Tópicos avanzados de reología aplicados a la industria del petróleo

Procesos y energía.

Resumen

Usualmente la reología es considerada como una ciencia robusta de difícil comprensión; sin embargo, el buen entendimiento de las propiedades reológicas de materiales, permite obtener información tangible y de gran utilidad en el desarrollo de productos a diferentes escalas industriales. La industria petrolera no es ajena a este panorama, dado que el debido diseño de operaciones extractivas, de estimulación y perforación, tomando en cuenta los parámetros de flujo y propiedades reológicas de los fluidos de trabajo, permite llevar a cabo procesos con una mayor eficiencia técnica. y económico. Aplicaciones de distintos tipos de materiales y fluidos en procesos de estimulación como los fluidos de fractura, en perforación con novedosos diseños de lodos y, en procesos de recobro IOR y EOR con el uso de polímeros, requieren un mayor discernimiento con respecto a los parámetros reológicos que afecta el rendimiento de estas distintas operaciones realizadas a cabo en la industria petrolera. De este modo, se hace necesario generar y consolidar el conocimiento relacionado con el comportamiento reológico de los fluidos y distintos materiales utilizados en la industria petrolera, con el fin de aumentar la calidad técnica de los procesos anteriormente mencionados. Se espera mediante el estudio de los conceptos ligados a la reología, ampliar el panorama del uso de sus fundamentos teóricos en el desarrollo de procesos reales a escala industrial.

Profesor: Esteban Taborda Acevedo

Fecha de inicio: 5 de febrero de 2024

Valor: $2.773.333 cop

Duración: 96 Horas

Horario: Miércoles - Viernes 4:00 - 6:00 p.m.

Créditos: 4

Modalidad: Clases Magistrales, conferencistas especializados.

Dirigido a

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Profesionales, deseable que tengan relación con la industria del petróleo.

Objetivos

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Objetivo general:

Generar conocimiento relacionado con el comportamiento reológico de los fluidos y distintos materiales utilizados en la industria petrolera, con el fin de aumentar la calidad técnica de los procesos productivos.

Objetivos específicos:

Entender y diferenciar los diferentes tipos de fluidos desde los conceptos generales de reología, específicamente los fluidos utilizados en la industria del petróleo y el gas.
Aprender y aplicar los conceptos fundamentales de reología dinámica y viscosidad lineal como herramienta fundamental de caracterización de fluidos y materiales.
Identificar y aplicar las diferentes técnicas de medición, desde viscosimetría, reometría hasta técnicas más avanzadas como NMR, entre otras. Integrar los resultados obtenidos desde mediciones reológicas, con la fenomenología de los procesos involucrados.

Perfil del docente

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Nombre: Esteban Taborba Acevedo

Hoja de vida: Link

Ingeniero químico Maestría en Ingeniería Química Doctorado - Sistemas Energéticos Especialista en fluidos profesionales - PVT Gestión de Servicios Técnicos. Vicepresidencia de Exploración, ECOPETROL. Profesor Departamento de Procesos y Energía.

Especialidades:

Caracterización y Modelado de fluidos y pruebas PVT en condiciones de yacimiento y superficie.
Reología.
Sistemas petroleros y modelado de cuencas.
Procesos de Daño de Formación, Recuperación Mejorada, CCUS, Emulsiones, entre otros.
Especialista en Laboratorios aplicados a la Industria del Petróleo y Gas

Contenido de la asignatura

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1. INTRODUCCIÓN

1.1. Conceptos generales de reología 1.2. Sistemas ideales: fluidos Newtonianos y sólidos Hookeanos. 1.3. Microestructura de materiales. 1.4. Fenómenos de flujo y aplicaciones reales.

2. REOMETRÍA ESTÁTICA

2.1. Esfuerzo y deformación. 2.2. Límite de fluencia y deformación de fluencia. 2.3. Comportamiento reológico a condiciones estáticas. 2.4. Tixotropía: curvas de flujo y “step-down”. 2.5. Modelos de comportamiento reológico estático.

3. REOLOGÍA DINÁMICA Y VISCOELASTICIDAD LINEAL.

3.1. Modelo de Maxwell y Kelvin-Voigt 3.2. Viscoelasticidad y respuestas lineales a la deformación. 3.3. Oscilometría. 3.4. Creep y relajación del estrés. 3.5. Modelo de Maxwell generalizado y espectro de tiempo de relajación.

4. PROPIEDADES REOLÓGICAS DE MATERIALES.

4.1. Crudos ligeros, pesados y extrapesados. 4.2. Polímeros. 4.3. Emulsiones y suspensiones. 4.4. Fluidos de fractura 4.5. Fluidos de perforacion

5. TÉCNICAS DE MEDICIÓN

5.1. Técnicas simples de medición (mediciones suaves). 5.2. Técnicas robustas de medición. 5.3. Técnicas alternativas y resonancia magnética nuclear (RMN).

Metodología

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Clases Magistrales, conferencistas especializados.

Bibliografía:

[1] F. Souas, A. Safri, and A. J. P. R. Benmounah, "A review on the rheology of heavy crude oil for pipeline transportation," vol. 6, no. 2, pp. 116-136, 2021.
[2] F. Souas, A. Safri, A. J. P. S. Benmounah, and Technology, "On the rheological behavior of light crude oil: a review," vol. 38, no. 16, pp. 849-857, 2020.
[3] H. W. Yarranton, D. M. Sztukowski, P. J. J. o. c. Urrutia, and i. science, "Effect of interfacial rheology on model emulsion coalescence: I. Interfacial rheology," vol. 310, no. 1, pp. 246-252, 2007.
[4] G. R. Q. Chila, C. A. S. Duque, and N. R. R. Reyes, "Reología, casos de aplicación en la industria Colombiana," in VIII Congreso Internacional de Materiales CIM, 2016.
[5] H. A. Barnes, A handbook of elementary rheology. University of Wales, Institute of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 2000.

Evaluación

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Ejecución de trabajos grupales, presentación de trabajos e informes.

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