Estudio de Dinámica Molecular de la Reactividad de Cementos en Ambientes Enriquecidos en CO2

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dc.contributor.advisorRamírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.advisorAriza León, Emiliano
dc.contributor.advisorRojas Santos, Héctor
dc.contributor.advisorLópez Meza, Andrés Camilo
dc.contributor.authorRangel Niño, Diego Alberto
dc.contributor.evaluatorGonzález Silva, Germán
dc.contributor.evaluatorLeón Bermúdez Adan Yovani
dc.date.accessioned2022-09-15T18:16:14Z
dc.date.available2022-09-15T18:16:14Z
dc.date.created2022-09-08
dc.date.issued2022-09-08
dc.description.abstractLa cementación de pozos de petróleo es una técnica de gran importancia dentro de las operaciones en la industria. Durante la vida productiva de un pozo, se requiere mantener su integridad ante diferentes condiciones de operación. Por lo tanto, para cumplir con este objetivo, se debe elegir un cemento resistente y de larga duración. Una de las condiciones operacionales que se hace énfasis es a la presencia de gases corrosivos como el CO2. En los yacimientos, en los últimos años se ha incrementado el uso de técnicas como el almacenamiento de CO2 o EOR (Enhanced Oil Recovery) para un recobro mejorado de crudo. Debido a esto, el cemento puede sufrir cambios en sus propiedades mecánicas que afectaría la estabilidad del pozo. En el presente trabajo se estudió el efecto del CO2 sobre los coeficientes de difusión y propiedades mecánicas del gel C-S-H. El estudio anterior se realizó implementando técnicas de dinámica molecular usando el campo de fuerza ClayFF. La construcción de los modelos de gel C-S-H se realizó modificando la tobermorita de 14 Å, en los cuales se construyeron modelos con relaciones C/S 1.8 y W/S 1.8, 2.0 y 2.2. Del mismo modo, la incorporación de las moléculas de CO2 se realizó para llegar a las relaciones CO2/S de 1.5, 2.0 y 2.5. Al final se logra identificar un aumento del coeficiente de difusión desde 1.6*10-10 hasta valores alrededor de 3.5*10-9 y se evidencia una disminución de las propiedades mecánicas entre el rango de 0.25% hasta un 16.7%.
dc.description.abstractenglishCementing oil wells is a technique of great importance within the industry's operations. During the productive life of a well, it is required to maintain its integrity under different operating conditions. Therefore, to meet this objective, a strong and long-lasting cement must be chosen. One of the operational conditions that is emphasized is the presence of corrosive gases such as CO2. In reservoirs, in recent years, the use of techniques such as CO2 storage or EOR (Enhanced Oil Recovery) for enhanced oil recovery has increased. Due to this, the cement may suffer changes in its mechanical properties that would affect the stability of the well. In the present work, the effect of CO2 on the diffusion coefficients and mechanical properties of the C-S-H gel was studied. The above study was performed by implementing molecular dynamics techniques using the ClayFF force field. The construction of the C-S-H gel models was performed by modifying the 14 Å tobermorite, in which models with C/S ratios 1.8 and W/S 1.8, 2.0 and 2.2 were constructed. Similarly, the incorporation of CO2 molecules was performed to arrive at CO2/S ratios of 1.5, 2.0 and 2.5. In the end, an increase of the diffusion coefficient from 1.6*10-10 to values around 3.5*10-9 is identified and a decrease of the mechanical properties between the range of 0.25% to 16.7% is evidenced.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero de Petróleos
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/20.500.14071/11439
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería de Petróleos
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería de Petróleos
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.subjectDinámica molecular
dc.subjectCemento
dc.subjectDióxido de Carbono
dc.subjectCO2
dc.subjectTobermorita
dc.subjectGel C-S-H
dc.subjectPropiedades mecánicas
dc.subject.keywordMolecular Dynamics
dc.subject.keywordCement
dc.subject.keywordCarbon Dioxide
dc.subject.keywordCO2
dc.subject.keywordTobermorite
dc.subject.keywordGel C-S-H
dc.subject.keywordMechanical Properties
dc.titleEstudio de Dinámica Molecular de la Reactividad de Cementos en Ambientes Enriquecidos en CO2
dc.title.englishStudy of Molecular Dynamics of the Reactivity of Cements in Environments Enriched in CO2
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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