Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Caracterización geológica de un yacimiento sobreexplotado de hidrocarburos para determinar la capacidad de almacenamiento de CO2. Caso de estudio: Cuenca Talara - Lote I.(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-13) Aylas Zenteno, Erick Paul; Eusebio Mercedes, Ingol BlancoEl calentamiento global es un problema que afecta al sistema climático global. Este incremento de temperatura afecta a la naturaleza y la sociedad; sus efectos se ven reforzados por la emisión de gases de efecto invernadero, entre ellos el CO2. Para mitigar sus consecuencias de este problema se vienen empleando diversas tecnologías; la que aborda el presente trabajo es el Almacenamiento Geológico de Carbono (AGC). La presente tesis estudia el Lote I (compuesta por 18 yacimientos) en la provincia de Talara, departamento de Piura al Noroeste del Perú, dentro de la Cuenca Talara; en donde se busca caracterizar geológicamente el Lote I para conocer su capacidad para el AGC. La información se basa principalmente en informes provistos por la empresa PERUPETRO S.A.; asi como, literatura técnica sobre la zona de estudio (Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico [INGEMMET], revistas científicas, tesis, entre otros). Actualmente la información para determinar la capacidad de almacenamiento de CO2 no se encuentra sintetizada y sus propiedades geológicas e hidrogeológicas tampoco han sido evaluadas para este fin. La metodología se basa en un análisis cualitativo de las propiedades geológicas e hidrogeológicas del Lote I para almacenar CO2 y un cálculo del volumen disponible para el AGC. En la zona de estudio las trampas geológicas que presentan una roca reservorio con la profundidad mínima (800 metros) para la inyección de CO2 son dos pares de formaciones: i) Pariñas-Chacra, compuestas respectivamente por areniscas (roca reservorio) y lutitas con presencia de limolitas (roca sello) y ii) Mogollón-Palegreda, compuestas respectivamente por areniscas con conglomerados (roca reservorio) y lutitas (roca sello). Estas formaciones pertenecen al Eoceno inferior. Entre estas trampas geológicas, las formaciones Pariñas-Chacra cuentan con una roca reservorio con los principales parámetros adecuados para el AGC, debido a su porosidad (>18% de porosidad), permeabilidad (>100 miliDarcy, mD) y su capacidad de almacenamiento (>90 Mt, Mega toneladas). Por otro lado, la trampa Mogollón-Palegreda no es apta debido a que su roca reservorio presenta baja porosidad (<10%), baja permeabilidad (<1 mD) y poca capacidad de almacenamiento (<15 Mt). En el Lote I, el yacimiento con mejores características roca almacén para el AGC es Bellavista, en donde la formación Pariñas presenta una porosidad de 19.3%, permeabilidad de 930 mD y capacidad de almacenamiento de 98,667 Mt. Sin embargo, el análisis hidrogeológico se dio a partir de mapas con escala 1:2,000,000 del INGEMMET; lo que no permite identificar con certeza las propiedades hidrogeológicas de los yacimientos del Lote I. Por otro lado, su roca sello (formación Chacra) no cuenta con continuidad lateral uniforme, se ve afectada por fallas y fracturas, y no se conoce con precisión su permeabilidad y porosidad. No obstante, ha demostrado su efectividad como sello en los yacimientos que componen el lote I, al permitir que su roca reservorio (Fm. Pariñas) almacene hidrocarburos. Por lo tanto, son necesarios análisis de laboratorio para conocer las propiedades físicas de la roca sello y estudios a una escala menor para reconocer mejor la hidrogeología del Lote I.Ítem Texto completo enlazado Modelamiento numérico de un reservorio depletado de hidrocarburos para evaluar la capacidad de almacenamiento de CO2. Caso de estudio: reservorio Pariñas - Talara, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-16) Pomar Castromonte, Rafu Estanislao; Ingol Blanco, Eusebio MercedesDistintos estudios evidencian que el aumento global de la temperatura está influenciado, entre otros factores, por el aumento de CO2 en la atmósfera. Por consiguiente, entre otros esfuerzos de mitigación, se viene estudiando la alternativa de almacenamiento geológico de CO2. A nivel mundial, se tienen diversos proyectos enfocados en la inyección y almacenamiento subsuperficial de CO2, ubicados principalmente en Europa y Norteamérica, con capacidades de millones de toneladas de almacenamiento de CO2. Por otro lado, los reservorios de hidrocarburos presentan un alto potencial como reservorios geológicos, básicamente por el hecho de que la estructura geológica es altamente conocida y estudiada, y porque la infraestructura utilizada para la explotación de hidrocarburos, puede también utilizarse para la inyección y almacenamiento de CO2, representando una ventaja en el aspecto económico. En tal sentido, el objetivo principal de esta investigación es evaluar la capacidad de almacenamiento de CO2 de la formación Pariñas perteneciente a la cuenca Talara en Perú mediante el modelado analítico, basado en ecuaciones de balance de masa, y numérico. Pariñas tiene varios yacimientos de petróleo agotados y presenta condiciones favorables para almacenar CO2, con una porosidad promedio de 17.6% y una permeabilidad aproximada de 640 milidarcys. Se analiza la capacidad de almacenamiento del reservorio correspondiente al yacimiento Bellavista. Para tal efecto, se hace una estimación básica de la capacidad, luego se analiza la interacción del CO2 con los demás fluidos del reservorio (petróleo y agua), y finalmente, se realiza un modelamiento numérico con las propiedades del reservorio y se simula la inyección de CO2, considerando no sobrepasar la presión de fractura de la roca reservorio. Los resultados indican una capacidad de almacenamiento de 35.03 millones de toneladas de CO2, aproximadamente, lo cual evidencia que la formación geológica de Pariñas presenta un alto potencial como reservorio de almacenamiento de CO2.Ítem Texto completo enlazado Análisis exergético y exergoeconómico avanzado para el diseño de un sistema de refrigeración por compresión a vapor de configuración paralela utilizando fluido CO2(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-01-18) Sevilla Silva, Daniella del Pilar; Cuisano Egúsquiza, Julio CésarLos sistemas de refrigeración actuales se encuentran en un proceso de migración de fluidos refrigerantes contaminantes, a aquellos que utilicen refrigerantes medioambientalmente amigables y que contribuyan a la sostenibilidad del planeta. El refrigerante menos contaminante usado actualmente es el CO2, con un potencial de daño al medio ambiente y una contribución al calentamiento global nula. Sin embargo, a pesar de sus excelentes propiedades, el CO2 como tal no puede trabajar en todo el rango de temperaturas ambientales, sin ser necesario su paso a condiciones transcríticas (por encima del punto crítico). Debido a la condición transcrítica del ciclo de refrigeración convencional con CO2, se tiene que trabajar a altas presiones de compresión, lo que reduce el coeficiente de performance (COP, por sus siglas en inglés) en contraste con los valores de COP para los sistemas de refrigeración donde se usan otros refrigerantes más contaminantes. Esto limita la aplicabilidad de los sistemas de refrigeración con CO2 a nivel industrial. Para contrarrestar lo mencionado, se han estudiado diversas modificaciones al sistema de refrigeración convencional con CO2, entre las que destacan la inclusión de un intercambiador de calor interno, la compresión por etapas, el uso de ejectores, subenfriamiento adicional y la compresión paralela. La compresión paralela implica el uso de un compresor paralelo adicional, que incremente la presión del CO2 vaporizado que sale de la válvula de expansión, cuya capacidad refrigerante en los evaporadores es nula. De esta forma, el CO2 que ingresará al evaporador será sólo líquido (saturado, con calor latente para transferir) y este CO2 será el que ingrese después al compresor principal del sistema. A pesar de introducir un equipo adicional que consume energía (compresor paralelo), el COP de este sistema es considerablemente mayor al de un sistema convencional: mejora la transferencia de calor en el evaporador y reduce el consumo energético del compresor principal al trabajar con menor carga de CO2. De la literatura revisada, se ha definido a esta modificación como la de mayor potencial a futuro por sus mejoras notables en COP. En este trabajo, se ha analizado un sistema existente de refrigeración a dos niveles (media temperatura y baja temperatura) con compresión paralela usando CO2. El objetivo del análisis ha sido determinar el equipo menos eficiente del sistema y evaluar su optimización. Parte del análisis realizado implica el modelamiento matemático del sistema, un análisis exergético simple y avanzado y un análisis exergoeconómico. Se resalta el trabajo en un rango de temperaturas de -5 a 40 °C, no desarrollado hasta ahora en la literatura existente. Una de las primeras conclusiones obtenidas es la importancia del análisis exergético avanzado y sus ventajas sobre el simple. Un análisis exergético simple es válido únicamente para determinar dónde están las mayores pérdidas de exergía de un sistema de varios equipos. Si se requiere definir cuál equipo se debe optimizar para reducir la máxima exergía destruida posible del sistema, se requiere un análisis exergético avanzado, pues uno simple puede conllevar a resultados erróneos. Del trabajo realizado, se concluye que para un rango de temperaturas ambiente de -5°C a 40 °C, el equipo con potencial de mejoras en su diseño para reducir las irreversibilidades del sistema y por ende los costos del mismo, es el compresor de alta presión (CHP). Al mejorar el diseño del compresor de alta presión, no sólo se reduce la exergía destruida (total, endógena y evitable) del compresor de alta presión (CHP); sino además la exergía destruida (total, exógena y evitable) del enfriador de gas (GC), al verse impactadas sus condiciones de operación por el compresor de alta presión que se ubica aguas arriba del mismo en el sistema de refrigeración analizado. Se calculó una reducción máxima en la exergía destruida total para el compresor de alta presión (CHP) de hasta el 40% y una reducción máxima en la exergía destruida evitable de hasta el 45%. Para el enfriador de gas (GC), se obtuvo un máximo de reducción de exergía destruida total del 6% y en la exergía destruida evitable un máximo de reducción del 19%Ítem Texto completo enlazado Análisis multicriterio para la ubicación de los posibles proyectos de inyección geológica de CO2 en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-11) Carlotto Cano, Victor Gabriel; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEl cambio climático es, en la actualidad, un problema que afecta severamente al planeta. Una de las principales causas de este fenómeno es la intensificación del efecto invernadero, debido principalmente al aumento de emisiones de gases, como el dióxido de carbono (CO2), hacia la atmósfera. En este contexto, se buscan medidas de mitigación ambiental, que puedan reducir la vulnerabilidad ante esta, cada vez más latente, amenaza. Así, uno de los nuevos enfoques en los que se viene trabajando a nivel mundial es la captura de CO2 desde su fuente emisora, su transporte y su respectivo almacenamiento geológico (CCS). En el presente trabajo, el objetivo comprende la revisión y análisis de información contemporánea que existe sobre los métodos y herramientas de análisis multicriterio que, combinados con una serie de parámetros de diversa índole, servirán para el establecimiento de sitios potenciales donde podría establecerse proyectos de captura, transporte y almacenamiento de CO2 en el Perú. Es por ello que, en la presente investigación se desarrollaron dos talleres participativos con un amplio grupo de académicos y profesionales, en diversas áreas afines a las dimensiones tomadas en consideración para el proyecto. Dichos talleres determinaron la relevancia o importancia de cada criterio seleccionado, enmarcado al contexto peruano. Posteriormente, se desarrolló la evaluación del potencial de las zonas, a nivel nacional, donde se podría realizar la inyección geológica de CO2, como una medida de mitigación ambiental. Esta evaluación contó con veintitrés diferentes criterios, extraídos de la literatura técnica y aportados en el taller participativo, pertenecientes a diferentes dimensiones: geológica, social, ambiental, económica y técnica. Tomando en consideración la generalidad de las locaciones dónde podrían establecerse proyectos de inyección geológica de CO2 y diferentes criterios de eliminación, se establecieron trece lotes de hidrocarburos como potenciales zonas de inyección. Mediante la técnica de orden de preferencia por similitud a la solución ideal (TOPSIS) se estableció un ranking, en función de las condiciones más óptimas y menos desfavorables, de dichos sitios potenciales. Finalmente, a partir de dicha clasificación, se elaboró un mapa del Perú con los sitios expuestos, arreglados en orden de preferencia.