Maestría en Ingeniería de Hidrocarburos
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Modelo analítico de predicción de la producción de petróleo en procesos de inyección cíclica de vapor con pozos horizontales en yacimientos de crudo pesado(Universidad Industrial de Santander, 2020) Gómez Gualdron, Max Bradley; Rodriguez Castelblanco, Astrid Xiomara; Padilla Reyes, Jorge Mario; Ferrer Gonzalez, Jose ChiquinquiraEl presente trabajo de investigación tiene por objetivo principal determinar un modelo analítico para predecir la producción de petróleo en procesos de inyección cíclica de vapor con pozos horizontales en yacimientos de crudo pesado, el cual, para hallarlo se empieza por adoptar un modelo caso base, después se procede a determinar las variables operacionales y de yacimiento que más influyen mediante la herramienta CMOST, ajustándose de manera aceptable a más de 50 modelos numéricos según las curvas proxys y finalmente se modifica el modelo analítico propuesto por Gunadi en 1999. El modelo analítico de Gunadi se compara con el modelo caso base, mostrando alta desviación para la producción de petróleo y agua, sin embargo, dado el análisis en CMOST se determinó que la saturación de agua es una de las variables más influyentes en la producción y mediante un análisis del método que Gunadi uso para determinarla, se halla que el cálculo es poco acertado, modificándolo para el nuevo modelo analítico, después se analiza la caída de presión y se concluye que Gunadi sobre valora la presión que el yacimiento experimenta al inyectarle vapor y producirlo, por lo cual, con ayuda de la producción en frio se agrega un factor de corrección en el cálculo relacionado con la presión del yacimiento cuando se produce líquido, mostrando un mejor ajuste en el cálculo de producción y acumulado de agua y petróleo, concluyendo el presente modelo analítico como válido según el modelo caso base.Item Evaluación del colapso prematuro de casing en pozos desviados mediante simulación con elementos finitos(Universidad Industrial de Santander, 2020) Villabona Camacho, Jhoao Alexander; Calderón Carrillo, Zuly HimeldaEl casing es un componente esencial en un pozo, es la principal barrera estructural que impide el flujo descontrolado de fluidos del subsuelo a superficie y constituye el canal de producción de petróleo y gas durante la vida operativa del pozo. Una falla de casing tiene implicaciones económicas, un alto impacto ambiental y excesivos tiempos no-productivos (NPT) en operaciones remediales. Estadísticas de pozos convencionales y no-convencionales, en países productores muestran que aproximadamente el 7% de los pozos tienen al menos una forma de falla de integridad (Davies et al., 2014). Para mitigar estos problemas se han establecido ciertas prácticas siguiendo las normas de diseño API, y estrictos programas de operación. Pero a pesar de estas precauciones se ha observado colapsos casing prematuros en pozos desviados. Debido a la recurrencia en el problema se han realizados esfuerzos por establecer técnicas que permitan evaluar la integridad del casing de una forma más acertada, siendo la simulación numérica la más adecuada para evaluar el colapso de casing en pozos desviados (Xi et al., 2018). Por tal motivo en esta investigación se evaluaron numéricamente los efectos que ejercen parámetros como el desgaste y la ovalización en la integridad del casing, con el objeto de determinar el grado de afectación y su injerencia en los colapsos prematuros de casing. Resultados obtenidos muestran que los efectos de deformación en los tubulares durante la corrida en pozo, así como su desgaste por acción mecánica disminuyen la resistencia del material hasta un 30% tempranamente.Item Modelo predictivo de la tasa de flujo a partir del análisis prospectivo de las propiedades de la roca y el fluido(Universidad Industrial de Santander, 2020) Murcia Blanco, Cristian Alejandro; Montes Páez, Erik Giovany; Prada Velasquez, AlvaroEn la industria de los hidrocarburos es de vital importancia conocer y cuantificar la cantidad de fluidos presentes en el yacimiento, su producción y su comportamiento a futuro. Bajo esta necesidad, durante más de un siglo se han buscado y desarrollado soluciones analíticas que permiten estimar el valor de la tasa de producción futura de un campo o un pozo basado en su historia de producción, todo esto con el fin de predecir el momento donde el pozo dejaría de ser rentable, estimar los ingresos que se obtendrán durante la vida productiva del pozo y prever posibles intervenciones de mejora, estas soluciones analíticas se en encuentran fundamentadas en procesos matemáticos o gráficos que no incluyen características del yacimiento o el tipo de fluido, con base en esta necesidad se propone un modelo predictivo fundamentado en la ley de Darcy, que modela el comportamiento del flujo de fluidos en el yacimiento y contempla características de la roca y el fluido, el pronóstico es realizado por medio de una metodología se propone la variación de algunas propiedades y se evalúan con respecto a la depleción del pozo en cuatro pozos de un campo colombiano, los resultados son comparados con los obtenidos por software comerciales como OFM y Decline R.Item Efecto del flux de aire y las propiedades del medio poroso sobre la cantidad de combustible depositado en un proceso de combustión in situ(Universidad Industrial de Santander, 2018) Pinzon Diaz, Alberto Raul; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; Bottia Ramirez, HernandoEn la presente investigación se estudió el efecto del flux de aire inyectado y las propiedades del medio poroso: presión, porosidad, saturación de aceite, saturación de agua y saturación de gas sobre la cantidad de combustible depositado en un proceso de combustión in situ para un sistema roca-fluido colombiano. Para ello, se realizaron pruebas de laboratorio, usando el reactor tubo de combustión para evaluar el rendimiento del proceso variando las propiedades anteriormente mencionadas; y, además se calculó la cinética de las reacciones involucradas en el proceso a partir de resultados obtenidos de pruebas realizadas en la unidad de oxidación con rampa de temperatura (RTO por sus siglas en inglés). Posteriormente, se realizaron modelos de simulación numérica de yacimientos usando las herramientas computacionales de la compañía CMG, los cuales fueron validados a partir del ajuste histórico de los resultados obtenidos en las pruebas experimentales, para finalmente evaluar un mayor número de escenarios modificando las propiedades en los rangos establecidos para el sistema roca fluido. Los resultados de los escenarios simulados fueron presentados en una tabla que contiene las diferentes combinaciones de propiedades y el respectivo valor de combustible depositado para cada uno de los escenarios. Por otra parte, los resultados obtenidos a nivel experimental demostraron que valores de flux de aire inyectado superiores a 26.3695 m3/(m2*h) favorecieron la depositación de mayor cantidad de combustible, mientras que, el valor de flux de aire inyectado óptimo estuvo entre 20.2276 m3/(m2*h) y 26.3695 m3/(m2*h).Item Efecto de la presión en la cinética de reacciones asociadas a procesos de combustión in situ a partir de pruebas RTO para un crudo pesado colombiano(Universidad Industrial de Santander, 2018) Pabon Acevedo, Yohan Harley; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; Padilla Reyes, Jorge Mario; Trujillo Portillo, Martha LilianaEl comportamiento oxidativo de un crudo pesado colombiano es estudiado para evaluar la viabilidad de un proceso de Combustión In Situ (CIS). Teniendo en cuenta que la presión del yacimiento ha cambiado considerablemente con el tiempo, es necesario evaluar el efecto que tiene la presión sobre las velocidades de reacción en el proceso de CIS. En este estudio, se llevan a cabo experimentos de RTO con análisis de gases efluentes. Para evaluar la influencia de la presión, se realizaron tres sets de pruebas a diferentes valores de presión, y cada conjunto se evaluó a diferentes rampas de temperatura. Una vez que se obtuvieron los datos experimentales, se aplicó el análisis de isoconversional, para obtener la huella digital o fingerprint del aceite en cada grupo de experimentos, lo que permitió identificar la influencia de la presión sobre la cinética de la reacción. Finalmente, el modelo cinético determinado es validado mediante una herramienta de simulación numérica. El estudio presentado en este trabajo permite construir descripciones cinéticas con la capacidad de modelar el proceso de CIS bajo condiciones dinámicas de presión del yacimiento. Así mismo la metodología empleada en esta investigación, puede ser replicada para la evaluación de otros crudos bajo condiciones de yacimiento diferentes.Item Estudio de un proceso de inyección de polímero mediante pruebas de desplazamiento con tomografía computarizada(Universidad Industrial de Santander, 2018) Moreno Diaz, Daniel Fernando; Rodriguez Castelblanco, Astrid XiomaraLa presente investigación describe y analiza la inyección de polímero determinando la adsorción dinámica y valores de factor de resistencia y resistencia residual además del comportamiento del mismo en el medio poroso mediante perfiles de densidad y saturación en cada etapa de inyección obtenida mediante tomografía computarizada. Por otra parte la determinación visual mediante imágenes CT de la eficiencia volumétrica del polímero a diferentes concentraciones de inyección fue realizada. Finalmente el incremento en el recobro obtenido por el bache de solución polimérica fue analizado mediante balance de materia y a través de las imágenes de tomografía computarizada. La prueba de desplazamiento con tomografía integrada se desarrolló a una muestra berea a temperatura ambiente. Se efectuaron múltiples escaneos con un espaciado de 5mm durante el proceso de restauración de saturaciones, inyección de agua e inyección de polímero. Se inyectaron cerca de 2.5 volúmenes porosos de agua asegurando así una etapa madura para una posterior inyección de polímero a una concentración de 1000 ppm y 2000 ppm. El primer bache de solución polimérica a una concentración de 1000 ppm alcanzo un recobro incremental del 13% y una disminución en la saturación de aceite del 20% en la zona inicial de la muestra. La tomografía computarizada permitió apreciar un aumento de densidad y una disminución en el perfil de saturación en la zona inicial entre los 2 y 6 cm de longitud; esto se atribuye al efecto marcado del polímero, el cual desplazó el aceite presente por otra parte durante la inyección del segundo bache de polímero a mayor concentración no se observó una producción significativa de aceite, por lo que no se evidenció ningún cambio en la distribución de densidades y saturaciones a lo largo de la muestra.Item Evaluación de los modos de falla breakout y exfoliación en la pared del pozo mediante simulación numérica y pruebas de laboratorio(Universidad Industrial de Santander, 2018) Palencia Muñoz, Miguel Fernando; Calderón Carrillo, Zuly HimeldaReducir los tiempos no productivos durante la perforación, relacionados con problemas de estabilidad de pozo es de gran importancia para la industria de los hidrocarburos; por lo que, un buen análisis geomecánico, en el cual se estudien los mecanismos que generan los modos de falla breakouts y exfoliación en la cara del pozo, es esencial para determinar los controles adecuados que ayudaran a mitigar problemas de estabilidad durante la perforación. Por tal razón, este trabajo de investigación busca evaluar las condiciones en que los breakouts y la exfoliación puedan ser originados por otros modos de fallas a los reportados por la literatura. Con este estudio se espera contribuir con una mayor comprensión de los fenómenos físicos que originan las fallas por breakouts y exfoliación en la cara del pozo, e indirectamente un mejor ajuste y calibración en los modelos geomecánicos, que permitan disminuir costos en el control de problemas de inestabilidad durante la perforación y definir una mejor trayectoria a perforar. Por tal motivo se evaluará el comportamiento de las fallas tipo breakout y exfoliación bajo los tres regímenes de esfuerzo, normal, transcurrente e inverso, así como la dirección en la que actúan y las condiciones en las que se generan.Item Predicción de la generación de H2S asociada a la implementacion de vapor en procesos de recobro térmico a través del modelamiento numérico de un patrón característico de inyección(Universidad Industrial de Santander, 2018) Castillo Cubillos, Angel Mauricio; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; Salazar Barrero, HelmutLa inyección de vapor es el método de recobro térmico más efectivo en la extracción de petróleo pesado en el mundo. La madurez de los proyectos de inyección cíclica en el país y la necesidad de generar un cambio tecnológico para continuar con las proyecciones de recuperación de petróleo en la cuenca del VMM, establecen las condiciones adecuadas para el arribo de la inyección continua de vapor en Colombia. Los fenómenos cinéticos, la producción de gases ácidos como el H2S y el impacto en el sistema de producción no son considerados en los estudios de factibilidad técnica durante la evaluación de la implementación tecnológica, lo que representa una amenaza para su aplicabilidad. Para ello se construirá un modelo cinético que permita establecer la proyección de producción de sulfuro de hidrógeno y evaluar mediante simulación numérica el efecto que las variables operacionales y de diseño de un patrón de inyección ejercen sobre la producción de H2S. Este modelo representa una alternativa para el control de los volúmenes generados de H2S a partir de la operación. Los resultados sugieren que las tasas de inyección, el espaciado entre los pozos y los patrones geométricos de inyección son variables que tienen una influencia significativa en la producción de H2S. Por lo tanto, se propone un ajuste en dichas variables como una estrategia para el control de H2S asociado con la implementación de la tecnología.Item Desarrollo de un modelo numérico para flujo multifásico en estado estable para sistemas de recolección de crudo(Universidad Industrial de Santander, 2018) Valle Tamayo, Gustavo Andres; Cabarcas Simancas, Manuel EnriqueUn nuevo algoritmo solución para analizar flujo bifásico en redes de recolección de crudo, desde cabeza de pozo hasta separador, es presentado. Este algoritmo es adoptado en un modelo computacional por medio de la programación orientada a objetos. Se fundamenta en la resolución en marcha de las variables hidráulicas, siendo una modificación al propuesto inicialmente por Tian & Adewum. Para su ejecución, no hay necesidad de generar arreglos matriciales complejos, ya que adopta el esquema de las reglas de Kirchhoff. Asimismo, se modificaron algunas correlaciones de flujo, para que se adaptaran al algoritmo propuesto. En adición, se plantea un modelo jerárquico para modelar la transmisión de los fluidos por la red de flujo. Esta metodología se ha implementado utilizando una colección de clases en java para el modelado estructurado de sistemas altamente no lineales, a través de la jerarquización de variables, clases y subclases como componentes de un modelo. Esta investigación presenta una aplicación funcional de la metodología orientada a objetos para modelar una red de transmisión de fluido bifásico (i.e. gas, líquido). Los resultados derivados de la herramienta desarrollada fueron comparados con un software comercial, y se encuentra que el algoritmo propuesto tiene un buen desempeño respecto a esta. El modelo computacional fue desarrollado bajo los estándares de HCI (i.e. Human Computer Interaction) para garantizar un software amigable e intuitivo al usuario final.Item Estudio experimental de un proceso de inyección cíclica de solvente líquido en un yacimiento de crudo pesado mediante pruebas de laboratorio apoyadas con tomografía computarizada y resonancia magnética nuclear(Universidad Industrial de Santander, 2018) Sandoval Martinez, Maria Isabel; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; Molina Velasco, Daniel RicardoEsta investigación presenta el desarrollo de una metodología completa para el estudio de un proceso de inyección cíclica de solventes (ICS), usando diluyentes líquidos en medios porosos con crudo pesado, mediante desplazamientos apoyados con tomografía computarizada (TC) y resonancia magnética nuclear (RMN). La metodología propuesta se realizó primero en un tomógrafo de tercera generación en la Universidad de Calgary, con el objetivo de aprovechar la experiencia que tienen sus profesionales en el uso de las dos técnicas no intrusivas, aportando con esto al crecimiento de la curva de aprendizaje y después fue repetida en el equipo de quinta generación de la Universidad Industrial de Santander, con el fin de plantear un protocolo para las siguientes investigaciones de inyección cíclica de solventes . El trabajo inicio con el análisis de las interacciones entre el crudo colombiano y la nafta mediante la determinación de propiedades tales como: densidad, viscosidad de la mezcla y el coeficiente de difusión molecular. Después se definieron los parámetros de diseño para el desarrollo del proceso de ICS, apoyándose en el concepto del mecanismo de masa y en la información encontrada en la literatura, para definir el mejor tiempo de remojo y tasa de inyección. Posteriormente se desarrolló el proceso ICS, realizando cuatro ciclos de inyección con nafta con un tiempo de remojo entre 20- 24 horas. La muestra fue escaneada durante diferentes etapas para analizar los mapas de densidad aparente y el cambio en los perfiles de saturación de aceite. Los efluentes recuperados en cada fase de producción fueron analizados con RMN, para obtener la cantidad de solvente y crudo recuperado. Los resultados finales mostraron que el mayor factor de recobro se obtuvo en el primer ciclo y tercer ciclo. En el primero debido a la alta saturación de aceite en las vecindades de la zona de inyección y en el tercero estuvo relacionado con el solvente que se quedó atrapado en los ciclos previos. 1Item Evaluación del efecto de las propiedades viscoelásticas de soluciones poliméricas en el incremento del recobro de crudo pesado de un campo colombiano(Universidad Industrial de Santander, 2018) Herrera Quintero, Julia Jineth; Pedraza Avella, Julio Andrés; Chaves Guerrero, ArlexLos polímeros aniónicos modificados tipo HPAM son usados en recobro químico como agentes de control de movilidad para mejorar el barrido volumétrico. Estudios han indicado que los polímeros modificados tienen propiedades viscoelásticas que pueden contribuir en la reducción del Sor, incrementando el recobro de crudo final. Este trabajo investigó el efecto de las propiedades viscosas y elásticas de soluciones poliméricas en la reducción del Sor en medios porosos. Inicialmente, se cuantificó el efecto de la concentración, peso molecular y salinidad del agua de preparación sobre la viscosidad y elasticidad de tres polímeros basados en poliacrilamida. Dos de ellos tienen unidades ATBS y uno un 0,2% de un hidrófobo y el tercero monómeros de microbloques en su cadena acrilamida. Luego, se cuantificó la reducción de Sor en medios porosos homogéneos y heterogéneos saturados con crudo pesado (350 cP) y llevados a Sor con un fluido Newtoniano inelástico. Los resultados permiten concluir que la viscosidad y elasticidad están directamente relacionadas con el incremento de salinidad. Sin embargo, la viscosidad a salinidades elevadas depende de la estructura química del polímero y la elasticidad del peso molecular. Así, el polímero de menor peso molecular desarrolla viscosidades similares a las del polímero de mayor peso molecular debido al 0.2% de hidrófobo que posee y el polímero de mayor peso molecular presentó mayor elasticidad (tiempos relajación ) en todos escenarios. Los resultados en medio poroso permiten concluir que la propiedad de elasticidad (De>1) contribuye en la reducción del Sor en medios porosos homogéneos y heterogéneos con valores de 6,0 % hasta 30, 6 % en experimentos de recobro terciario, siendo el polímero de menor peso molecular el más eficiente, gracias al acceso a gargantas de poro pequeñas. No obstante, no se evidenció una relación directa entre la elasticidad de los polímeros y la reducción del Sor.Item Evaluacion del efecto de la salinidad en soluciones de poliacrilamidas parcialmente hidrolizadas a través de pruebas de laboratorio y técnicas analíticas(Universidad Industrial de Santander, 2018) Espinosa Quintero, Maria Paula; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; Molina Velasco, Daniel RicardoEl efecto de las sales inorgánicas NaCl y CaCl2 sobre las propiedades de poliacrilamidas parcialmente hidrolizadas (HPAM) fue investigado sistemáticamente a diferentes concentraciones de sal, grado de hidrólisis y fuerza iónica. A través de experimentos de reometría, se evaluó el efecto de la presencia de sales sobre el comportamiento reológico de los polímeros, ajustando los puntos experimentales medidos al modelo de ley de potencia para predecir la viscosidad aparente a una tasa de corte determinada, y luego calcular las pérdidas de viscosidad respecto a un valor referencia de cada polímero preparado en agua desionizada. De estas pruebas, se destacó la influencia del grado de hidrólisis en la estabilidad del polímero por un balance entre las fuerzas repulsivas e iónicas. Efectos de apantallamiento, con reducción de las interacciones electroestáticas, compresión de las moléculas e incipientes problemas de insolubilidad se presentaron para los niveles altos de salinidad y grado de hidrólisis. Adicional, la pérdida de viscosidad aparente e intrínseca para todos los polímeros en ambientes de salinidad de prevalencia divalente fue más severa que para salmueras monovalentes, debido al efecto de entrecruzamiento provocado por iones divalente, además del efecto compresión por apantallamiento de cargas negativas. Técnicas analíticas complementarias fueron implementadas para profundizar en las interacciones a nivel microscópico y los mecanismos de asociación detrás de los problemas de insolubilidad y las excesivas pérdidas de viscosidad. Perfiles de distribución de tamaño por intensidad fueron obtenidos y analizados a partir de experimentos de Dispersión Dinámica de Luz (DLS), destacando una disminución de tamaño y una tendencia a conformaciones más constructivas a medida que aumentaba el contenido iónico. Los coeficientes de difusión fueron obtenidos a partir de la técnica 1H-DOSY de RMN, sin aportar resultados contundentes en relación con el efecto de las sales en el tamaño hidrodinámico de las HPAM. .Item Modelo determinístico de diagnóstico de daño a la formación por depositación de escamas CaCo3, aplicable a los campos colombianos del grupo empresarial Ecopetrol(Universidad Industrial de Santander, 2017) Villar Garcia, Alvaro; Carrillo Moreno, Luis FelipeLa depositación de CaCO3 en el medio poroso es considerada un problema de daño a la formación, el cual se puede presentar en cualquier etapa de la vida productiva de un yacimiento y afecta negativamente la productividad de un pozo. A pesar que la depositación es un fenómeno conocido, los estudios experimentales relacionados con el fenómeno de depositación en el medio poroso son escasos. En este trabajo se presenta un estudio teórico y experimental que ha sido conducido a investigar el daño de formación por la escama de CaCO3, a través de la reducción de permeabilidad en muestras de Berea Sandstone, mediante la inyección de salmueras con tendencias incrustantes definidas. El modelo fue desarrollado en múltiples tasas de flujo (1 cm3/min 3 cm3/min) y cantidad de precipitado disponible (.392 ppm -981 ppm) en muestras de diversas permeabilidades (110 md 880 md). Se validó a través de una prueba experimental ya que el modelo numérico más próximo no se ajustaba a la data experimental. La reducción de permeabilidad por depósitos de CaCO3 se rige por un estudio basado en un diseño experimental que considera varios factores importantes que afectan este complejo proceso. Así, se presenta un modelo que describe el daño por efecto de la depositación de escamas de carbonato de calcio y otro que cuantifica la cantidad de escama acumulada en el medio poroso con una exactitud cercana al 90% en función de variables paramétricas que unen factores termodinámicos, hidrodinámicos y petrofísicos. Finalmente, se realiza un escalamiento del modelo lineal a uno radial y se desarrolla un software que permite la aplicación a escala de campo que incorpora las condiciones de operación de los pozos y se puede analizar la situación de los mismosItem Evaluación geomecánica de la interacción de fracturas hidráulicas y fracturas naturales mediante simulación numérica(Universidad Industrial de Santander, 2017) Zambrano Luna, Anny Vanessa; González Silva, Germán; Quintero Peña, Yair AndresEl concepto de daño continuo es usado para estudiar la interacción entre fracturas hidráulicas y fracturas naturales, el objetivo es representar la trayectoria de propagación y la relación entre estos dos tipos de fracturas para predecir la compleja dirección de extensión resultante, sin la necesidad de predefinirla tal como ocurre en otras aplicaciones de elementos finitos; proporcionando resultados más consistentes con el comportamiento físico del fenómeno. El enfoque usa simulaciones de elementos finitos a través del software Abaqus para modelar el fracturamiento por daño, el proceso de fracturamiento por propagación de daño en una roca. El modelado del fenómeno se desarrolla en dos dimensiones (2D) de manera que la fractura será representada por una línea y el frente de fractura por un punto. Se considera comportamiento constitutivo no-lineal, deformación finita, deformación dependiente del tiempo, condiciones de frontera complejas, deformación hardening y softening, y deformación basada en la evolución del daño en compresión y tensión. El modelo es comparado con otros que están publicados y disponibles. Las comparaciones están enfocadas en cinco interacciones entre fracturas naturales (FN) y fracturas hidráulicas (FH): Fractura detenida en una FN, cruce de una FN con o sin desplazamiento, ramificación en la intersección de FN, ramificación al final de una FN y dilatación de una FN debido a deslizamiento por cizalla. El aporte más significativo es que no es necesario utilizar una dirección de propagación predefinida y que las condiciones de esfuerzos pueden ser evaluadas como un factor dominante del proceso. Este aspecto es importante porque puede modelar de una forma más real la generación de fracturas hidráulicas complejas, y ser una herramienta valiosa para predecir problemas potenciales y diferentes geometrías de la red de fracturas en el proceso de fracturamiento debido a la inyección de fluidos.Item Modelo fenomenológico de remoción de daño a la formación asociado a la depositación de escamas inorgánicas del tipo carbonato y sulfato(Universidad Industrial de Santander, 2017) Martinez Lopez, Raul Andres; Carrillo Moreno, Luis FelipeEl daño de formación por escamas inorgánicas es quizás el tipo de daño que más afecta la industria petrolera; evaluaciones recientes indican que los problemas de daño de formación por escamas inorgánicas pueden afectar cerca del 25% de la producción del Grupo Empresarial de Ecopetrol; además se ha estimado que la cantidad de escama depositada en Colombia puede estar entre 28-63 toneladas diarias. Dicha problemática demanda la construcción de herramientas sólidas que permitan enfrentar el problema, prediciendo el comportamiento de algunos de los fluidos más usados para remover las escamas, como lo son: EDTA, DTPA, HCl y mezclas fórmico-acético. En esta investigación se realizó un estudio teórico y experimental que ha sido conducido a investigar el fenómeno de disolución de escamas, con pruebas de disolución y de coreflooding. Mediante las metodologías de diseño de experimentos, modelos de calibración y estimación de parámetros, se desarrollaron modelos que describen la efectividad de un determinado tratamiento, como función de la concentración del tratamiento, la temperatura y el tiempo de contacto; los coeficientes de regresión ajustados son superiores al 80 %. Mediante datos de tratamientos ya aplicados en campo, se evaluó la validez de algunos de los modelos generados encontrando una buena aproximación. Finalmente se elaboró un algoritmo para la implementación a nivel de software dentro de una herramienta integrada de daño de formación por escamas inorgánicas, iniciativa del GEE y la Universidad industrial de SantanderItem Metodología experimental para la estimación de permeabilidades relativas en tres fases por medio de ajuste histórico(Universidad Industrial de Santander, 2017) Ortiz Meneses, Andres Felipe; Carrillo Moreno, Luis Felipe; Rojas, Jorge Alberto; Amaya, Carlos HumbertoEsta investigación presenta el desarrollo de una nueva metodología para la estimación de permeabilidades relativas de dos y tres fases, por medio de la realización de experimentos de inyección de fluidos en rocas tipo plug, y el ajuste histórico de la simulación de los mismos. Se propone un montaje experimental que ocasiona flujo simultáneo de tres fases, donde el gas desplaza agua y aceite. Seis desplazamientos de estado no-estacionario son estudiados, cuatro de dos fases y dos de tres fases. La información experimental obtenida se analiza por medio del algoritmo de simulación/optimización desarrollado, el cual se implementa en lenguaje Matlab, y permite el ajuste histórico automático de la simulación de experimentos en sistemas agua-aceite, gas-líquido y tres fases. Una modificación del modelo de Stone II es propuesta como representación funcional de la permeabilidad relativa del aceite en tres fases. La optimización numérica se realiza utilizando el método de descenso óptimo y el método de la sección aurea. Los resultados obtenidos para dos fases se comparan con los del software Sendra y se encuentra que el algoritmo propuesto tiene un buen desempeño respecto a esta herramienta comercial. Los resultados obtenidos para los casos de tres fases, muestran que el algoritmo logra estimar efectivamente las permeabilidades relativas que producen el ajuste histórico; se encuentra que las curvas estimadas para los sistemas bifásicos, no describen adecuadamente los sistemas trifásicos.Item Perfiles de inyección de aire para mantener un frente de combustión estable en régimen hto a escala conceptual para crudos pesados(Universidad Industrial de Santander, 2017) Navarro Garcia, William; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; Ordoñez Rodriguez, AnibalLa presente investigación propone un método de análisis del desempeño del proceso de combustión en modelos numéricos en dos y tres dimensiones a escala de laboratorio, construidos con base en la información obtenida de las pruebas de tubo de combustión. Para la propagación de un frente de combustión estable en régimen HTO en modelos de más de una dimensión es necesario usar una tasa de inyección de aire variable a medida que el área del frente de combustión se propaga desde el pozo inyector hacia los pozos productores. Un modelo cinético simplificado con dos reacciones una de craqueo y otra de combustión es usado para escalar los datos de los modelos a escala de laboratorio a escala piloto de campo. Los modelos numéricos a escala piloto de campo pueden ser de gran ayuda para evaluar el desempeño del proceso teniendo en cuenta los rasgos más representativos del yacimiento. Esos modelos juntos con los datos de pruebas de laboratorio permiten estudiar el comportamiento, la forma y la velocidad de propagación del frente de combustiones esperadas en una aplicación a escala piloto. Una vez se determine que el proceso de combustión se puede propagar establemente bajo las condiciones del yacimiento el siguiente paso es el diseño del piloto. Cuando se tengan los resultados de la implementación a escala piloto de campo, los resultados del proceso pueden ser usados para calibrar el modelo numérico del piloto de campo. Finalmente cuando el modelo numérico del piloto esté calibrado, éste puede ser usado para estudiar el desempeño del proceso a escala de todo el campo. 1Item Modelo de predicción del proceso de inyección continua de vapor para tiempos posteriores a ruptura(Universidad Industrial de Santander, 2017) Monsalve Parra, Luis Carlos; Muñoz Navarro, Samuel FernandoLa disminución de los recursos hidrocarburos convencionales durante los últimos años ha redirigido la atención hacia otras alternativas de obtención de recursos energéticos, dentro de estas se encuentran los crudos pesados, los cuales han sido incluidos dentro de las reservas recuperables de aceite, países pioneros en recuperación de hidrocarburos han aumentado el número de proyectos que involucran nuevos métodos de recobro y la optimización de los ya existentes. En los métodos de recuperación de crudos pesados se encuentra la Inyección de vapor, este proceso térmico puede ser evaluado mediante modelos analíticos de predicción, modelos numéricos, modelos físicos, entre otros. Estas formas de evaluación varían en cuanto a su tiempo de aplicación, grado de incertidumbre y complejidad, razón por la cual es indispensable conocer la mejor alternativa que permita reducir tiempo e incertidumbre del análisis. Anteriormente, se han trabajado variedad de métodos para analizar el desempeño de este proceso de recobro, sin embargo, cuando el vapor inyectado ha alcanzado los pozos productores y se produce la ruptura del vapor, se generan cambios radicales en la producción de aceite, complejos de modelar, esto ocasiona una alta incertidumbre los resultados de predicción de la producción obtenidos con los métodos mencionados de evaluación. Dentro de las herramientas de predicción, se encuentran los Modelos Proxy, los cuales serán trabajados a lo largo de este proyecto para construir un modelo que disminuya la incertidumbre en la predicción de la producción de aceite durante la inyección continua de vapor. El Modelo Proxy elaborado, permite reproducir el comportamiento de la tasa de producción de aceite través del tiempo de un yacimiento sometido a inyección continua de vapor, en cada una de sus etapas, como función de las principales variables que lo afectan y la influencia del tiempo de irrupción, para un caso de aplicación fundamentado en datos reales.Item Desarrollo de una metodología para la selección de tratamientos para la biorremediación de residuos aceitosos(Universidad Industrial de Santander, 2017) Gonzalez Trujillo, Genny Paola; García Navas, Edison OdilioLos residuos aceitosos de la industria de hidrocarburos son aquellos residuos que son generados en las actividades de extracción y producción del petróleo y que han contribuido a impactos ambientales negativos. Muchos de estos residuos no son tratados y son desechados directamente al medio ambiente, mediante la acción de rellenos o enterramientos causando graves daños al suelo. Este trabajo muestra la biorremediación como una tecnología amiga del medio ambiente, diversidad de aplicaciones a través de los más variados procesos, como lo son tratamiento en tierra (landfarming), compostaje y biopilas, que, al ser tecnologías económicas y de fácil aplicación, ayudan a la remediación de este tipo de residuos. En este proyecto se realiza una descripción de los diferentes tipos de residuos aceitosos y de los procesos y tratamientos existentes para la disposición de los mismos, buscando que estos tengan la mínima cantidad de trazas para poder disponerlos de la mejor manera sin causar daño al medio ambiente acorde a las normatividades técnicas, legales y ambientales vigentes. Con esta metodología se pretende realizar una revisión bibliográfica de la biorremediación y los métodos más conocidos de dicha técnica, teniendo en cuenta los factores que condicionan la biorremediación, ventajas, desventajas y características de cada uno de sus métodos, de tal forma que permita desarrollar una metodología que sirva como herramienta en la selección de tratamientos para el manejo y biorremediación de estos residuos.Item Evaluación de colorantes y sales de nitrato como trazadores químicos para el cálculo de la eficiencia de recuperación de fluidos de fractura base agua goma guar(Universidad Industrial de Santander, 2016) Hernandez Parra, Jose Luis; Pachon Contreras, Zarith del Pilar; Calderon Carrillo, Zuly HimeldaEl fracturamiento hidráulico es una técnica de estimulación de pozo cuyo objetivo es maximizar el índice de productividad (IP) en los pozos. Sin embargo, uno de los riesgos asociados a esta operación es la reducción de la permeabilidad efectiva y por ende, del índice de productividad causada por el polímero del fluido de fractura no recuperado efectivamente. Estudios realizados han demostrado que después de la operación de fracturamiento hidráulico, los retornos del fluido de fractura a superficie, o también llamados “flowback” están relacionados con la limpieza y conductividad final de la fractura. En este sentido, el uso de trazadores adicionados al fluido de fractura (FF) permite determinar la eficiencia del retorno del fluido. Los trazadores son mezclados con el fluido a una concentración conocida, una vez el pozo inicia su producción, se detecta y cuantifica la salida de cada uno de los trazadores en los fluidos retornados. La eficiencia en la recuperación del fluido puede ser calculada etapa por etapa. Sin embargo, es esencial seleccionar trazadores adecuados, los cuales deben ser estables a condiciones de trabajo; compatibles con los fluidos de fractura y formación; presentar mínima adsorción en la roca y propante y de fácil detección. En esta investigación se evaluaron siete sustancias químicas seleccionadas de las familias de sales inorgánicas y colorantes usados normalmente en hidrología, como potenciales trazadores para un fracturamiento hidráulico, implementando métodos analíticos económicos para su detección y cuantificación y que se puedan realizar in situ. A partir de los ensayos de adsorción, compatibilidad con el gel de fractura y los fluidos de formación, así como ensayos de desplazamiento en medio poroso, se identificaron tres sustancias que respondieron aceptablemente, tras ser sometidas a las condiciones físicas y químicas de un proceso de fractura hidráulica lo que las habilitaría para su uso como trazadores.