Efecto de la adición de coque de petróleo en la estabilidad de cementos para el revestimiento de pozos mediante un diseño factorial 2^3
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Date
2022-04-01
Authors
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
El presente trabajo estudió el efecto de la adición de coque de petróleo como materia
prima para reformular nuevas mezclas de concreto para la cementación de pozos y aislamiento
zonal, es el resultado del análisis y evaluación de un proceso experimental, el cual se llevó a cabo
con el fin de obtener mejoras significativas en el desarrollo de nuevos materiales empleados para
la industria de los hidrocarburos. El trabajo consistió en ejecutar procedimientos y técnicas para
encontrar las mejores variables como concentración de coque, diámetro de partícula y contenido
de sal, siendo estas variables de gran interés para la reformulación de concretos. Inicialmente se
hallaron las propiedades de los coques más incidentes para la reformulación de concretos. Los
coques de petróleo fueron obtenidos a partir de fondos de vacío de un crudo típico de Colombia
en condiciones de craqueo térmico a escala laboratorio y fue caracterizado a partir de pruebas de
análisis próximo, espectroscopia de infrarrojo FTIR y Microscopia electrónica de barrido (SEM),
lo cual permitió evidenciar que su estructura presenta un alto contenido de carbón en estructuras
poli aromáticas y grupos funcionales -COOH y -OH, entre otros. Las propiedades de resistencia
mecánica de las reformulaciones coque y cemento fueron evaluadas mediante el planteamiento de
pruebas relacionadas con un diseño de experimentos factorial 2^3, teniendo en cuenta tres variables fundamentales como, diámetro de partícula (20 a 40 mesh, 60 a 120 mesh) y concentración de
coque (4 y 8 % en peso), más un aditivo como acelerante CaCl2 ( 2500 a 5000 ppm) que es
comúnmente usado en la industria. Posteriormente, se fabricaron especímenes para cada mezcla
y se llevaron al laboratorio de pruebas mecánicas para evaluar de qué manera estas mezclas
afectaban la resistencia del material. Finalmente, los resultados permitieron establecer que las
reformulaciones mejoraron las propiedades mecánicas de resistencia a la compresión en el
intervalo de 30.5 a 54.1 . Los resultados de resistencia mecánica se pueden atribuir a la naturaleza
del coque y su interacción con los minerales del cemento, como lo muestra la dispersión
homogénea reportada por Microscopia de electrónica de barrido SEM.
Description
Keywords
Coque de petróleo, cementación, diseño factorial, microscopia electrónica de barrido, FTIR-ATR, resistencia a la compresión