Efecto de la adición de nanohilos de cobre (NWs Cu) en la viscosidad y en las propiedades de filtrado de lodos de perforación a base de agua

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dc.contributor.advisorMejía Ospino, Enrique
dc.contributor.advisorCabanzo Hernández, Rafael
dc.contributor.authorDíaz Izaquita, Iván Felipe
dc.contributor.evaluatorBaldovino Medrano, Víctor Gabriel
dc.contributor.evaluatorMolina Velasco, Daniel Ricardo
dc.date.accessioned2022-11-02T16:10:34Z
dc.date.available2022-11-02T16:10:34Z
dc.date.created2022-11-02
dc.date.issued2022-11-02
dc.description.abstractEn los últimos años, la nanotecnología ha sido importante en diferentes industrias debido a sus novedosas propiedades. En la industria petrolera, la nanotecnología se ha utilizado en diferentes áreas, por ejemplo, la recuperación mejorada de petróleo, la catálisis, la corrosión y los fluidos de perforación. El fluido de perforación es el componente más crítico de la operación de perforación. Los fluidos de perforación más comunes son los basados en agua y en petróleo. Sin embargo, el lodo de perforación a base de agua (WBM) se prefiere a otros fluidos a pesar de sus limitaciones porque su uso reduce los problemas medioambientales. Sus propiedades reológicas y de filtración son importantes para su correcto funcionamiento. Estas características se controlan mediante la adición de aditivos poliméricos de control del filtrado, agentes viscosificante y, recientemente, diferentes tipos de nanopartículas. Las nanoestructuras metálicas 3D, como las nanopartículas, es el nanomaterial más utilizado. Sin embargo, también existen otros nanomateriales como los nanotubos, las nanofibras, las nanoplacas y los nanohilos (NWs). Las nanoestructuras metálicas 1D, como los nanohilos, se han distinguido por su conductividad eléctrica, flexibilidad mecánica, características térmicas, catalíticas y morfológicas. En este estudio, se informó del uso de nanohilos de cobre (NWs de Cu) para mejorar las propiedades reológicas y de pérdida de filtrado del fluido de perforación a base de agua. La síntesis del nanomaterial se llevó a cabo mediante una reacción redox con sales de cobre (ll), utilizando hidracina en una solución acuosa como agente reductor. El crecimiento anisotrópico fue mediado con etilendiamina. La morfología se ha estudiado mediante microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (SEM) y análisis de difracción de rayos X (XRD). Los NWs se caracterizaron mediante espectroscopia infrarroja. La prueba de filtración se realizó a temperatura ambiente y 100 psi. Los resultados experimentales muestran que la interacción de los CuNWs con la bentonita y los polímeros dio lugar a una disminución de la viscosidad aparente (AV), la viscosidad plástica (PV), el punto de fluencia (YP) y la pérdida de fluido API.
dc.description.abstractenglishIn recent years, nanotechnology has been important in different industries due to its novel properties. In the oil industry, nanotechnology has been used in different areas, for example, enhanced oil recovery, catalysis, corrosion, and drilling fluids. Drilling fluid is the most critical component of the drilling operation. Water and oil-based drilling fluids are the most common drilling fluids. However, water-based drilling mud (WBM) is preferred over other fluids despite their limitations because its use reduces environmental problems. Its rheological and filtration properties are significant for its correct operation. These characteristics are controlled by the addition of polymeric filtrate control additives, viscosifying agents and, recently, different types of nanoparticles. 3D metal nanostructures, such as nanoparticles, are the most used nanomaterial. However, there are also other nanomaterials such as nanotubes, nanofibers, nanoplates, and nanowires (NWs). 1D metal nanostructures, such as nanowires, have been distinguished in electric conductivity, mechanical flexibility, thermal, catalytic, and morphological characteristics. In this study, the use of copper nanowires (Cu NWs) to improve the rheological and filtrate loss properties of water-based drilling fluid was reported. The synthesis of the nanomaterial was carried out by redox reaction with copper (ll) salts, using hydrazine in an aqueous solution as a reductor agent. The anisotropic growth was mediated with ethylenediamine. The morphology has been studied using field emission scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction analysis (XRD). The NWs were characterized by infrared spectroscopy. In addition, their surface was studied by X-ray photoemission spectroscopy (XPS). The filtration test was realized at ambient temperature and 100 psi. The experimental results show that the interaction of CuNWs with the bentonite and polymers resulted in a decrease in apparent viscosity (AV), plastic viscosity (PV), yield point (YP), and API fluid loss.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11872
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programMaestría en Química
dc.publisher.schoolEscuela de Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectFluidos de Perforación
dc.subjectNanotecnología
dc.subjectReología
dc.subject.keywordDrilling Fluids
dc.subject.keywordNanotechnology
dc.subject.keywordRheology
dc.titleEfecto de la adición de nanohilos de cobre (NWs Cu) en la viscosidad y en las propiedades de filtrado de lodos de perforación a base de agua
dc.title.englishEffect of copper nanowires (NWs Cu) addition on viscosity and filtration properties of water-based drilling fluids
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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