7. mezclas multicomponentes

EFC-COMPOSCION

EFEC-C7+

EFEC-IMPUREZAS

APLICACION

FLUIDOS YTO

MODULO III: MEZCLAS

MULTICOMPONENTES

Profesor:

Ing. Fabián Camilo Yatte G

Kamiloyatte@gmail.com

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

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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

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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)

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EFEC-IMPUREZAS

APLICACION

FLUIDOS YTO

• Cambell

• Propiedades de los fluidos. McCain

• Ingeniera de Yacimientos. Craft

• GPSA

• Tarek Amhed.

BIBLIOGRAFÍA