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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dc.contributor.advisorLeón Bermúdez, Adán Yovani
dc.contributor.advisorAriza León, Emiliano
dc.contributor.authorPeña Alape, José Sebastián
dc.contributor.evaluatorGonzález Silva, Germán
dc.contributor.evaluatorCalderón Carrillo, Zuly Himelda
dc.date.accessioned2022-04-22T19:07:20Z
dc.date.available2022-04-22T19:07:20Z
dc.date.created2022-04-01
dc.date.issued2022-04-01
dc.description.abstractEl 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.
dc.description.abstractenglishThe present work studied the effect of the addition of petroleum coke as a raw material to reformulate new concrete mixtures for well cementation and zonal insulation, is the result of the analysis and evaluation of an experimental process, which was carried out in order to obtain significant improvements in the development of new materials used for the hydrocarbon industry. , the work consisted of executing a series of procedures and techniques to find the best results for the reformulation of concrete, first the properties of the most incident cokes for the reformulation of concretes were found, adequate procedures were also executed as physicochemical characterization to have a broader management of qualitative data, for the manufacture of samples of petroleum coke in the laboratory from funds of vacuum were made by the technique of thermal cracking with which it was possible to obtain cokes of very good quality, from this a rigid methodology was proposed to develop the project, the additive "Petroleum coke" was characterized by the technique of infrared spectroscopy FTIR- ATR Scanning electron microscopy (SEM), thus obtaining a detailed analysis in its composition and functional groups, after this a factorial design 2^3 of mixtures was proposed for the cement reformulation taking intoaccount two fundamental variables, particle diameter, coke concentration and an additive such asCaCl2 accelerant that is commonly used in industry, followed by this specimens were manufactured for each mixture and taken to a mechanical testing laboratory to study how these mixtures affected the material resistance, finally it is obtained that the reformulation promises optimistic results in the mechanical tests of the specimens thus improving by 54.1% the resistance to compression for the most representative case.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero de Petróleos
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameEscuela de Ingeniería de Petróleos
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10152
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.subjectCoque de petróleo
dc.subjectcementación
dc.subjectdiseño factorial
dc.subjectmicroscopia electrónica de barrido
dc.subjectFTIR-ATR
dc.subjectresistencia a la compresión
dc.subject.keywordPetroleum coke
dc.subject.keywordwell completion
dc.subject.keywordcementing
dc.subject.keywordfactorial design
dc.titleEfecto de la adición de coque de petróleo en la estabilidad de cementos para el revestimiento de pozos mediante un diseño factorial 2^3
dc.title.englishEffect of the addition of petroleum coke on cement stability for well completion using a 2^3 factorial design
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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