Ingeniería de Petróleos · 2012
Estudio de factibilidad del uso de pulpa de café como aditivo en lodos de perforación
Una de las mayores preocupaciones de la industria petrolera consiste en la reducción del alto impacto ambiental que genera el uso de aditivos químicos en el diseño de los fluidos de perforación. Por esta razón, ha surgido la necesidad de implementar aditivos que sean biodegradables, con el fin de contribuir a la preservación del medio ambiente. El presente proyecto nace con el objetivo de estudiar el uso de la pulpa de café como aditivo para lodos de perforación, como una propuesta para reducir la contaminación generada por los aditivos comerciales. La pulpa de café es el primer producto que se obtiene como resultado del proceso de beneficio que se le realiza al grano del café, el cual representa en base seca alrededor del 29% del peso total del fruto. Este producto se caracteriza por tener en su composición altos contenidos de taninos, ligninas y celulosa, los cuales son compuestos utilizados como base para la creación de aditivos comerciales en fluidos de perforación. El presente proyecto está dividido en 7 capítulos. El primero describe las generalidades y las propiedades de los fluidos de perforación; el segundo se enfoca en las generalidades de los agentes dispersantes, viscosificantes y controladores de filtrado; el tercero hace referencia a las generalidades de la pulpa de café; el cuarto consiste en el proceso de liofilización; el quinto se basa en el proceso necesario para transformar la pulpa de café en polvo; el sexto contiene información concerniente con el diseño experimental donde se describen las diferentes pruebas a realizar; y finalmente el capítulo 7, corresponde al desarrollo de las pruebas con su respectivo análisis de resultados, junto con el análisis de costos concerniente a la producción de un saco de pulpa de café.
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1 páginas con «café cambio climático»
Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 18
- GENERALIDADES DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓNp. 19
- DEFINICIÓNp. 19
- Funciones de los lodos de perforaciónp. 19
- FASES DE LOS LODOS DE PERFORACIÓNp. 20
- CLASIFICACIÓN DE LOS LODOS DE PERFORACIÓNp. 20
- Fluidos de perforación base aguap. 20
- Fluidos de perforación base aceitep. 21
- PROPIEDADES DEL LODO DE PERFORACIÓN Y SU MEDICIÓNp. 21
- Propiedades Físicas de los Fluidos de Perforaciónp. 22
- Densidadp. 22
- Viscosidadp. 22
- Yield Point ó Punto de Cedenciap. 23
- Resistencia o Fuerza de Gelp. 23
- Filtrado APIp. 23
- Propiedades Químicas de los Lodos de Perforaciónp. 24
- Alcalinidadp. 24
- Durezap. 24
- Concentración de Clorurosp. 24
- CONTROLADORES DE FILTRADOp. 25
- PROCESO DE DISPERSIÓNp. 25
- Proceso Físico-Químico de la dispersiónp. 25
- Fases de un Proceso de dispersiónp. 25
- Tipos de fuerzas existentes entre Partículasp. 26
- Mecanismos Defloculantesp. 27
- Mecanismos de Floculaciónp. 28
- Control de la Viscosidad de un Lodo de Perforaciónp. 28
- Tipos de dispersantesp. 30
- Función de los dispersantes en Lodos de Perforaciónp. 32
- COMPORTAMIENTO DE LAS ARCILLAS COMO VISCOSIFICANTEp. 32
- Tipos de Arcillasp. 32
- Función de las Arcillas en los Lodos de Perforaciónp. 33
- Composición de los Lodos base agua-arcillap. 33
- Procesos de enlaces entre las Partículas de Arcillap. 34
- Rendimiento de las Arcillasp. 35
- CONTROL DE FILTRADOp. 36
- Teoría de la Filtraciónp. 36
- Tipos de Filtraciónp. 37
- Factores que afectan la Filtraciónp. 37
- GENERALIDADES SOBRE LA PULPA DE CAFÉp. 39
- GENERALIDADES DEL CAFÉp. 39
- Variedades de las Especies de Cafép. 39
- Composición Química del Cafép. 42
- Cultivos de Café en Colombiap. 43
- Componentes del fruto del Cafép. 46
- DESCRIPCIÓN DE LA PULPA DE CAFÉp. 47
- Composición Química de la Pulpa de Cafép. 48
- Posibles Usos de la Pulpa de Cafép. 51
- GENERALIDADES SOBRE EL PROCESO DE LIOFILIZACIÓNp. 53
- MÉTODOS USADOS PARA EL SECADO DE LA PULPA DE CAFÉp. 53
- Secado al Solp. 53
- Secador de Túnel a Contracorrientep. 54
- PROCESO DE LIOFILIZACIÓNp. 55
- Etapas del Secado por Sublimaciónp. 56
- Fenómenos involucrados en el Proceso de Liofilizaciónp. 59
- OBTENCIÓN DE LA PULPA DE CAFÉp. 60
- DESHIDRATACIÓN DE LA PULPA DE CAFÉp. 61
- PULVERIZACIÓN DE LA PULPA DE CAFÉ LIOFILIZADAp. 63
- PULPA DE CAFÉ COMO ADITIVO EN LODOS DE PERFORACIÓNp. 68
- DISEÑO EXPERIMENTALp. 68
- Identificación y Definición de Variablesp. 69
- Selección del Diseño Experimentalp. 70
- DISEÑO DE PRUEBASp. 70
- Fase Preliminar: Prueba de Compatibilidadp. 71
- Primera Fase: Pruebas de la Pulpa de Café como Dispersantep. 74
- Lodos Contaminadosp. 79
- Contaminación con Sal (NaCL)p. 79
- Contaminación con Cementop. 82
- Cuarta Fase: Prueba de Rendimiento de la Pulpa de Cafép. 89
- DESARROLLO DE PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 90
- FASE PRELIMINAR: PRUEBA DE COMPATIBILIDADp. 71
- DISPERSANTEp. 96
- CONTAMINADOSp. 112
- DC1 en Lodos contaminados con Salp. 119
- DC1 en Lodos contaminados con Cementop. 121
- CONTROLADOR DE FILTRADOp. 87
- Prueba de Rendimiento de la Pulpa de Cafép. 135
- Prueba de Rendimiento de un Viscosificante Comercial (VC)p. 138
- ANÁLISIS DE COSTOSp. 141
- CONCLUSIONESp. 152
- RECOMENDACIONESp. 154
- BIBLIOGRAFÍAp. 155
- ANEXOSp. 157
- TABLA 1. Factores que afectan la Viscosidadp. 30
- Canephorap. 41
- TABLA 3. Composición Química del Café Verde según Payenp. 42
- A Diciembre de 2011p. 45
- TABLA 5. Composición Química de la Pulpa de Cafép. 48
- TABLA 6. Contenido de otros compuestos en la Pulpa de Cafép. 49
- TABLA 7. Contenido de Cenizas y de Minerales de la Pulpa de Cafép. 50
- de Cafép. 51
- TABLA 9. Datos Operacionales del Secador de Túnel a Contracorrientep. 55
- TABLA 10. Contenido de Humedad Final de las muestras de Pulpa de Cafép. 62
- TABLA 11. Identificación y Definición de Variablesp. 69
- TABLA 12. Concentraciones de las diferentes Muestras Analizadasp. 72
- TABLA 13. Registro de las Observaciones de la Prueba de Compatibilidadp. 73
- TABLA 14. Formato utilizado para el Análisis de la Pulpa de Café como Dispersantep. 75
- Pulpa de Café como Dispersantep. 108
- Lodos Contaminados con Salp. 81
- Pulpa de Café como Dispersante en Lodos Contaminados con Salp. 81
- Pulpa de Café como Dispersante en Lodos Contaminados con Cementop. 82
- Lodos Contaminados con Cementop. 83
- Filtradop. 75
- Análisis de la Pulpa de Café como Controlador de Filtradop. 87
- de la Pulpa de Cafép. 49
- Pulpa de Café y DC1p. 100
- de Café y DC1p. 99
- de Pulpa de Café y DC1p. 103
- Pulpa de Café como Dispersante en lodos caladosp. 104
- DC1 como Dispersante en lodos caladosp. 105
- Pulpa de Café como Dispersante en lodos caladosp. 104
- DC1 como Dispersante en lodos caladosp. 105
- Pulpa de Café como Dispersante en lodos caladosp. 104
- DC1 como Dispersante en lodos caladosp. 105
- efectividad de la Pulpa de Café como Dispersante en lodos caladosp. 107
- efectividad del DC1 como Dispersante en lodos caladosp. 108
- efectividad de la Pulpa de Café como Dispersante en lodos caladosp. 107
- efectividad del DC1 como Dispersante en lodos caladosp. 108
- como Dispersante en lodos caladosp. 105
- Pulpa de Café en Lodos contaminados con Salp. 114
- tratado con 5 ppb de Pulpa de Café y DC1p. 103
- DC1 en Lodos contaminados con Salp. 119
- Pulpa de Café y DC1 en Lodos contaminados con Cementop. 122
- cemento tratado con 5 ppb de Pulpa de Café y DC1p. 125
- Dispersante DC1 en Lodos contaminados con Cementop. 126
- como Controlador de Filtrado (réplica)p. 129
- como Controlador de Filtradop. 130
- del Controlador comercial CF1p. 133
- del Controlados comercial CF2p. 134
- de Pulpa de Cafép. 72
- (Original)p. 104
- (Réplica)p. 106
- TABLA 51. Análisis estadístico del Rendimiento de la Pulpa de Café en agua dulcep. 138
- (Original)p. 104
- (Réplica)p. 106
- Café y de Dispersante DC1p. 146
- la Pulpa de Cafép. 147
- al Comprar el Liofilizadorp. 151
- FIGURA 1. Asociación de las Arcillasp. 35
- Rebelo, 2005)p. 41
- FIGURA 3. Participación en la Producción Total de Café por continente en el 2011p. 44
- año 2011p. 45
- FIGURA 5. Corte Longitudinal de la Cereza de Cafép. 46
- FIGURA 6. Diagrama Esquemático del Liofilizadorp. 56
- FIGURA 7. Diagrama Temperatura - Concentración del Agua y una Solución Acuosap. 57
- FIGURA 8. Ciclo de la Liofilizaciónp. 58
- FIGURA 9. Esquema del Secado por Sublimaciónp. 59
- FIGURA 11. Equipo Liofilizador Virtis Advantagep. 62
- FIGURA 12. Muestra de Pulpa de Café Liofilizadap. 63
- FIGURA 13. Pulpa de Café Liofilizada molida por Primera vezp. 64
- FIGURA 14. Pulpa de Café Liofilizada molida por Segunda vezp. 64
- FIGURA 15. Muestra de Pulpa de Café Liofilizada y tamizada a 200 μmp. 65
- FIGURA 16. Tamizador Mecánico utilizadop. 65
- FIGURA 17. Producto de Residuo después del Proceso de Tamizadop. 66
- Cafép. 87
- FIGURA 19. Muestras de Agua Fresca y Pulpa de Café trascurridos siete (7) díasp. 93
- FIGURA 21. Muestras de Soda Cáustica y Pulpa de Café trascurridos siete (7) díasp. 94
- FIGURA 22. Muestras de Cal y Pulpa de Café trascurridos siete (7) díasp. 94
- FIGURA 25. Muestras de Sal y Pulpa de Café trascurridos siete (7) díasp. 95
- FIGURA 26. Muestras de Cemento y Pulpa de Café trascurridos siete (7) díasp. 95
- Pulpa de Café y DC1p. 100
- Pulpa de Café y DC1p. 100
- Pulpa de Café y DC1p. 100
- concentraciones de Pulpa de Café Y DC1p. 102
- concentraciones de Pulpa de Café y DC1p. 102
- Pulpa de Café y DC1p. 100
- de Pulpa de Café y DC1p. 103
- contaminado con Sal al ser tratado con Pulpa de Café y DC1p. 115
- contaminado con Sal al ser tratado con Pulpa de Café y DC1p. 115
- contaminado con Sal al ser tratado con Pulpa de Café y DC1p. 115
- lodo contaminado con Sal al ser tratado con Pulpa de Café y DC1p. 116
- lodo contaminado con Sal al ser tratado con Pulpa de Café y DC1p. 116
- lodo contaminado con Sal al ser tratado con Pulpa de Café y DC1p. 116
- lodo contaminado con Sal al ser tratado con Pulpa de Café y DC1p. 116
- contaminado con Cemento tratado con Pulpa de Café y DC1p. 123
- contaminado con Cemento tratado con Pulpa de Café y DC1p. 123
- contaminado con Cemento tratado con Pulpa de Café y DC1p. 123
- un Lodo contaminado con Cemento tratado con Pulpa de Café y DC1p. 124
- Lodo contaminado con Cemento tratado con Pulpa de Café y DC1p. 125
- contaminado con Cemento al ser tratado con Pulpa de Café y DC1p. 127
- contaminado con Cemento al ser tratado con Pulpa de Café y DC1p. 127
- de los productos evaluadosp. 132
- de los productos evaluadosp. 132
- FIGURA 50. Curva de Rendimiento de la Pulpa de Cafép. 136
- FIGURA 51. Curva Rendimiento - Viscosificante VCp. 140