Análisis de la reactividad de crudos pesados aplicando recobro térmico con catalizadores y técnicas espectroscópicas

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dc.contributor.advisorQuintero Pérez, Henderson Iván
dc.contributor.advisorAriza León, Emiliano
dc.contributor.authorLeón Bermúdez, Adán Yovani
dc.contributor.evaluatorGarcía Duarte, Hugo Alejandro
dc.date.accessioned2024-11-29T14:31:26Z
dc.date.available2024-11-29T14:31:26Z
dc.date.created2024-11-13
dc.date.issued2024-11-13
dc.description.abstractLos métodos de recobro mejorado son fundamentales para extraer el crudo remanente de los yacimientos, en donde procesos de inyección de vapor son considerados como una ruta prometedora. Por lo tanto, en este estudio, se evaluó el efecto termoquímico con catalizador en la mejora de las propiedades fisicoquímicas de crudos pesados colombianos, utilizando el proceso de inyección de vapor con precursores liposolubles de catalizadores. Las pruebas de interacción fluido-fluido se realizaron sobre tres crudos pesados (A, B y C) en condiciones representativas de inyección de vapor con naftenato de hierro (NFe 100ppm/Fe) en un reactor batch, a 270 °C y 800 psi, durante 66 horas. Se analizaron propiedades fisicoquímicas como viscosidad y análisis SARA (saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos). Los resultados mostraron que los crudos A, C y B, tratados termoquímicamente con NFe, presentaron reducciones de viscosidad (@60°C) del 10.3, 33.8 y 44.4%, respectivamente, en comparación con el crudo original. Estos cambios están relacionados con modificaciones estructurales de las fracciones del crudo, siendo los crudos con mayores alteraciones en su composición SARA los que mostraron mayores reducciones de viscosidad. Esta disminución de viscosidad está vinculada con el aumento de componentes ligeros y la disminución de fracciones pesadas. Adicionalmente, los parámetros moleculares promedio de aromaticidad, oxidación y sulfuración obtenidos por espectroscopia de infrarrojo FTIR-ATR confirmaron que la reactividad de los crudos está asociada con la naturaleza químicas de sus especies. Con la finalidad de relacionar las propiedades fisicoquímicas y la información FTIR-ATR se desarrollaron modelos multivariados por mínimos cuadrados parciales (PLS). Los modelos para las fracciones SARA y viscosidad mostraron coeficientes de correlación R2 y CV-q2 en el intervalo de 0.982 a 0.999, y entre 0.946 a 0.997, indicando que los modelos PLS son una herramienta adecuada para controlar y analizar las condiciones operacionales en el recobro mejorado de crudos pesados.
dc.description.abstractenglishEnhanced oil recovery (EOR) methods are crucial for extracting the remaining oil from reservoirs, where steam injection processes being considered a promising pathway. Therefore, in this study, the thermochemical effect with a catalyst on the improvement of the physicochemical properties of Colombian heavy crudes was evaluated, using a steam injection process with liposoluble catalyst precursors. Fluid-fluid interaction tests were conducted on three heavy crudes (A, B, and C) under representative steam injection conditions with iron naphthenate (NFe 100 ppm/Fe) in a batch reactor at 270 °C and 800 psi for 66 hours. Physicochemical properties such as viscosity and SARA analysis (saturates, aromatics, resins, and asphaltenes) were assessed. The results showed that crudes A, C, and B, thermochemically treated with NFe, exhibited viscosity reductions (@60°C) of 10.3, 33.8, and 44.4%, respectively, compared to the original crude. These changes are associated with structural modifications in the crude oil fractions, with crudes showing more significant alterations in their SARA composition achieving greater viscosity reductions. This decrease in viscosity is linked to an increase in light components and a decrease in heavy fractions. Additionally, the average molecular parameters of aromaticity, oxidation, and sulfurization obtained by FTIR-ATR infrared spectroscopy confirmed that the reactivity of the crudes is related to the chemical nature of their species. To relate the physicochemical properties and FTIR-ATR information, multivariate models using partial least squares (PLS) were developed. The models for the SARA fractions and viscosity showed correlation coefficients (R²) and cross-validation (CV-q²) in the range of 0.982 to 0.999, and between 0.946 to 0.997, indicating that PLS models are a suitable tool for controlling and analyzing operational conditions in enhanced recovery of heavy crudes.
dc.description.degreelevelEspecialización
dc.description.degreenameEspecialista en Ingeniería de Yacimientos
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/20.500.14071/44854
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programEspecialización en Ingeniería de Yacimientos
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.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.subjectCrudos pesados
dc.subjectNaftenato de hierro
dc.subjectAcuatermólisis catalítica
dc.subjectEspectroscopia de infrarrojo FTIR-ATR
dc.subjectModelos PLS
dc.subject.keywordHeavy Crude Oils
dc.subject.keywordIron Naphthenate
dc.subject.keywordCatalytic Aquathermolysis
dc.subject.keywordFTIR-ATR Infrared Spectroscopy
dc.subject.keywordPLS Models
dc.titleAnálisis de la reactividad de crudos pesados aplicando recobro térmico con catalizadores y técnicas espectroscópicas
dc.title.englishAnalysis of the reactivity of heavy crude oils using thermal recovery with catalysts and spectroscopic techniques
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 - Especialización
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