Prototipo de válvula de inyección para reducir la degradación mecánica del polímero en procesos de recuperación mejorada

Medina Arciniegas, Johann Marcial

Publicación:
Prototipo de válvula de inyección para reducir la degradación mecánica del polímero en procesos de recuperación mejorada

dc.contributor.advisor	Muñoz Navarro, Samuel Fernando
dc.contributor.author	Medina Arciniegas, Johann Marcial
dc.contributor.evaluator	Ariza León, Emiliano
dc.contributor.evaluator	León Bermúdez, Adan Yovani
dc.date.accessioned	2026-02-24T18:56:28Z
dc.date.available	2026-02-24T18:56:28Z
dc.date.created	0206-02-18
dc.date.issued	2026-02-18
dc.description.abstract	La inyección de polímeros es una técnica avanzada de recuperación mejorada de petróleo (EOR) que permite aumentar la eficiencia del barrido del yacimiento mediante la inyección de soluciones viscosas que desplazan el crudo remanente hacia los pozos productores. Sin embargo, los sistemas convencionales de control de caudal generan altos niveles de cizallamiento, provocando la degradación mecánica del polímero, pérdida de viscosidad y disminución en la efectividad del proceso. Este trabajo presenta el diseño, validación y evaluación experimental de un prototipo de válvula de inyección especialmente desarrollado para minimizar la degradación del polímero durante su paso por sistemas de completamiento selectivo. Se utilizaron simulaciones CFD (dinámica computacional de fluidos) junto con pruebas en un banco físico ubicado en campo para evaluar distintos diseños. El prototipo más eficiente, basado en un patrón de flujo de velocidad variable, logró una pérdida de viscosidad inferior al 10% a una presión diferencial de 560 psi, con una concentración de polímero de 700 ppm y caudales de hasta 600 bbl/día. Los resultados demuestran una alta correlación entre las simulaciones y los ensayos físicos, lo cual permitió reducir el número de prototipos necesarios y optimizar el diseño final. Esta innovación es compatible con mandriles existentes, lo que representa una solución eficaz, económica y adaptable para campos maduros que aplican recuperación secundaria mediante inyección de polímeros.
dc.description.abstractenglish	injection is an enhanced oil recovery (EOR) technique that increases reservoir sweep efficiency by injecting high-viscosity polymer solutions to displace remaining oil toward production wells. However, conventional flow control devices generate high shear rates, leading to polymer mechanical degradation, loss of viscosity, and reduced displacement efficiency. This study presents the design, validation, and performance assessment of a novel injection valve prototype specifically developed to minimize polymer degradation during selective injection processes. Computational fluid dynamics (CFD) simulations were combined with physical tests conducted in a field-based test bench to evaluate various design alternatives. The most efficient prototype, featuring a variable velocity flow pattern, achieved viscosity losses below 10% at a differential pressure of 560 psi, using a polymer concentration of 700 ppm and flow rates up to 600 bbl/day. The strong correlation between simulation and experimental results reduced the need for multiple prototypes and accelerated the optimization process. The final design is compatible with standard injection mandrels, offering a practical and cost-effective solution for mature fields employing polymer injection for enhanced oil recovery.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería de Petróleos y Gas
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.identifier.reponame	Escuela de Ingeniería de Petróleos
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/47147
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Maestría en Ingeniería de Petróleos y Gas
dc.publisher.program	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.school	Universidad Industrial de Santander
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	polímeros
dc.subject	recuperación mejorada
dc.subject	degradación mecánica
dc.subject	inyección selectiva
dc.subject	válvulas reguladoras
dc.subject	CFD
dc.subject.keyword	polymers
dc.subject.keyword	enhanced oil recovery
dc.subject.keyword	mechanical degradation
dc.subject.keyword	selective injection
dc.subject.keyword	flow regulators
dc.subject.keyword	CFD
dc.title	Prototipo de válvula de inyección para reducir la degradación mecánica del polímero en procesos de recuperación mejorada
dc.title.english	Injection Valve Prototype to Reduce Mechanical Degradation of Polymer in Enhanced Oil Recovery Processes
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
dspace.entity.type	Publication