7. mezclas multicomponentes
TRANSCRIPT
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
MODULO III: MEZCLAS
MULTICOMPONENTES
Profesor:
Ing. Fabián Camilo Yatte G
http://kamiloyattetermo.blogspot.com
Bucaramanga Enero de 2012
TERMODINAMICA DE
HIDROCARBUROS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
Efecto de la composición;
Efecto de la fracción pesada C7+;
efecto de las impurezas.
Aplicación de los envolventes de fase:
Comportamiento del yacimiento,
CONTENIDO
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
MEZCLAS MULTICOMPONENTES
Temperatura
Pre
sió
n
Punto Cricondenbárico
Líneas de Calidad
Punto Cricondentérmico
Curva de puntos de burbuja
Curva de puntos de rocio
Punto crítico
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
CONDENSACIÓN RETROGRADA
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
PUNTO CRITICO
• El punto critico
también puede estar
a la derecha del
cricondenbarico,
• La mayoría de
mezclas gaseosas
presentan el punto
critico a la izquierda
del punto CB.
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
PUNTO CRITICO
Temperatura
Pre
sió
n (
psi
a)
Gas seco
Gas húmedo
Condensado
Volátil I
Volátil II
Aceite negro
Puntos críticos
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
EFECTO DE LA COMPOSICIÓN
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
EFECTO DE LA COMPOSICIÓN
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
Temperatura
Pre
sió
n
Inyección de gas
Producción
EFECTO DE LA COMPOSICIÓN
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
TEMPERATURA (°F)
PR
ESI
ÓN
(P
SIA
)
EFECTO DEL C7+
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
EFECTO DEL C7+
PARA UN GAS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
EFECTOS DE LAS IMPUREZAS
• Los HC son producidos con impurezas. H2O, CO2, H2,
N2.H2S
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
EFECTOS DE LAS IMPUREZAS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
APLICACIONES
COMPORTAMIENTO DE YACIMIENTO
BOMBEO DE LIQUIDOS
TUBERIA A ALTAS PRESIONES
REFRIGERACION
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
COMPORTAMIENTO DEL YACIMIENTO
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
Es importante agrupar los distintos tipos de petróleos
dependiendo de características físico-químicas comunes,
relación gas – aceite producido, apariencia física y
forma del diagrama de fases.
YACIMIENTOS DE ACEITE
Aceite negro (Black oil).
Aceite con baja merma (Low
Shrinkage oil).
Aceite volátil (High Shrinkage
oil).
Aceite cercano al punto crítico
(Near critical oil).
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
ACEITE NEGRO
Diagrama P-T típico para un aceite negro (Black oil).
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
Alejado del punto crítico.
Líneas de calidad
equiespaciadas.
Curva de merma de líquido típica para un aceite negro
(Black oil).
ACEITE NEGRO
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
GOR: 200 – 700 (SCF / STB)
°API: 15 – 45
Colores oscuros (entre más
pesados, más oscuros).
C7+ > 20%
ACEITE NEGRO
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
ACEITE CON BAJA MERMA
Diagrama P-T típico para un aceite con baja merma (Low Shrinkage oil).
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
Curva de merma de líquido típica para un aceite de baja
merma.
Líneas de calidad
equiespaciadas, pero
cercanas a la línea de
puntos de rocío.
GOR < 200 (SCF / STB)
°API < 25
Colores oscuros.
C7+ > 20%
ACEITE CON BAJA MERMA
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
Diagrama P-T típico para un aceite volátil (High Shrinkage Oil).
ACEITE VOLÁTIL O DE ALTA MERMA
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
ACEITE VOLÁTIL O DE ALTA MERMA
Líneas de calidad
equiespaciadas, pero
cercanas a la línea de
puntos de burbuja; a
bajas presiones, éstas
líneas se separan más.
Alta merma una vez se
alcanza la línea de
puntos de burbuja.
Curva de merma de líquido típica para un aceite volátil (High Shrinkage Oil).
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
GOR: 2000 – 3200
(SCF / STB)
°API: 45 – 55
Verdosos a naranjas.
ACEITE VOLÁTIL O DE ALTA MERMA
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
ACEITE CERCANO AL PUNTO CRITICO
Diagrama P-T típico para un aceite cercano al punto crítico (Near critical oil).
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
ACEITE CERCANO AL PUNTO CRITICO
Tyto cercana a la Tc.
GOR > 3000 (SCF / STB)
°API > 35
Variedad de tonos naranja.
C7+ : 12,5 - 20%c
Curva de merma de líquido típica para un aceite cercano al punto
crítico.
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
COMPARACIÓN DE LA MERMA
A: Aceite de baja merma.
B: Aceite negro.
C: Aceite de alta merma
(volátil).
D: Aceite cercano al punto
crítico.
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
YACIMIENTOS
En general:
Yacimiento de gas: Si Ti > Tc
Gas condensado retrógrado.
Gas condensado cercano al punto
crítico. Gas húmedo. Gas seco.
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
GAS RETROGRADO
Diagrama P-T típico para un sistema Gas condensado retrógrado.
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
GAS RETROGRADO
Si Tc < Ti < Tct
Se presenta un máximo de
producción de líquidos (hasta
15 – 20%).
Curva de producción de líquidos típica para un gas
condensado retrógrado.
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
GAS RETROGRADO
GOR: 8000 – 70000 (SCF
/ STB).
°API > 50
Color translucidos
(agua) o ligeramente
coloreados.
C7+ < 12,5%
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
GAS CONDENSADO CERCANO AL PUNTO CRITICO
Diagrama P-T típico para un sistema Gas condensado cercano al punto
crítico.
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
Curva de producción de líquidos típica para un gas
condensado cercano al punto crítico.
Tyto cercana a la Tc.
Se alcanza rápidamente el
pico de formación de líquidos
condensados.
GAS CONDENSADO CERCANO AL PUNTO CRITICO
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
GAS HUMEDO
Diagrama P-T típico para un sistema Gas húmedo.
Tyto > Tct
En el yacimiento sólo habrá una
fase presente (gas).
A condiciones de separador, el
fluido se manifiesta en dos fases
(gas y líquido).
GOR: 60000 – 100000 (SCF /
STB).
°API > 60
Color translucido (agua).
C7+ < 4%
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
GAS SECO
Diagrama P-T típico para un sistema Gas seco.
Tyto > Tct
Tanto a condiciones de
yacimiento, como a
condiciones de separador,
sólo habrá una fase presente
(gas).
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
COMENTARIOS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
COMPONENTES TÌPICOS DE FLUIDOS DE YACIMIENTO
GAS NATURAL
HIDROCARBURO
Metano
Etano
Propano
Butanos
Pentanos
Hexanos
Heptanos+
NO HIDROCARBUROS
Nitrógeno
Dióxido de Carbono
Sulfuro de Hidrógeno
Helio
70-98 %
1-10%
Trazas-5 %
Trazas - 2%
Trazas -1 %
Trazas -½ %
Trazas -½ %
Trazas -15 %
Trazas -5 %
Trazas -3 %
más de 5 %, usualmente Trazas o
nada
GAS DE UN POZO QUE PRODUCE TAMBIEN PETROLEO LIQUIDO
HIDROCARBURO
Metano
Etano
Propano
Butanos
Pentanos
Hexanos
Heptanos+
NO HIDROCARBUROS
Nitrógeno
Dióxido de Carbono
Sulfuro de Hidrógeno
Helio
45-92 %
4-21 %
1-15 %
½-7 %
Trazas -3 %
Trazas -2 %
0-1½ %
Trazas -más de 10 %
Trazas -4 %
0- Trazas-6 %
Nada
COMENTARIOS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
COMENTARIOS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
IDENTIFICACIÒN DE LOS FLUIDOS DE YACIMIENTO EN EL CAMPO
ACEITE
NEGRO
ACEITE
VOLÀTIL
GAS
RETROGRADO
GAS RICO GAS SECO
Producción
inicial relación
gas-líquido
< 1.750 1.750- 3.200 > 3.200 > 15.000
Gravedad °API
de líquido
inicial en el
tanque
< 45 > 40 > 40 Por encima de
70
No hay
líquidos
Color de
líquido en el
tanque
Oscuro Colores claros Colores más
claros
Transparente No hay
líquidos
ANÀLISIS DE LABORATORIO
ACEITE
NEGRO ACEITE
VOLÀTIL
GAS
RETROGRAD
O
GAS RICO GAS
SECO
Cambio de fase en el
yacimiento
Punto de
burbuja
Punto de
burbuja
Punto de Rocío No hay
cambio de
fase
No hay
cambio
de fase
% molar del heptano
plus
> 20 % 20-12,5 < 12,5 < 4 < 0,7
Factor volumétrico
de formación del
aceite en el punto de
burbuja
< 20 % > 20 -- -- --
COMENTARIOS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
COMENTARIOS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
COMENTARIOS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
COMPONEN
TE
ACEITE
NEGRO
ACEITE
VOLÀTIL
GAS
CONDENSADO
GAS RICO GAS
SECO
C1 48,83 64,36 87,07 95,85 86,67
C2 2,75 7,52 4,39 2,67 7,77
C3 1,93 4,74 2,29 0,34 2,95
C4 1,60 4,12 1,74 0,52 1,73
C5 1,15 3,97 0,83 0,08 0,88
C6 1,59 3,38 0,60 0,12
C7+ 42,15 11,91 3,80 0,42
MWC7+ 225 181 112 157
GOR 625 2000 18200 105000 -
ºAPI DE
TANQUE
34.3 50,1 60,8 54,7 -
LÌQUIDO
COLOR
Pesado
Negro
Medio
Naranja
Liviano Agua
Blanco
-
COMENTARIOS
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
Leer Capitulo 4 de la Campbell. Pag 89-94
- Refrigeración
- Bombeo
- Condiciones Criticas
- Regla de fase de GIBS
- Predicción del comportamiento de fase
Consulta II:
• Cual es la diferencia entre Rs y GOR. Defina y explique
TAREA
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
MODULO 1: CONCEPTOS FUNDAMENTALES
-Libro de Campbell-Capitulo 1
MODULO 2:PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROS
-Libro McCain-Capitulo 2 (Pag 90-121)
- Libro Campbell-Capìtulo 4 (pag 43-71)
MODULO 3: COMPORTAMIENTO DE FASE
-Libro McCain-Capitulo 2
- Libro Campbell-Capìtulo 4 (pag 83-94)
EFC-COMPOSCION
EFEC-C7+
EFEC-IMPUREZAS
APLICACION
FLUIDOS YTO
• Cambell
• Propiedades de los fluidos. McCain
• Ingeniera de Yacimientos. Craft
• GPSA
• Tarek Amhed.
BIBLIOGRAFÍA