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Exploración y Explotación de Recursos Naturales: conceptos básicos

La actividad consiste en la impartición de un curso propedéutico de cuatro módulos (matemáticas, geología, propiedades de los fluidos petroleros y fenómenos de transferencia). El curso se impartirá en línea, de lunes a sábado.

 

Objetivo general 

Apoyar a los aspirantes al Programa de Maestría y Doctorado en Ingeniería en Exploración y Explotación de Recursos Naturales de la UNAM en su proceso de ingreso.

 

Objetivo específico

Ofrecer a los aspirantes una opción para retomar y estudiar de forma dirigida los temas relacionados con las matemáticas, geología, propiedades de los fluidos petroleros y fenómenos de transferencia, para facilitar la aprobación del examen de ingreso al campo de conocimiento de Ingeniería en Exploración y Explotación de Recursos Naturales.

 

Perfil de ingreso

Haberse registrado en la etapa 1 del proceso de ingreso a la maestría o doctorado en Ingeniería de Exploración y Explotación de Recursos Naturales.

 

Dirigido a

Alumnos en proceso de ingreso al Programa de Maestría o Doctorado en Ingeniería de Exploración y Explotación de Recursos Naturales.

 

 

 

TEMARIO

Módulo 1: Matemáticas 

Objetivo: Proporcionar y actualizar los conceptos básicos y de aplicación de Álgebra Lineal, Cálculo Diferencial e Integral, y de las Ecuaciones Diferenciales y Matemáticas Avanzadas, que se requieren para materias subsecuentes dentro del posgrado de ingeniería.

Unidad

Tema

Horas

Profesor

1

1. Algebra lineal.

 

M.I. David Moedano Hernández

1.1 Concepto de matriz y tipos de matrices.

1.2   Operaciones con matrices.

1.3   Matrices adjuntas e inversas.

1.4   Determinantes, concepto y solución de un determinante.

1.5   Sistemas de ecuaciones lineales.

1.6   Método de Cramer.

1.7   Ecuaciones matriciales.

2

2. Cálculo diferencial e integral.

 

M.I. David Moedano Hernández

2.1 Funciones límites y continuidad.

2.2 Derivadas parciales, diferencial total y aplicaciones.

2.3 Gradiente y derivada direccional.

2.4 La integral y sus aplicaciones.

3

3. Ecuaciones diferenciales.

 

M.I. David Moedano Hernández

3.1 Ecuación diferencial. Separación de variables. Ecuaciones diferenciales exactas.

3.2 Factores integrantes. Ecuación de Bernoulli y Riccati.

3.3 Ecuación de segundo orden homogénea con coeficientes constantes.

3.4 Transformada de Laplace.

3.5 Ecuaciones de segundo orden no homogéneas.

3.6 Sistemas de ecuaciones diferenciales.

4

4. Calculo vectorial.

 

M.I. David Moedano Hernández

4.1 Integrales de línea. Integrales cerradas. Campos conservativos y no conservativos.

4.2 Integrales dobles. Cambios de variable y jacobiano de la transformación.

4.3 Cálculo de volúmenes.

4.4 Teorema de Green.

4.5 Integrales de superficie.

4.6 Integrales triples.

4.7 Teorema de Gaus.

Módulo 2: Geología 

Objetivo: El participante analizará, conocerá y utilizará los conceptos sedimentológicos, estratigráficos y estructurales para explicar la geología de los yacimientos de hidrocarburos (aceite y gas). Conocerá los aspectos fundamentales de la exploración para identificar dónde y por qué se forman los yacimientos petroleros.

Unidad

Tema

Horas

Profesor

I

I. Conceptos sedimentológicos.

 

M. C. Noé Santillán Piña

I.1. Conceptos generales. 

I.2. Propiedades texturales de las rocas. 

I.3. Procesos externos e internos en la generación de sedimentos. 

I.4. Procesos biológicos y químicos en la generación de sedimentos. 

I.5. Transporte y depósito. 

I.6. Estructuras sedimentarias primarias. 

I.7. Facies sedimentarias. 

I.8. Ambientes de depósito.

II

II. Conceptos estratigráficos.

 

M. C. Noé Santillán Piña

II.1. Conceptos generales.

II.2. Concordancias y discordancias.

II.3. El registro estratigráfico de los cuerpos de roca.

II.4. Clasificación estratigráfica.

II.5. El tiempo geológico.

II.6. Cambios relativos del nivel del mar.

II.7. Correlación estratigráfica.

III

III. Conceptos estructurales.

 

Ing. Javier Arellano Gil

III.1. Conceptos generales.

III.2. Esfuerzo y deformación.

III.3. Identificación, descripción y clasificación de estructuras (pliegues, fallas y fracturas).

III.4. Estilos estructurales.

III.5. Cartografía de estructuras.

III.6. Construcción de secciones geológicas.

III.7. Relaciones entre tectónica y geología estructural.

IV

Sistema petrolero.

 

Ing. Javier Arellano Gil

IV.1. Definición de yacimiento, campo y provincia petrolera.

IV.2. Partes de un yacimiento petrolero.

IV.3. Clasificación de yacimientos petroleros.

IV.4. Roca generadora.

IV.5. Generación de hidrocarburos.

IV.6. Migración.

IV.7. Rocas almacenadoras.

IV.8. Rocas trampa.

IV.9. Sincronía.

Módulo 3: Propiedades de los fluidos petroleros 

Objetivo: Mostrar de manera práctica la aplicación de las propiedades termodinámicas de los fluidos petroleros.

Unidad

Tema

Horas

Profesor

1

1. Introducción a la físico-química y termodinámica de los hidrocarburos.

 

Ing. César Sánchez Arriaga

1.1 Sistemas de unidades.

1.2 Componentes del petróleo.

1.3 Propiedades intensivas y extensivas de la materia.

1.4 Definición de la físico-química y termodinámica de explotación.

1.5 Importancia de la caracterización de los fluidos petroleros.

2

2. Comportamiento de fases

 

Ing. César Sánchez Arriaga

2.1 Definición de fase.

2.2 Definición y tipos de diagramas de fase.

2.3 Sistemas de un solo componente.

2.4 Sistemas binarios.

2.5 Sistemas ternarios.

2.6 Sistemas múlticomponentes de hidrocarburos.

3

3. Comportamiento de los gases.

 

Ing. César Sánchez Arriaga

3.1 Definición de una ecuación de estado y su utilidad.

3.2 Gas ideal.

3.3 Mezclas de gases ideales.

3.4 Comportamiento de los gases reales.

3.5 Efectos de los componentes no hidrocarburos en las mezclas de gas.

4

4. Ecuaciones de estado cúbicas.

 

Ing. César Sánchez Arriaga

4.1 Ecuación de estado de van der Waals.

4.2 Ecuación de estado de Redlich-Kwong.

4.3 Ecuación de estado de Soave-Redlich-Kwong.

4.4 Ecuación de estado de Peng-Robinson.

4.5 Otras ecuaciones de estado cúbicas.

4.6 La ecuación de Virial.

4.7 Reglas de mezclado de van der Waals.

5

5. Propiedades físicas de los fluidos de los yacimientos petroleros.

 

Ing. César Sánchez Arriaga

5.1 Tipos de fluidos del yacimiento.

5.2 Propiedades del gas seco.

5.3 Propiedades del aceite negro.

5.4 Propiedades del agua de formación.

6

6. Correlaciones para estimar las propiedades PVT de los hidrocarburos.

 

Ing. César Sánchez Arriaga

6.1 Importancia de los modelos empíricos.

6.2 Correlaciones para estimar las propiedades del gas.

6.3 Correlaciones para estimar las propiedades del aceite.

6.4 Correlaciones para estimar las propiedades del agua.

Módulo 4: Fenómenos de transferencia 

Objetivo: El alumno entenderá y aplicará los conceptos de transporte de cantidad de movimiento, energía y materia utilizando las leyes que los rigen en fenómenos físicos observados.

Unidad

Tema

Horas

Profesor

1

1. Transporte de cantidad de movimiento.

 

Dra. Rosa María Mariscal Romero

1.1. Viscosidad y mecanismo del transporte de cantidad de movimiento.

1.1.1. Ley de Newton de la Viscosidad.

1.1.2. Fluidos no newtonianos.

1.1.3. Influencia de la presión y temperatura sobre la viscosidad.

1.2. Distribuciones de velocidad en flujo laminar.

2

2. Transporte de energía.

 

Dra. Rosa María Mariscal Romero

2.1. Conductividad calorífica y mecanismos del transporte de energía.

2.1.1. Ley de Fourier de la conducción del calor.

2.1.2. Conductividad calorífica de los sólidos.

2.1.3. Variación de la conductividad calorífica de los gases y líquidos con la temperatura.

2.2. Distribución de temperaturas de sólidos en el flujo laminar.

3

3. Transporte de materia.

 

Dra. Rosa María Mariscal Romero

3.1. Difusividad y mecanismos del transporte de materia.

3.1.1. Definiciones de concentraciones, velocidades y densidades de flujo de materia.

3.1.2. Ley de Fick de la difusión.

3.1.3. Variación de la difusividad con la presión y la temperatura.

3.1.4 Distribución de concentración en sólidos y en flujo laminar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bibliografía

Módulo 1: Matemáticas

  • Ecuaciones diferenciales con aplicaciones de modelado, 6ª edición. Apuntes de Álgebra lineal. Facultad de Ingeniería, UNAM.
  • N. PISKUNOV., Cálculo Diferencial e Integral. Tomo II. Editorial Mir.
  • GOLDBERG & PTTER., Diferential Equations a System Approach. Prentice Hall.
  • BOYCE, W., Ecuaciones diferenciales y problemas con valores en la frontera., 6 R. Di Prima. Noriega Limusa.
  • DENNIS G. ZILL. Editorial Thomson. México, 1997.
  • Cálculo, volúmenes I y II. Smith, Robert T. y Minton, Roland. McGraw – Hill. México, 2002.

Módulo 2: Geología

  • ARELLANO, G. J., DE LA LLATA R. R., CARREÓN M. M, MORALES B, W Y VILLARREAL M. J., Ejercicios de Geología Estructural; México, Facultad de Ingeniería, UNAM, 2002.
  • ALLMENDINGER, RICHARD W., CARDOZO, NESTOR, AND FISHER, DONALD M. Structural Geology Algorithms, Vectors and Tensors; Cambridge University Press, 2012.
  • BENNISON, GEORGE M., OLIVER, PAUL A., and MOSELEY, KEITH A. An introduction to Geological Structures & Maps; Eighth Edition, Hodder Education, London, 2011.
  • BLATT, HARVEY. Sedimentary Petrology. W. H. Freeman and Company. United States of America, 1992.
  • BLATT, H., WILLIAM, B.N., BERRY, S.B. Principles of Stratigraphic Analisis. Malden, Mass, U.S.A. Blackwell, Sci. Pub 1991.
  • BOGGS, JR. SAM. Principles of Sedimentology and Stratigraphy. 5th Editio. New Jersey, N.J. Prentice Hall, 2012.
  • BOUMA H. ARNOLD AND STONE G. CHARLES. Fine-Grained Turbidite System. Memoir 72, American Association of Petroleum Geologists (AAPG), 2000.
  • BJORLYKKE, K. Petroleum Geoscience from Sedimetary environments to Rock Physics; German, Springer-Verlag, 2010.
  • Barragán, R. et al. Código Estratigráfico Norteamericano. Por la Comisión Norteamericana de Nomenclatura Estratigráfica. Organismos patrocinadores: Servicio Geológico Mexicano y Sociedad Geológica Mexicana, 2010.
  • DAVIS, GEORGE, STEPHEN J. REYNOLDS, AND CHUCK KLUTH. Structural Geology of Rocks and Regions; Third Edition, New York, John Wiley & Sons, 2011.
  • EINSELE GERHARD. Sedimentary Basins: Evolution, Facies and Sediment Budget. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. 2000.
  • EMERY, D. AND MYERS, K.J. (Eds.) Sequence Stratigraphy. Oxford, England Blackwell Publishing, 2004.
  • FOSSEN, HAAKON, Structural geology; Cambridge University Press, 2012.
  • GLUYAS J. AND SWARBRICK R. Petroleum Geocience; Australia, Blackwell, 2004.
  • HANTSCHEL, T. AND KAUERAUF, A. I. Fundamentals of Basin and Petroleum Systems Modelin; German, Springer-Verlag, 2009.
  • HANH, F. COOH M. AND GRAHAM M. Hidrocarbon exploration and production; Amsterdam, Elsevier, 2003.
  • KENNETH J. HSÜ. Physics of Sedimentology. Second Edition. Springer-Verlag. 2010.
  • LERCHE, I. Geological Risk and Uncertainty in Oil Exploration; United States of America, Academic Press, 1997.
  • MIALL ANDREW D. Principles of Sedimentary Basin Analysis. Springer, Second Edition, New York. 1990.
  • RICCI LUCCHI, F. Sedimentographica. Photographic Atlas of Sedimentary Structures. Second Edition. Columbia University Press. 1995.
  • READING, H.G. Sedimentary Environments and Facies. 2ed., Blackwell Scientific Publication, Oxford. 1986.
  • ROWLAND, S. M., E. M. DUEBENDORFER, AND SCHIEFELBEIN, L M., Structural Analysis and Synthesis A Laboratory Course in Structural Geology; 3rd edition, London, Blackwell Science, Inc., 2007
  • SCHOLLE, P.A. Y D.S ULMER-SCHOLLE. A Color guide to the Petrography of Carbonate Rocks: Grains, textures, porosity, diagénesis. Tulsa, Oklahoma. AAPG Memoir 77, 2003.
  • SELLEY, R. C. Elements of Petroleum Geology; Second Edition, New York, Academic Press, 1998.
  • TUCKER M. Sedimentary Petrology. An Introduction to the Origen of Sedimentary Rocks. Third edition. Blackwell Science. 2001.
  • TUCKER, M. E., AND V. P. WRIGHT. Carbonate Sedimentology. Blackwell, 1990.
  • TWISS, R.J. AND E.M. MOORES, Structural Geology; Second Edition, W. H. Freeman and Company, New York, 2006.
  • WAYNE M. Ahr. Geology of Carbonate Reservoirs. John Wiley & Sons, Inc., Publication. 2008.

Módulo 3: Propiedades de los fluidos petroleros

  • Dandekar, A. Y. (2006). Petroleum reservoir rock and fluid properties. CRC press.
  • McCain, W. D., Spivey, J. P., & Lenn, C. P. (2011). Petroleum reservoir fluid property correlations. PennWell Books.
  • McCain Jr, W. D. (1973). Properties of petroleum fluids.
  • Pedersen, K. S., Christensen, P. L., Shaikh, J. A., & Christensen, P. L. (2006). Phase behavior of petroleum reservoir fluids. CRC press.
  • Whitson, C. H., & Brule, M. R. (2000). Phase behavior (Vol. 20, pp. 121-141). Richardson, TX: Henry L. Doherty Memorial Fund of AIME, Society of Petroleum Engineers.
  • Ahmed, T. (2013). Equations of state and PVT analysis. Elsevier.
  • Ahmed, T. (2018). Reservoir engineering handbook. Gulf professional publishing.
  • Wark, K. (1988). Thermodynamics. McGraw-Hill Science, Engineering & Mathematics.

Módulo 4: Fenómenos de transferencia

  • Welty, James R.; Wicks, Charles E.; Wilson, Robert Elliott (1976).“Fundamentos de Transferencia de Momento, Calor y Masa”  (2 edición) Wiley.
  • Thomas, William J. «Introduction to Transport Phenomena.» Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, 2000.
  • J. Geankoplis, “Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias”.
  • B. Bird, W.E. Stewart, E.N. Lightfoot. “Fenómenos de Transporte”.
  • Costa López, J. “Curso de ingeniería química. introducción a los procesos las operaciones unitarias y los fenómenos de transporte”, Reverte.
  • Bird, R.B., W.E. Stewart, E.N. Lighffoot. Transport Phenomena, Wiley, New York. 2006. [Descarga]
  • Sherwood, T.K., R.L. Pigford. Absorption and extraction, 2nd ed. McGraw-Hill, New York. 1952.
  • Sherwood, T.K., R.L. Pigford., C.R. Wilke. Mass transfer. McGraw-Hill, New York. 1975.

Duración:

● 60 horas.

Modalidad:

● En línea.

Fecha:

Del 1 al 20 de abril del 2024. 

Horario:

Matemáticas: viernes de 19:00 a 22:00 horas y sábados de 8:00 a 11:00 horas.

Geología: lunes y miércoles 2 horarios; de 9:00 a 12:00 y de 16:00 a 19:00 horas.

Propiedades de los fluidos petroleros: lunes y miércoles de 12:00 a 15:00 horas.

Fenómenos de transferencia: martes y jueves de 10:00 a 15:00 horas.

Costo de la Actividad:

Cuota $5,000.

      ● Lo establecido por los contratos colectivos de trabajo.

Responsable académica:

Dra. Rosa María Mariscal Romero.

 

Criterios generales de evaluación:

Se evaluará el examen de ingreso, tomar el curso, no garantiza el ingreso al programa de posgrado.

Forma de evaluación: Exámenes de conocimientos sobre los cuatro módulos.

Cupo Mínimo:

15 participantes.

Datos de Contacto:

educacion-continua@posgrado.unam.mx