tomen iniciativa en perforar pozos geotérmicos en Colombia.Item Evaluación técnica de la implementación de surfactantes para el mejoramiento de procesos de desplazamiento inmiscible en yacimientos de crudo pesado.(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-14) Márquez Guerra, Jesús Antonio; Gambús Ordaz, Maika Karen; Ceballos Payares, Juan Diego; Santos Santos, Nicolás; León Bermudez, Adán YovaniLa industria de los hidrocarburos se ha enfocado en el desarrollo de recursos alternativos como los crudos pesados, debido al agotamiento de los recursos convencionales y al crecimiento constante de la demanda energética mundial, estos poseen un gran potencial de reservas y se recuperan principalmente mediante métodos térmicos como la inyección de vapor. Sin embargo, este método tiene limitaciones importantes, en particular la pérdida de calor durante el proceso. La inyección continua de surfactantes es una opción viable, cuyo mecanismo de recuperación se basa en la emulsificación y el entrampamiento. Un modelo homogéneo de simulación a escala de laboratorio es construido a partir de una prueba de desplazamiento realizada por Wang y Dong, (2009). El objetivo fue llevar esta representación a escala piloto por medio de la metodología de escalamiento planteada por Islam y Farouq Ali (1990) y, de esta manera, representar un proceso de inyección continua de surfactantes en crudos pesados mediante el uso de un modelo a condiciones de campo. Finalmente, a través de la sensibilización de cuatro parámetros operacionales, se optimizó el proceso. Esto permitió elegir el escenario más adecuado para aplicar la técnica, teniendo en cuenta la relación químico-aceite y el factor de recobro. Luego de evaluar 54 escenarios de simulación, se encontró que la formulación química de 0,1 %wt Na2CO3; 0,1 %wt NaOH y 0,05 %wt de SLES, inyectada desde el inicio del proceso y durante dos años, a una tasa de 1500 bbls/día, representa el escenario más adecuado para la implementación de la técnica, lo que resulta en un incremental en la recuperación de crudo de 12,52% con respecto al modelo base, y una RQO de 2,19 lbs/bbl, resultados que representan un mejoramiento del proceso de desplazamiento inmiscible en yacimientos de crudo pesado como el analizado en este trabajo.Item Evaluación de un proceso de fracturamiento hidráulico en un yacimiento conceptual tipo shale bajo la metodología de simulación numérica de baja fidelidad(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-14) Herrera Penagos, Angela Maria; Gambus Ordaz, Maika Karen; Ceballos Payares, Juan Diego; Ortiz Meneses, Andres Felipe; Botett Cervantes, Jesus Alberto; Vargas Silva, Diego ArmandoLa tecnología de fracturamiento hidráulico para la estimulación de pozos en yacimientos no convencionales de petróleo particularmente en formaciones de Shale, tiene una aplicación potencial generando altas expectativas respecto a la producción y el aumento estimado de las reservas. A pesar de los numerosos avances en este campo, aún no está claro cómo modelar el proceso de fracturación hidráulica considerando las redes de fracturas y el consiguiente aumento de la producción de fluidos. Particularmente, el punto fuerte del enfoque de este trabajo consiste en que la geometría y la escala de longitud de la fractura no se prescriben a priori, como es el enfoque de la creación de fracturas planares en modelos de simulación. La investigación de las propiedades matriz y fractura dan lugar a la simulación con metodología de baja fidelidad, realizando un análisis detallado de la afectación de esfuerzos geomecánicos que intervienen en el proceso, como son la compactación y dilatación del medio poroso. Los resultados destacan la importancia de la metodología de baja fidelidad ya que esta interviene en la relación entre la presión y la permeabilidad/transmisibilidad de la matriz y deformación del subsuelo, afectando los esfuerzos y parámetros que inciden en la estabilidad del yacimiento productor acercándose así más a la realidad de lo que sucede en la producción de yacimientos y contribuyendo al avance en estudios relacionados, definiendo así una aproximación simplificada a un modelo geomecánico.Item Metodología para seleccionar el procedimiento más adecuado que permita controlar el filtrado y la invasión de lodo hacia la cara del pozo en función de las propiedades de la roca y las condiciones operacionales(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-11) Quitiaquez Melo, Jose Alejandro; Vargas Silva, Diego Armando; Torres Lopez, Mario; Calderon Carrilo, Zuly HimeldaLa industria petrolera, especialmente en el área de perforación, enfrenta desafíos operacionales significativos, entre ellos, la pérdida de lodo de perforación y filtrado. Esta investigación se centró en identificar métodos efectivos para corregir estas pérdidas. Se desarrolló una metodología sistemática para seleccionar el procedimiento más idóneo con el fin de ejercer un control óptimo sobre este problema operativo. El estudio involucró la identificación de varios métodos de control de pérdida de lodo y filtrado, y a partir de estos, se diseñó una metodología que permite la selección del enfoque más adecuado. El resultado principal fue la construcción de un árbol de decisiones, una herramienta efectiva que agiliza los tiempos de resolución a la hora de identificar, analizar y resolver los problemas eficazmente. Con esta investigación se construyó un árbol de decisiones que permite utilizar múltiples metodologías de control de pérdidas, estas se clasifican en función de la tasa de pérdida de fluidos. Al tener soluciones planteadas permite optimizar tiempos de respuesta y mejora la eficiencia en la resolución de los problemas operacionales relacionados con la pérdida de fluido, mediante la elección rápida del método optimo con el que puede solucionarse una pérdida de fluido, eso puede ir desde agregar mayor concentración de material puenteante hasta el aislamiento de las zonas de pérdidas mediante píldoras LCM y/o bombeo de tapones de cemento.Item Evaluación de la adsorción de surfactante aniónico en un sustrato sólido, en procesos de recobro químico(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-10) Lizarazo Monsalve, Andrea Tatiana; Monsalve Torres, Karen Tatiana; Mousalli Diaz, Victoria Eugenia; Salas Chia, Luis Miguel; León Bermudez, Adan Yovani; Sandoval Martinez, Maria IsabelLa recuperación de petróleo se ha convertido en un reto para la industria de los hidrocarburos puesto que, gran parte queda atrapado en el medio poroso disminuyendo el factor de recobro. La implementación de inyección de surfactantes, promete ser una técnica que gracias a sus propiedades en la reducción de la tensión interfacial permite aumentar la recuperación del hidrocarburo. Sin embargo, la eficiencia del surfactante se ve afectada por los minerales presentes en el yacimiento debido a la adsorción del mismo. En este proyecto de investigación se estudió la adsorción del dodecilbenceno sulfonato de sodio (DBSS) sobre un sustrato sólido mediante un análisis experimental a escala de laboratorio que incluyó pruebas de difracción de rayos x (DRX) y área superficial para la caracterización mineralógica del sustrato; la obtención de la concentración micelar crítica del DBSS por tensión superficial utilizando el método de gota colgante así como la determinación de las propiedades espectroscópicas como el rango UV- Vis y la absortividad molar. Por último, se llevó a cabo el análisis de las isotermas de adsorción estática a muestras de sustrato sólido. Los resultados experimentales indicaron que la muestra de sustrato está compuesta principalmente por cuarzo (47,12%), moscovita (39,67%) y caolinita (10,66%) con un área superficial de 8,4722 m2/g; la CMC y el rango UV-Vis medidos para el DBSS + 1% p/v de NaCl corresponden aproximadamente a 0,01% p/v y 223nm respectivamente y, las isotermas de adsorción para el DBSS sobre la muestra de sustrato sólido se ajustaron al modelo de 4 Regiones, en el cual solo se identificaron la Región II, III y IV. En general los pH en estudio evidencian alteraciones de la adsorción poco significativas, no obstante, se observa un ligero aumento en la adsorción a pH 9 en comparación con los pH 4 y 7.Item Evaluación De Brocas Usadas En Perforación De Yacimientos Petroleros Y Su Aplicabilidad A Pozos Geotérmicos De Alta Entalpía En Colombia(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-10) Lasso Ordoñez, Danna Brigith; Carreño Velasco, Wilson Raul; Moreno Diaz, Jhon Eduard; Muñoz Salinas, Libardo Armando; Ariza Leon, Emiliano; Villamizar Duran, RaulEl estudio, de posibles diseños de brocas presentes en la industria del petróleo que puedan perforar yacimientos geotérmicos, soportando la energía de fricción sin afectar el rendimiento de la broca es algo desafiante hoy en día; debido al cambio energético que se plantea mundialmente. La veta madre de la energía geotérmica se encuentra entre 10560 ft y 63360 ft por debajo de la superficie de la Tierra, donde la roca está caliente (las temperaturas superan los 374 ºC o 704 ºF que si se pudiera bombear agua al área se volvería supercrítica, una fase similar al vapor con la que la mayoría de la gente no está familiarizada (Jorquera , 2021). Sin embargo, aunque sea algo nuevo, Colombia también debe buscar nuevos métodos de exploración de energías que ayuden a la economía del país, actualmente en la literatura no hay mucha información sobre la determinación de brocas optimas en formaciones colombianas, siendo así, es necesario generar un estilo de catálogo que pueda ser la base de futuras perforaciones en yacimientos geotérmicos, ofreciendo información primordial de las generalidades en brocas actuales del mercado petrolero y considerar las dificultades que se puedan presentar al momento de perforar, para con esto prolongar la vida útil de las brocas propuestas, optimizando el costo por pie de los proyectos en estos ambientes desafiantes de Colombia con alta entalpía.Item Impacto de la configuración de los sistemas de compresión de tres etapas sobre el recobro de líquidos y la reducción de emisiones a la atmósfera.(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-10) Buitrago Ardila, Diego Sebastian; Cabarcas Simancas, Manuel Enrique; Santos Santos, Nicolas; Gacria Navas, Edison OdilioEl sector hidrocarburos enfrenta desafíos significativos en la descarbonización de procesos, donde los esquemas de compresión destacan como la principal fuente de emisiones de gases al procesar gas. Este estudio se enfoca en analizar 4 modelos de compresión mediante Hysys, utilizando un gas rico altamente condensable por su contenido de fracciones pesadas de hidrocarburos. El objetivo es comparar la eficiencia de cada ajuste en la reducción de gases quemados a la atmósfera. Los resultados revelan que el sistema en cascada de compresión, con un diseño de tres etapas, demostró eficiencia en la gestión de condensados y reducción de emisiones. Este sistema superó al Scrubber de alta presión y al sistema de baja presión al separar eficazmente los condensados y evitar la quema innecesaria de gas. La selección adecuada del gas y la relación de compresión fueron cruciales para optimizar la planta de compresión de gas y reducir costos. En conclusión, este estudio destaca la efectividad del sistema en cascada en la gestión de condensados y la reducción de emisiones. Los hallazgos enfatizan la importancia de considerar cuidadosamente la configuración del sistema de compresión y la relación de compresión para mitigar el impacto ambiental en el sector hidrocarburos. La implementación de estos hallazgos puede conducir a una operación más eficiente y sostenible en la industria de hidrocarburos, contribuyendo a la mitigación del cambio climático y la preservación del medio ambiente.Item Planeación del equipamiento requerido en la perforación de un pozo bajo balance: aplicación a un caso colombiano(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-09) Salamanca Diaz, Javier Andres; Serrano Serrano, Daniela; Ariza León, Emiliano; Castro Hernández, Henry Fernando; Calvete Gonzalez, Fernando Enrique; Carreño Velasco, Wilson RaulLa perforación bajo balance es una técnica que consta en utilizar una presión hidrostática menor o igual a la presión de poro de la formación, de esta manera sugiere que es una técnica idónea para ejecutar perforaciones de forma efectiva en yacimientos naturalmente fracturados, depletados o en zonas con presiones subnormales. Las zonas en la que su aplicación es óptima usualmente se presentan problemas por perdidas de circulación, inestabilidad del pozo, pega diferencial, entre otros. Teniendo en cuenta que en Colombia un porcentaje considerable de los yacimientos se encuentran depletados es viable llevar a cabo un trabajo en el cual se plantee la configuración de los equipos requeridos para realizar esta técnica, se establezca una base teórica y se definan los parámetros necesarios para llevar a cabo de manera efectiva la perforación de yacimientos depletados. En el presente trabajo se realiza una recopilación bibliográfica de las tecnologías existentes en perforación bajo balance para perforar pozos con ventana operacional estrecha y se describen las condiciones de operación relevantes para su aplicación. Posteriormente, se plantea una metodología para la selección de los equipos adicionales requeridos en superficie en base a la información recopilada. Finalmente, se realiza la planeación y el diseño de la configuración de los equipos de perforación requeridos para la perforación de un pozo colombiano.