Evaluación experimental del uso de agregados sólidos como desestabilizadores de sistemas surfactante/aceite/agua derivados de procesos de inyección de surfactantes

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dc.contributor.advisorMercado Ojeda, Ronald Alfonso
dc.contributor.advisorPedraza Avellana, Julio Andrés
dc.contributor.advisorMuñoz Navarro, Samuel Fernando
dc.contributor.authorLondoño Camacho, Alexandra Katherine
dc.contributor.evaluatorLeón Bermúdez, Adán Yovani
dc.contributor.evaluatorBaldovino Medrano, Víctor Gabriel
dc.date.accessioned2024-02-28T14:15:08Z
dc.date.available2024-02-28T14:15:08Z
dc.date.created2024-02-21
dc.date.issued2024-02-21
dc.description.abstractLa industria Oíl & Gas ha implementado técnicas de recobro mejorado para aumentar la producción de petróleo, entre ellas la inyección de surfactantes. Sin embargo, la producción de agua aceitosa emulsificada o solubilizada es un problema ambiental de gran impacto en la aplicación de esta técnica de recobro químico. Por tanto, esta investigación plantea evaluar el uso de agregados sólidos económicos y de fácil adquisición como colas de ilmenita (FeTiO3), óxido de sílice (SiO2), bentonita (Al2O3.4SiO2.H2O) y carbonato de calcio (CaCO3) en la desestabilización de los sistemas surfactante/aceite/agua. Para ello, se formularon sistemas con comportamientos de fase tipo Winsor I y Winsor III usando crudo del campo Casabe de 21°API y como agente emulsificante se emplearon 5000 ppm de dodecilbencensulfonato de sodio (SDBS), simulando las condiciones reales de los efluentes de agua de producción presentes en campo. Luego, se realizaron pruebas de adsorción estática y se identificaron mediante isotermas la capacidad de adsorción para cada sólido, las comparaciones se realizaron por unidad de masa y de área superficial, mostrando una mayor capacidad de adsorción para el CaCO3 y las colas de FeTiO3, respectivamente. Posteriormente, se generaron emulsiones a las condiciones de salinidad definidas en la primera fase como Winsor I y Winsor III. Después de ello, se evaluó la eficiencia de remoción de aceite a diferentes áreas superficiales para los dos sólidos que obtuvieron el mejor comportamiento en las pruebas de adsorción por unidad de masa y área. El CaCO3 y las colas de FeTiO3 se adicionaron diferentes relaciones de masa/volumen tratado (g/ml) y se evaluó la eficiencia de remoción de aceite, mediante mediciones de concentración de Grasas&Aceites (G&A) por espectroscopia UV Vis. Los sólidos evaluados mostraron una eficiencia máxima de 76.8% a una relación 0.14 g/mL para el CaCO3 y de 74.5% a una relación de 1.57 mg/mL para las colas de ilmenita. Por otra parte, se compararon las eficiencias obtenidas usando los sólidos propuestos para el tratamiento de emulsiones contra desemulsificantes químicos usados en la industria Oil&Gas. Para ello, se realizaron pruebas de botella usando rompedor inverso, universal y Span 20. Los resultados mostraron que para alcanzar una eficiencia mayor a la obtenida por los sólidos se requieren concentraciones de 1500 ppm de Span 20 y 2000 ppm de rompedor inverso. Finalmente, esta investigación permitió identificar el gran potencial que representa el uso de colas de ilmenita y carbonato de calcio en procesos más amigables ambientalmente para tratar aguas de producción derivadas de la producción aceite presente para su posterior reinyección o vertimientos según disposiciones ambientales y legales vigentes.
dc.description.abstractenglishThe Oil & Gas industry has implemented improved recovery techniques to increase oil production, including the injection of surfactants. However, the production of emulsified or solubilized oily water is an environmental problem of great impact in the application of this chemical recovery technique. Therefore, this research proposes to evaluate the use of economical and easily acquired solid aggregates such as ilmenite glues (FeTiO3), silica oxide (SiO2), bentonite (Al2O3.4SiO2.H2O) and calcium carbonate (CaCO3) in destabilization of the surfactant/oil/water systems. For this, systems with Winsor I and Winsor III type phase behaviors were formulated using crude oil from the Casabe field of 21°API and 5000 ppm of sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) were used as an emulsifying agent, simulating the real conditions of the water effluents. of production present in the field. Then, static adsorption tests were carried out and the adsorption capacity for each solid was identified through isotherms. The comparisons were made per unit of mass and surface area, showing a greater adsorption capacity for CaCO3 and FeTiO3 tails, respectively. . Subsequently, emulsions were generated at the salinity conditions defined in the first phase as Winsor I and Winsor III. After that, the oil removal efficiency at different surface areas was evaluated for the two solids that obtained the best performance in the adsorption tests per unit of mass and area. The CaCO3 and FeTiO3 tails were added at different mass/volume ratios treated (g/ml) and the oil removal efficiency was evaluated by measuring Fats&Oils (G&A) concentration by UV Vis spectroscopy. The solids evaluated showed a maximum efficiency of 76.8% at a ratio of 0.14 g/mL for CaCO3 and 74.5% at a ratio of 1.57 mg/mL for the ilmenite tails. On the other hand, the efficiencies obtained using the solids proposed for the treatment of emulsions were compared against chemical demulsifiers used in the Oil&Gas industry. For this, bottle tests were carried out using reverse, universal and Span 20 breaker. The results showed that to achieve greater efficiency than that obtained by solids, concentrations of 1500 ppm of Span 20 and 2000 ppm of reverse breaker are required. Finally, this research made it possible to identify the great potential represented using ilmenite and calcium carbonate tailings in more environmentally friendly processes to treat production waters derived from the production of present oil for subsequent reinjection or discharges according to current environmental and legal provisions.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001615090
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-7554-2846
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/20.500.14071/15908
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería 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.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectSurfactante
dc.subjectAgua de producción
dc.subjectRecobro
dc.subjectTratamiento
dc.subjectAmbiental
dc.subject.keywordSurfactant
dc.subject.keywordProduction Water
dc.subject.keywordRecovery
dc.subject.keywordTreatment
dc.subject.keywordEnvironmental
dc.titleEvaluación experimental del uso de agregados sólidos como desestabilizadores de sistemas surfactante/aceite/agua derivados de procesos de inyección de surfactantes
dc.title.englishExperimental Evaluation of the Use of Solid Aggregates as Destabilizers of Surfactant/Oil/Water Systems derived from Surfactant Injection Processes
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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