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ISSN (Print) 0122-5383 - ISSN (Online) 2382-4581
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    • Abstract: ABSTRACT Biocorrosion is a phenomenon that strongly affects the integrity of the materials used in the oil and gas industry. Different types of biocides are currently used to control bacteria in industrial water; however, they have disadvantages such as microbial resistance to these chemical compounds and possible impact on biodiversity due to eventual contamination of natural water. There are several alternatives for the elimination or control of bacteria, among which one is the use of type C ultraviolet (UV-C) radiation. Nevertheless, the use of these micro-organism removal systems could be affected by water quality and its efficiency can be improved by using LED diodes of lower energy consumption and greater versatility in exposure to high temperatures. This work was aimed to evaluate the use of such radiation as a strategy for the control and/or elimination of sulfate reducing bacteria (SRB), and acid producing bacteria (APB) present in both corrosion and souring processes. For this purpose, injection water from oil and gas industry and a dynamic system which flow variation enabled the evaluation of different water exposure times to UV-C light (120 minutes) were used. Efficiencies ranging between 99-100% were achieved in the elimination of SRB and APB from produced water measured by two different techniques, selective culture media for these microbial populations, and qPCR detecting a specific gene from the SRB population.RESUMEN La biocorrosión es un fenómeno que afecta en gran medida La integridad de Los materiales utilizados en La industria del Petróleo. Diferentes tipos de biocidas son utilizados actualmente para el control de bacterias en aguas industriales, sin embargo, presentan una serie de inconvenientes, tales como: resistencia microbiana a dichos compuestos químicos y posible afectación de La biodiversidad por eventual contaminación de aguas naturales. Existen otras alternativas para la eliminación o el control de microorganismos entre las cuales está el uso de la radiación ultravioleta tipo C. No obstante, el uso de estos sistemas de eliminación de microorganismos se ve afectado por la calidad del agua y su eficiencia puede ser mejorada utilizando diodos tipo LED de menor consumo energético y mayor versatilidad en la exposición a altas temperaturas. El propósito de este trabajo fue evaluar el uso de dicha radiación como estrategia en el control y/o eliminación de bacterias asociadas a procesos de corrosión y agriamiento (BSR y BPA). Usando aguas de inyección y un sistema dinámico con variación del flujo se evaluaron diferentes tiempos de exposición del agua a la luz UV-C (1-20 minutos). Se obtuvieron eficiencias entre 99-100% en la eliminación de bacterias BSR y BPA medidas por dos técnicas diferentes, usando medios de cultivo selectivos para estas poblaciones microbianas y usando qPCR para detectar un gen específico de la población BSR.

    • Abstract: ABSTRACT The use of renewable energy such as photovoltaic is growing. According to IRENA, these systems are one of the most dynamic generation technologies. The global photovoltaic market has grown rapidly between 2000 and 2016 at an annual average compound rate of 44%, from 0.8 GW to 291 GW. In Colombia, regions with high solar irradiation levels have been identified as emerging markets. The Government's plan is to increase the share of non-conventional energies in the energy matrix from 2% to 8% - 10%. However, the uncertainties associated with technology and sites specific degradation rates make it difficult to calculate accurate electricity generation efficiencies and predicting future performance and material degradation rates, and thus business models exhibit considerable deviations related to the real electricity generation rates. This work studies the performance and early degradation of a 180.8 kWp rooftop on grid connected photovoltaic system, installed in Barranquilla, Colombia. Two methods were used: i) estimation of solar conversion efficiency, and ii) visual inspection. The first method includes a cross analysis of climatic conditions, irradiance levels, and the generated energy downstream the inverters. The second method consists of periodical visual inspections of installed modules to check: discoloration, delamination, busbar corrosion, cracking of solar cell, glass breakage, anti-reflection coating and solder bond.RESUMEN El uso de recursos de energía renovable está creciendo, especialmente la energía solar fotovoltaica. Según IRENA, los sistemas solares fotovoltaicos son una de las tecnologías de generación de energía renovable más dinámicas. El mercado mundial de energía fotovoltaica ha crecido rápidamente entre 2000 y 2016, mostrando una tasa compuesta anual promedio de 44%, de 0.8 GW a 291 GW. En Colombia, las regiones con altos niveles de irradiación solar han sido identificadas como mercados emergentes en este tipo de energía. El plan del Gobierno es aumentar la participación de energías no convencionales en la matriz energética del 2% al 8% y 10%. Sin embargo, las incertidumbres asociadas con las tasas de degradación específicas de la tecnología y los sitios dificultan el cálculo de las eficiencias de generación de electricidad precisas y la predicción del rendimiento futuro y las tasas de degradación de materiales, y por lo tanto los modelos de negocios exhiben desviaciones considerables con respecto a las tasas de generación de electricidad reales. El objetivo de nuestro trabajo es estudiar el rendimiento y la degradación temprana de un techo de 180.8 kWp en un sistema fotovoltaico conectado a la red, instalado en Barranquilla, ciudad ubicada en el norte de Colombia. Se utilizaron dos métodos para evaluar el rendimiento y la degradación temprana: i) Estimación de la eficiencia de conversión solar y ii) inspección visual. El primer método incluye un análisis cruzado entre las condiciones climáticas, los niveles de irradiancia y la energía generada por los inversores aguas abajo. El segundo método consiste en inspecciones visuales periódicas de los módulos instalados para observar si hay alguno de los siguientes modos de degradación: decoloración, delaminación, corrosión de la barra colectora, grietas de la célula solar, rotura de vidrio, revestimiento antirreflectante y unión por soldadura.

    • Abstract: ABSTRACT Accuracy of earthquake location methods is dependent upon the quality of input data. In the real world, several sources of uncertainty, such as incorrect velocity models, low Signal to Noise Ratio (SNR), and poor coverage, affect the solution. Furthermore, some complex seismic signals exist without distinguishable phases for which conventional location methods are not applicable. In this work, we conducted a sensitivity analysis of Back-Projection Imaging (BPI), which is a technique suitable for location of conventional seismicity, induced seismicity, and tremor-like signals. We performed a study where synthetic data is modelled as fixed spectrum explosive sources. The purpose of using such simplified signals is to fully understand the mechanics of the location method in controlled scenarios, where each parameter can be freely perturbed to ensure that their individual effects are shown separately on the outcome. The results suggest the need for data conditioning such as noise removal to improve image resolution and minimize artifacts. Processing lower frequency signal increases stability, while higher frequencies improve accuracy. In addition, a good azimuthal coverage reduces the spatial location error of seismic events, where, according to our findings, depth is the most sensitive spatial coordinate to velocity and geometry changes.RESUMEN La precisión de Los métodos de Localización de señales sísmicas depende de la calidad de los datos de entrada. En la práctica, existen múltiples fuentes de incertidumbre que afectan La solución, incluyendo modelos de velocidad incorrectos, baja relación señal-ruido y cobertura azimutal deficiente. Además, existen señales sísmicas sin fases distinguibles que impiden su localización por métodos convencionales y requieren otro enfoque. En este trabajo, se realiza un análisis de sensibilidad de los métodos Back-Projection Imaging (BPI), aplicables para localizar sismos convencionales, microsismicidad inducida, señales tipo tremor y otros. Consecuentemente, se lleva a cabo un estudio controlado en el cual los datos sintéticos se modelan con fuentes explosivas de espectro fijo, donde cada parámetro puede perturbarse independientemente asegurando que sus efectos se manifiesten por separado en el resultado. Los resultados muestran la necesidad de pre-acondicionar los datos para reducir el ruido, el número de artefactos y mejorar la resolución de la imagen. Procesar las bajas frecuencias mejora la estabilidad del método, mientras que las altas frecuencias mejoran su exactitud. Adicionalmente, una buena cobertura azimutal reduce el error en la ubicación de un evento, en donde la profundidad resultó ser la coordenada espacial más sensible a los cambios de velocidad y geometría.

    • Abstract: ABSTRACT The use of downer reactors (gas-solid co-current downward flow) in the Fluid Catalytic cracking (FCC) process for the upgrading of heavy crude oil into more valuable products has gradually become more common in the last decades. This kind of reactor is characterized by having homogeneous axial and radial flow structures, no back mixing, and shorter residence times as compared with the riser reactor type. Although downer reactors were introduced a long time ago, available information in literature about the multiphase hydrodynamic behavior at FCC industrial scale is scarce. Therefore, it is necessary to conduct experimental and computational studies to enhance the understanding of the hydrodynamics of two-phase co-current downward flow. The Computational Fluids Dynamics (CFD) software, Ansys Fluent, is used to study two-dimensional gas (air) and solid (catalyst particle) flow in a downer section of a cold-flow circulation fluidized bed (CFB) system at laboratory scale. The implemented computational model is validated by comparing numerical results for solid velocity and volume fraction with measurements carried out on a CFB system using a fiber-optic probe laser velocimeter. According to numerical results obtained for different gas velocity and solid flux, flow development cannot only be estimated by considering solid axial velocity changes along the reactor; it is also necessary to take into account solid volume fraction axial variations as radial profiles can change even when velocity profiles are developed.RESUMEN EL uso de reactores tipo downer (flujo de sólidos y gas en dirección de La gravedad) cada día es más común en el proceso de craqueo catalítico (FCC, por su siglas en inglés) para el refinamiento de crudos pesado en productos de mayor valor. Este tipo de reactores es caracterizado por presentar distribuciones axiales y radiales de flujo homogéneas, evitando el retro mezclado, y por tener tiempos de residencia menores en comparación con reactores tipo riser. A pesar de que los reactores downer son empleados desde hace varias décadas, la información disponible en la literatura acerca del comportamiento hidrodinámico en procesos FCC a escala industrial es escasa. Por lo tanto, es necesario llevar a cabo estudios experimentales y computacionales con el objetivo de mejorar el entendimiento de la hidrodinámica del flujo bifásico en dirección de la gravedad. El software de dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés) Ansys Fluent, es empleado para estudiar el flujo bidimensional de gas (aire) y sólidos (partículas de catalizador) en la sección downer de un sistema frío de lecho fluidizado circulante (CFB, por su siglas en inglés) a escala de laboratorio. El modelo computacional implementado es validado mediante la comparación de resultados numéricos, para las distribuciones de velocidad y fracción volumétrica de sólidos, con las mediciones realizadas en el sistema CFB con una sonda de fibra óptica de velocimetría láser. De acuerdo con los resultados numéricos obtenidos para diferentes velocidades de gas y flux de sólidos, el desarrollo de flujo no puede ser estimado sólo con base en cambios de la velocidad axial a lo largo del reactor. Es necesario considerar las variaciones axiales de la fracción volumétrica puesto que los perfiles radiales pueden cambiar incluso cuando los perfiles de velocidad están desarrollados.

    • Abstract: ABSTRACT Currently, the amount of recorded data in a seismic survey is in the order of hundreds of Terabytes. The processing of such amount of data implies significant computational challenges. One of them is the I/O bottleneck between the main memory and the node memory. This bottleneck results from the fact that the disk memory access speed is thousands-fold slower than the processing speed of the co-processors (eg. GPUs). We propose a special Kirchhoff migration that develops the migration process over compressed data. The seismic data is compressed by using three well-known Matching Pursuit algorithms. Our approach seeks to reduce the number of memory accesses to the disk required by the Kirchhoff operator and to add more mathematical operations to the traditional Kirchhoff migration. Thus, we change slow operations (memory access) for fast operations (math operations). Experimental results show that the proposed method preserves, to a large extent, the seismic attributes of the image for a compression ratio up to 20:1.RESUMEN Actualmente, la cantidad de datos recolectados en un estudio sísmico está en el orden de los cientos de Terabytes. Esta cantidad de datos impone varios retos computacionales, siendo uno de los más importantes el cuello de botella de entrada/salida datos desde/ hacia la memoria principal y la memoria del nodo. Este cuello de botella es una consecuencia directa de que la velocidad de acceso a la memoria del disco es miles de veces más lenta que la velocidad de procesamiento de los coprocesadores (e.g. GPUs). Nosotros presentamos una migración especial de Kirchhoff que permite migrar datos comprimidos. Los datos sísmicos se comprimen utilizando tres algoritmos conocidos Matching Pursuit. Nuestro enfoque busca reducir el número de accesos de memoria requeridos por el operador de Kirchhoff. El enfoque requiere agregar más operaciones matemáticas a la migración tradicional de Kirchhoff. De esta manera, cambiamos las operaciones lentas (acceso a la memoria) por operaciones rápidas (operaciones matemáticas). Los resultados experimentales demuestran que el método propuesto preserva significativamente los atributos sísmicos de la imagen para una relación de compresión de hasta 20:1.

    • Abstract: ABSTRACT Reducing sugars produced from agro-industrial wastes by means of hydrolysis represent a promising alternative of chemicals and energy. Yet, large scale production still struggles with several factors involving process complexity, sugars degradation, corrosion, enzyme recyclability and economic feasibility. More recently, sub and supercritical water hydrolysis has been reported for the production of reducing sugars as a readily available alternative to acid and enzymatic biomass hydrolysis. Accordingly, in this work the results of batch and semicontinuous lab scale subcritical water hydrolysis experiments of agro-industrial wastes of pea pot and corn stover are discussed. Experiments were carried in the temperature range 250 to 300 °C, pressures up to 3650 psi, residence times up to 30 minutes in batch mode operation or water flowrates up to 12 mL/min in semicontinuous mode operation. Produced sugars were assessed in the effluent of each experimental run by means of dinitrosalicilic acid method (DNS). A maximum total reducing sugar (TRS) yield of 21.8% was measured for batch pea pot subcritical water hydrolysis experiments at 300°C, 15 minutes, 3650 psi and 1:6 biomass to water mass ratio. Semicontinuous subcritical water hydrolysis of corn stover showed a maximum TRS accumulated yield of 19% at 290 °C, 1500 psi and water flowrate of 9 mL/min. The results showed the feasibility of producing reducing sugars from agro-industrial wastes currently discarded through subcritical hydrolysis.RESUMEN Los azucares reductores totales (TRS) producidos a partir de desechos agroindustriales por medio de hidrólisis representan una solución prometedora para la obtención de químicos y energía. Sin embargo, la producción a gran escala de estos azucares presenta algunos factores limitantes como son alta complejidad de los procesos, degradación de azúcar, corrosión, reciclabilidad de las enzimas y factibilidad económica. Recientemente, la hidrólisis en agua sub y supercrítica se ha reportado como una alternativa viable a la hidrólisis ácida y enzimática. Consecuentemente, en este trabajo se reportan los resultados de la hidrólisis batch y semicontinua a nivel de laboratorio de residuos agroindustriales de la cáscara de arveja y follaje de maíz. Los experimentos se llevaron a cabo en el rango de temperatura de 250 a 300 °C, presiones hasta 3650 psi, tiempos de reacción batch de hasta 30 minutos y flujos de agua de hasta 12 mL/min en el modo semicontinuo. Los azucares producidos se evaluaron en el efluente de cada corrida experimental por medio del método del ácido dinitrosalicilico (DNS). Una productividad máxima de TRS de 21.8% se midió en la hidrólisis batch en agua subcrítica a 300 °C, 15 min, 3650 psi y relación másica biomasa a agua de 1:6. Para la hidrólisis semicontinua se midió una productividad acumulada de 19% de TRS a 290 °C, 1500 psi y flujo de agua de 9 mL/min. Los resultados de productividad de azucares reductores demuestran la versatilidad del proceso de hidrólisis subcrítica para la potencial valorización de diversos desechos agroindustriales.

    • Abstract: ABSTRACT The Colombia basin contains Large volumes of sediment accumulated during the last 17 My. The use of isochore maps, exploratory wells, micropaleontological and geochronological dates has enabled us to estimate the volumes of sediment and accumulation rates in this basin. The analysis of source of sediments and exhumation data from the Northern Andes of South America led to the definition of areas and thicknesses of material eroded during the Neogene - Quaternary, to obtain volumes or material eroded from the continent that can be correlated with sediment volumes accumulated in the Colombia Basin. The analyzed sediment volumes suggest that during the last 17 My ~72.06x1015 Tons accumulated in the Colombia Basin, while ~ 7.16x1013 Tons accumulated in the continental catchment areas. The sedimentation in the Colombian Basin has occurred at variable rates, with values ranging from 55 MTons/My to 295 MTons/My, with a peak of 803 MTons/My in the early Pleistocene (between 2.4 and 2.2 Ma). The evaluation between the total volumes of sediment accumulated in the offshore and onshore, suggests that in the continental part of the basin less than 4% of the total volume of eroded sediment is trapped and, therefore, the behavior of the accumulation rates calculated in the offshore directly reflect the relief evolution of South America's Northern Andes. It seems, at large, that the lithospheric convergence rates and subduction angle (South America vs Nazca and Meso Atlantic opening) have controlled the regional exhumation of the Northern Andes, with the exception of the Pleistocene high sedimentation event, which seems to coincide with local events such as the collision of the Panama Arch against Western Antioquia. It may be concluded that thanks to this collision, drainage systems such as those of the Magdalena and Cauca rivers were modified, which resulted in the formation of the Magdalena Submarine Fan.RESUMEN La cuenca de Colombia contiene grandes volúmenes de sedimentos acumulados durante los últimos 17 My. La utilización de mapas de isócoros, pozos exploratorios, dataciones micropaleontológicas y geocronológicas, han permitido estimar los volúmenes de sedimentos y las tasas de acumulación en esta cuenca. El análisis de los datos disponibles de procedencia y exhumaciones de los Andes del Norte de Sudamérica, permiten definir áreas y espesores erosionados durante el Neogeno - Cuaternario en el continente, susceptibles de ser correlacionados con los volúmenes de sedimentos acumulados en la Cuenca de Colombia. El cálculo de los volúmenes sugiere que durante los últimos 17 My se almacenaron 72,06x1015 Toneladas en la Cuenca de Colombia y 7,16x1013 se han acumulado en las cuencas continentales. La sedimentación en la cuenca de Colombia se produce a tasas de volumen variables, con valores que van desde 55 Toneladas/My hasta 295 Toneladas/ My, con un pico de 803 Toneladas/My a principios del Pleistoceno (entre 2,4 y 2,2 My). La comparación entre los volúmenes totales de sedimentos acumulados en el mar y en tierra firme, indican que en el continente se atrapa menos del 4% del volumen total de sedimentos erosionados, por lo que el comportamiento de las tasas de acumulación calculadas en el mar refleja directamente la evolución del relieve de los Andes del Norte de Sudamérica. En general, parece que las tasas de convergencia litosférica y el ángulo de subducción (América del Sur vs. Nazca y apertura Meso Atlántica) han controlado la exhumación regional de los Andes del Norte, con la excepción del evento de alta sedimentación del Pleistoceno, que parece coincidir con eventos locales como la colisión del Arco de Panamá contra el Oeste de Antioquia. Se propone que gracias a esta colisión se modificaron los sistemas de drenaje de ríos como el Magdalena y el Cauca, lo que dio lugar a la formación del Abanico Submarino del Magdalena.

    • Abstract: ABSTRACT Countries all over the world struggle to exploit their Unconventional Hydrocarbon Resources (UHR) to secure energy supply, but only a few of them have succeeded. Regulators and decision-makers should understand the critical factors required for companies to attract capital, technology, and good practices to promote innovation and generate the virtuous cycle that translates into sustainable production. This study seeks to identify the most relevant factors for UHR commercial development. We assessed the UHR exploiting state in 60 countries and identified the critical common development factors for the 22 that are most active. The proposed Unconventional Hydrocarbon Development Index (UDI) allows to model, rank, benchmark, and forecast UHR development activity for any given country. We focused on the case of Colombia to illustrate the validity of this Index. Evidence suggests countries where National Oil Companies (NOCs) address the challenge of exploiting UHR on their own, may lack the required expertise, despite having governmental support and capital availability. It is easier for them to emulate resilient North American firms exploiting UHR by partnering with them to effectively incorporate best practices Governments can facilitate the process through UHR support, surface and subsurface risk reduction, a proper tax regime, and ESG practice promotion.RESUMEN Muchos países alrededor del mundo realizan ingentes esfuerzos para explotar su recurso hidrocarburífero no convencional con el fin de asegurar la autosuficiencia, pero pocos han sido exitosos. Los reguladores y tomadores de decisión requieren comprender los factores críticos necesarios para atraer empresas petroleras multinacionales, con el fin de que apalanquen los esfuerzos de las empresas petroleras nacionales, a través de las mejores prácticas, recursos de capital y la tecnología, necesarios para lograr la innovación y así poder desarrollar estos abundantes recursos de manera ambiental y generando utilidades. El objetivo principal de este estudio es identificar los factores críticos de éxito más relevantes para el desarrollo de estos recursos. Para esto, se analizaron los resultados de 60 países e identificaron los factores críticos en común de los 22 más activos. Se propone la utilización del Índice de Desarrollo de Hidrocarburos no Convencionales (UDI) que utiliza estos factores para modelar, ordenar, comparar y pronosticar la actividad de desarrollo del potencial hidrocarburífero no convencional para un determinado país en particular. Se evalúa el caso de Colombia con el fin de mostrar la validez del Índice. Los resultados del estudio sugieren que aquellos países en donde la empresa petrolera nacional realiza los esfuerzos para desarrollar estos recursos por su cuenta, carecen del conocimiento y la experiencia requerida, a pesar del apoyo gubernamental y la disponibilidad de recursos financieros. Las posibilidades de emular el desempeño de las empresas resilientes norteamericanas que explotan los recursos hidrocarburíferos no convencionales mejoran al realizar alianzas para incorporar las mejores prácticas de manera más efectiva. Los gobiernos pueden apalancar el proceso mediante el apoyo al desarrollo de los Yacimientos no Convencionales, la reducción de los riesgos de superficie y subsuelo, un régimen fiscal atractivo y el apoyo de las prácticas ESG.

    • Abstract: ABSTRACT Power generation through renewable sources is an effective alternative to mitigate climate change as its environmental impact is lower compared to fossil fuels. However, socioeconomic problems are constant in sites where power plants are installed, especially in developing countries. In this paper, an innovative methodology was developed to assess the suitability of electricity generation through solar, wind, and biomass energy. Unlike most studies found in scientific literature, this work considers social, environmental, and economic aspects as key to determine the suitability of energy projects. First, we carried out a comprehensive analysis on social acceptance and resilience towards renewable energy and the conditions for communities to benefit from these projects; then, we analyzed the availability and capacity of renewable energy sources in Mexico, as a case study. Next, a set of indicators related to the three pillars of sustainability was developed to assess the conditions of each place with the best renewable resources in the country. The life cycle and capacity factor of each technology were also considered. Lastly, a mathematical model was developed to determine the most suitable locations and technologies for power generation. The results show a trend towards the states of northern Mexico, especially those bordering the United States, as the most viable for electricity generation. The most appropriate technology is wind energy. Finally, Oaxaca, the state with the best wind resources and current leader in wind power generation in Mexico is, by contrast, the least viable state for wind generation, as has been later confirmed by scientific evidence, as wind facilities are associated with severe socio-cultural and economic damage in host communities in this state.RESUMEN La generación eléctrica mediante fuentes renovables es una alternativa eficaz para mitigar el cambio climático, pues su impacto ambiental es menor en comparación al de los combustibles fósiles. Sin embargo, hay problemas socioeconómicos constantes en los lugares donde se instalan las centrales eléctricas, especialmente en los países en desarrollo. En este trabajo, se desarrolló una metodología innovadora para evaluar la idoneidad de la generación de electricidad a través de energía solar, eólica y biomasa. A diferencia de la mayoría de los estudios encontrados en la literatura científica, este trabajo considera los aspectos sociales, ambientales y económicos como claves para determinar la idoneidad de los proyectos energéticos. Primero, se llevó a cabo un análisis sobre la aceptación social y la resiliencia hacia las energías renovables y las condiciones para que las comunidades se beneficien de estos proyectos, después, analizamos la disponibilidad y capacidad de las fuentes de energía renovable en México, como caso de estudio. A continuación, se desarrolló un conjunto de indicadores relacionados con los tres pilares de la sustentabilidad, para evaluar las condiciones de cada lugar con los mejores recursos renovables del país. También se consideró el ciclo de vida y el factor de capacidad de cada tecnología. Por último, se desarrolló un modelo matemático para conocer los lugares y tecnologías más adecuados para la generación eléctrica. Los resultados muestran una tendencia hacia los estados del norte de México, especialmente los limítrofes con Estados Unidos, a ser los más viables para la generación eléctrica. La tecnología más adecuada es la energía eólica. Finalmente, los hallazgos también indican que Oaxaca, el estado con los mejores recursos eólicos y líder en generación mediante esta tecnología en México, es el estado menos viable para la generación eólica, como fue confirmado con evidencia científica, ya que las instalaciones eólicas están asociadas con daños culturales y económicos en las comunidades receptoras en este estado.

    • Abstract: ABSTRACT Enhanced oil recovery (EOR) techniques are essential to improve oil production, and polymer flooding has become one of the promising technologies for the Brazilian Pre-Salt scenario. Biopolymers offer a range of advantages considering the Pre-Salt conditions compared to synthetic polymers, such as resistance to high salinity, high temperature, and mechanical degradation. In that sense, bulk rheology is the first step in a workflow for performance analysis. This paper presents a rheological analysis of four biopolymers (Schizophyllan, Scleroglucan, Guar Gum, and Xanthan Gum) in concentrations from 10 to 2,300 ppm, generally suitable for EOR applications, in temperature levels of 25, 40, 50, 60 and 70°C and two brines of 30,100 ppm and 69,100 ppm total dissolved solids, which aim to model seawater and the mixture between injected seawater and reservoir water typical in Pre-Salt conditions. The pseudoplastic behavior, the overlap concentration, and the activation energy were determined for each polymer solution. The structural differences in the polymers resulted in different rheological behaviors. Schizophyllan is the most promising, as its viscosifying power is higher than synthetic polymers comparable to Xanthan Gum. Its resistance at high temperatures is higher than that of synthetic polymers. Scleroglucan behaved similarly to Xanthan Gum, with the added advantage of being nonionic. Guar Gum had the lowest viscosities, highest overlap concentrations, and most pronounced viscosity decay among the tested polymers. To the author's knowledge, rheological studies of the biopolymers presented here, considering the viscosities and the overlap concentration and activation energy, in the Pre-salt conditions, are not available in the literature and this will benefit future works that depend on this information.RESUMEN Los métodos de recobro mejorado de petróleo (EOR) son esenciales para aumentar la producción de petróleo. La inyección de polímeros se perfila como una de las tecnologías más prometedoras para el escenario del Pre-Sal Brasileño. Los biopolímeros ofrecen una serie de ventajas en las condiciones del Pre-Sal en comparación con los polímeros sintéticos, como la resistencia a alta salinidad, alta temperatura y degradación mecánica. En ese sentido, la reología bulk es el primer paso del flujo de trabajo para el análisis del desempeño de los biopolímeros. Este artículo presenta un análisis reológico de cuatro biopolímeros (Esquizofilano, Escleroglucano, goma Guar y goma Xantana) en concentraciones entre 10 y 2,300 ppm, generalmente adecuados para aplicaciones EOR, en temperaturas de 25, 40, 50, 60 y 70°C, en dos salmueras de 30,100 ppm y 69,100 ppm de solidos disueltos totales, cuyo objetivo es modelar el agua del mar y la mezcla entre agua del mar y agua de yacimiento típica en las condiciones del Pre-sal. El comportamiento pseudoplástico, la concentración de superposición y la energía de activación fueron determinadas para cada solución polimérica. Las diferencias estructurales de los polímeros dieron como resultado diferentes comportamientos reológicos. El Esquizofilano es muy prometedor, ya que su poder viscosificante es más alto que en los polímeros sintéticos y comparable con la goma Xantana. Además, su resistencia a altas temperaturas es superior a la de los polímeros sintéticos. El Escleroglucano se comportó de forma similar a la goma Xantana, con la ventaja adicional de ser no iónico. La Goma Guar tuvo las viscosidades más bajas, las concentraciones de superposición más altas y el deterioro de la viscosidad más pronunciado entre los polímeros probados. Según el conocimiento de los autores, los estudios reológicos de los biopolímeros aquí presentados, considerando las viscosidades, la concentración de superposición y la energía de activación, en las condiciones del Pre-sal, no están disponibles en la literatura y esto beneficiará los trabajos futuros que dependan de esta información.
School of Mathematical and Computer Sciences
Heriot-Watt University
Edinburgh, EH14 4AS, UK
Tel: +00 44 (0)131 4513762

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