ANALISIS PVTLa produccin de petrleo y gas natural constituye sin duda el motor de la economa mundial. La creciente actividad de la industria petrolera nos obliga a contar con datos de fluidos representativos para evitar criterios errneos en la caracterizacin de los fluidos que pudieran afectar el desarrollo de los campos e incluso la creacin de plantas.

Los estudios PVT se llevan a cabo con el propsito de analizar los yacimientos, y partiendo de los resultados de estos estudios, determinar los diversos parmetros y metodologas que se desarrollarn para poner a producir el yacimiento. El muestreo de fluidos se realiza al principio de la vida productiva del yacimiento. Existen dos formas de recolectar las muestras de fluidos:

- Muestreo de fondo.- Muestreo por recombinacin superficial.

Los anlisis PVT son absolutamente necesarios para llevar a cabo el diseo de instalaciones de produccin, anlisis nodales, diversas actividades de la ingeniera de yacimientos; permiten obtener clculos como el POES del yacimiento, predecir su vida productiva; definir los esquemas ptimos de produccin, evaluar mtodos de recuperacin mejorada y dems propiedades que predicen el comportamiento de los pozos a medida que son explotados. La nuevas herramientas y equipos disponibles de manejo automatizado y computarizado, hacen ms factibles la realizacin de los estudios.

Una vez que se determina el estado del fluido presente en el yacimiento a travs de los estudios experimentales para fluidos de yacimiento(PVT), se procede a recopilar y estudiar toda la informacin acerca del comportamiento de los mismos en funcin de las variaciones de la presin, temperatura y volumen. Esto pasa a ser de vital importancia para la vida productiva del yacimiento ya que si podemos predecir cmo ser el comportamiento del fluido se busca la manera de mantener la energa del pozo obteniendo as una mayor produccin. Se puede evitar producir de una manera ineficiente, alargando la vida del yacimiento manteniendo las presiones.

Cuando se analizan pruebas PVT existe un porcentaje de esas pruebas que resultan no ser tiles debido a que pudiera haber contaminacin de los recipientes donde se toman las muestras, mala toma de la muestra o inestabilidad de la produccin a nivel de toma de muestreo, entre otros problemas. Es por ello que en el anlisis PVT debemos considerar sumamente importante los datos que se estn registrando de modo que stos sean bastante representativos y de esta manera nos den la seguridad de un desarrollo ptimo del campo petrolfero o gasfero. Para tener la certeza de que el muestreo es representativo, se hace una validacin exhaustiva tomando en cuenta todos los parmetros del yacimiento medidos durante la toma de muestras como son:

- Presin esttica del yacimiento- Presin fluyendo- Presin y temperatura a la cabeza del pozo- Presin y temperatura del separador- Gastos de lquido y gas en el separador , as como el lquido en el tanque- Factor de encogimiento del aceite

En el laboratorio: Para realizar los estudios PVT en el laboratorio como ya mencionamos antes es necesario tener una muestra representativa del fluido que se encuentra en el yacimiento, por lo tanto se tiene que obtener la muestra al inicio de la produccin de manera que est a condiciones de temperatura y presin inicial del yacimiento. De no ser as, la muestra dejara de ser una porcin representativa del mismo, por lo que se alteraran las propiedades del fluido y por consiguiente no se obtendran resultados valederos del comportamiento de fases del fluido en el yacimiento. El anlisis de laboratorio consiste de:

- Expansin instantnea de la muestra de fluido para determinar la presin de burbujeo.

- Expansin diferencial de la muestra de fluido para determinar Bo y Rs.Expansin instantnea de la muestra de fluido a travs de varios separadores para obtener los parmetros que permiten ajustar los datos PVT de laboratorio para cotejar las condiciones del separador de campo.

Por consiguiente se debe:

- Verificar la validez de las muestras- Hacer una comparacin de los datos de campo con los datos de laboratorio- Comparar las muestras tomadas en superficie mediante recombinado de las muestras de fondo- Realizar estudios pertinentes al fluido mediante los siguientes experimentos:

a) Agotamiento a volumen constanteb) Agotamiento diferencial(slo realizado en aceites)c) Agotamiento a composicin constanted) Estudio de separadores en etapase) Determinacin de propiedades fsicas como viscosidad, densidad, entre otras.

Anlisis experimental

La tcnica de separacin de agotamiento a volumen constante se realiza para la caracterizacin de los fluidos que muestran intercambio msico entre los diferentes componentes. Esta tcnica es de gran utilidad para estudiar los yacimientos de aceite voltil, de gas y condensados.

Existen bsicamente dos mtodos (Bashbush, 1981), (Hoffman, 1960), para realizar la validacin de un anlisis PVT. El primero consiste en checar las constantes de equilibrio o valores K, esto se hace al graficar en papel semilogartmico las constantes K contra la presin y observar que no existan posibles cruces entre las diferentes curvas de los componentes, adems deben de mostrar una tendencia suave.

El segundo es basado en la grfica de Hoffman-Crump que relaciona el logaritmo de K*P con un factor de caracterizacin B; en este caso los diferentes componentes deben de mostrar un comportamiento de lneas rectas paralelas entre s.

El ingeniero petrolero a partir de la toma de data PVT, enfatizando por supuesto la validez de las tcnicas de muestreo ya sea proveniente del anlisis composicional detallado en el laboratorio o data limitada de produccin, evala su calidad y procesa esta data para que pueda ser usada en alguna de las muchas herramientas de simulacin actualmente en uso en la industria. Una comprensin experta de las propiedades de presin-volumen-temperatura (PVT) es esencial para una correcta ingeniera de los anlisis de prueba de pozo, diseo de levantamiento artificial, volumetra de reservorio, movimiento de fluidos en reservorio, anlisis de registro de produccin y relaciones de desempeo de influjo.

El estudio PVT composicional es de gran importancia en la ingeniera de yacimientos petroleros, ya que coadyuva a determinar el tipo de yacimiento del que provienen los fluidos y las condiciones volumtricas en las que se encuentran, a travs del anlisis de su comportamiento (volumtrico y composicional), con la finalidad de poder establecer la mejor estrategia de explotacin y separacin en la superficie. Debemos detenernos en este momento para considerar y aclarar que el anlisis PVT es uno de los grandes recursos con los que contamos para entender el comportamiento de los fluidos en el yacimiento y debemos recordar que se nos pueden presentar muchos casos y muchas situaciones complicadas en el yacimiento que pudieran afectar o hacer menos optima nuestra data de anlisis PVT, tal como es el caso cuando al caer la presin en un yacimiento que contiene crudo saturado, el gas de solucin es liberado pero en un volumen inferior al pronosticado al anlisis PVT, efectuado bajo condiciones de equilibrio, es decir, se encuentra supersaturado con gas. Este efecto causa que la presin del yacimiento sea ms baja de lo que sera si el equilibrio se hubiera alcanzado.

Al usar la EBM (Ecuacin de Balance de Materiales) es fundamental seleccionar un anlisis PVT que a diferentes presiones represente apropiadamente, en su totalidad, la secuencia de fenmenos que actan en la produccin de los fluidos, desde el yacimiento, pasando por el pozo hasta el separador. Diversas investigaciones han mostrado que errores asociados a los datos PVT pueden producir grandes errores en los clculos de los hidrocarburos en sitio.

Actualmente existen diversos fabricantes que se dedican a la construccin y comercializacin de equipos PVT, entre las ms importantes podemos destacar a: Chandler Engineering (Ruska), Temco, DB Robinsn y Vinci Technologies; estas empresas poseen en el mercado una gran cantidad de equipos los cuales se encuentran limitados por la presin mxima de trabajo, la cual no sobrepasa los 10000 lpca.

Figura: Parmetros PVT: (a) Encima de la presin de burbujeo (b) Debajo de la presin de burbujeo

Ejemplos de curvas PVT

Esta figura muestra el comportamiento de propiedades PVT (T=190F, Rsi=725 MSCF/STB, Gravedad Especfica=0.7, Gravedad =30 API, pi= 4000 psia)

http://yacimientos-de-petroleo.lacomunidadpetrolera.com/2008/01/anlisis-pvt.html

Anlisis PVT: Pruebas de LaboratorioDurante la produccin de gas condensado desde el yacimiento hasta los separadores ocurre separacin gas lquido que es simulada en el laboratorio para determinar el comportamiento PVT del yacimiento. Los tipos de separacin simulados en laboratorio son dos: Diferencial e Instantnea o Flash.

Tipos de Pruebas:

Liberacin Diferencial: bsicamente la composicin total del sistema vara durante el proceso, el gas liberado se separa total o parcialmente del contacto con el condensado retrogrado. En la siguiente figura se ilustra este tipo de liberacin:

P1 > P2 > P3

Este proceso se puede resumir en tres pasos:

La presin inicial del petrleo es mayor o igual a la presin de burbujeo (presin en la cual la mezcla de hidrocarburos en fase lquida est en equilibrio con una cantidad infinitesimal de gas, burbuja), para que se pueda liberar gas.

Se disminuye la presin causando la liberacin de gas, luego ste gas es removido de la celda manteniendo la presin constante.

Se repite el procedimiento hasta alcanzar la presin atmosfrica.

De este tipo de liberacin se obtienen los siguientes datos: factor de compresibilidad del gas (Z), relacin gas petrleo en solucin (Rs), factor volumtrico del petrleo (Bo), factor volumtrico del gas (Bg), factor volumtrico total (Bt), densidad del petrleo, gravedad especfica del gas y la gravedad API de crudo residual.

Liberacin Instantnea: significa que el gas liberado permanece en contacto con el lquido, es decir, la composicin total del sistema permanece constante durante el agotamiento de presin. En la siguiente figura se ilustra este tipo de liberacin:

P1 > P2 > P3 > P4 > P5La liberacin de gas instantnea se puede simplificar de los siguientes pasos:

- La presin inicial del petrleo es mayor que la presin de burbujeo y la temperatura inicial es igual a la temperatura del yacimiento.- El petrleo se expande en varias etapas hasta alcanzar la presin de burbujeo a temperatura constante.- Luego se repite el paso anterior, pero la presin es menor a la de burbujeo, sin retirar de la celda el gas liberado, permaneciendo as en contacto con el lquido.

De este tipo de liberacin se obtienen los siguientes resultados: presin de burbujeo, volumen relativo en funcin de la presin (V/Vb), la compresibilidad del petrleo y una funcin y:

Y= Pb P_P(V/Vb - 1)

Pb: presin de burbujeo, lpca.P: presin inferior a Pb, lpca.V: volumen bifsico a P, cc.Vb: volumen a Pb, cc.

Al graficar la funcin Y vs. P el comportamiento es lineal cuando los sistemas se encuentran bsicamente compuestos por hidrocarburos, por otro lado, la presencia de componentes no hidrocarburos o cuando se est cerca del punto de burbujeo aleja el comportamiento lineal de la funcin.En la liberacin instantnea se condensa ms lquido que en la diferencial porque en la separacin instantnea permanece mayor cantidad de gas en el sistema del cual ms y ms componentes pesados se pueden condensar al disminuir la presin.

Los equipos de laboratorio usados para el anlisis PVT de condensado son diferentes a los usados para el petrleo negro porque en casi todos los yacimientos de gas condensado la presin de roco no se determina por un cambio violento en la relacin presin - volumen del sistema y adems la fase lquida representa un pequea parte del volumen total de la celda donde se realiza el estudio. Por esta razn es preciso tener mtodos ms exactos para medir pequeas cantidades de lquido, como por ejemplo las pruebas CCE, CVD y la de separador.

Prueba de Separadores: en pocas palabras son pruebas de liberacin instantnea realizadas en un separador para cuantificar efecto de las condiciones de separacin (presin y temperatura) en superficie sobre las propiedades del crudo. El proceso de esta prueba consiste en pasar a travs de un separador para luego expandir a presin atmosfrica la muestra de crudo saturado a la temperatura del yacimiento y presin de burbujeo.Cuando cambia la presin en el separador es posible obtenerse una presin tal que se produzca mayor cantidad de lquido, mayor gravedad API del crudo y menor factor volumtrico de formacin del petrleo; esta presin es denominada presin ptima de separacin.Al finalizar esta prueba se tienen los siguientes resultados: factor volumtrico de formacin del petrleo, relacin gas petrleo en solucin, gravedad API del petrleo de tanque, composicin del gas que se separa y la gravedad especfica del gas separado y del tanque.

Prueba CCE (Constant Composition Expansion): esta prueba consiste primero en cargar la celda con una muestra representativa combinada de los fluidos de yacimiento, luego se aumenta la temperatura hasta alcanzar la del yacimiento y se comprime desplazando al pistn en la celda hasta alcanzar 500 a 1000 lpc.[1]. Despus se expande a composicin constante hasta que la presin sea de 500 a 200 lpc por debajo de la presin inicial y por ltimo se espera un tiempo suficiente hasta alcanzar el equilibrio.

Prueba CVD (Constant Volumen Depletion): bsicamente se trata de un conjunto de expansiones y desplazamientos manteniendo la presin constante de la mezcla de forma que el volumen de gas y el del lquido en la celda sea constate al terminar cada desplazamiento. Al gas que es removido isobricamente se le determina la el volumen y la composicin en un laboratorio, adems para cada presin se calcula el volumen de lquido depositado en el fondo de la celda, el factor de compresibilidad del gas retirado y el de la mezcla bifsica que va quedando.

Al realizar un anlisis PVT es necesario comprobar la consistencia de los datos debido a que es posible la existencia de errores de medicin en el laboratorio. Esta revisin consiste en la elaboracin de pruebas, entre ellas estn el chequeo de la temperatura de la prueba (comprobar que las condiciones de P y T del separador al momento de la toma de la muestra de gas sean iguales a las del momento de la toma de la muestra de lquido), prueba de densidad ( la densidad del petrleo saturado con gas a la presin de burbujeo en la liberacin diferencial debe ser igual a la calculada a partir de los datos de las pruebas de separadores), prueba de la linealidad de la funcin Y antes mencionada (esta funcin debe ser una lnea recta si el crudo tiene poca cantidad de componentes no hidrocarburos y las mediciones de laboratorios son precisas) y la de balance de materiales (consiste en verificar si el Rs experimental de la liberacin diferencial es el mismo al calculado por balance de materiales)

El anlisis PVT de una muestra es una herramienta muy importante ya que proporciona informacin como el comportamiento p-v de un yacimiento a temperatura constante, determinacin del punto de roco, factores de compresibilidad del gas condensado producido y la mezcla remanente en la celda, el anlisis de la composicin de los fluidos separados y del yacimiento, optimizacin de presiones de separacin instantnea gas-lquido de prueba de separadores, entre otras. No obstante, se debe tomar en cuenta que existen ciertas limitaciones de las pruebas de laboratorio como tomar una muestra representativa del fluido original del yacimiento o calcular experimentalmente el efecto de la presin y temperatura sobre las propiedades de las fases a bajas presiones a las cuales trabajan los separadores. Pero a pesar de esto el estudio PVT es primordial a la hora de realizar diversos clculos, entre ellos se puede mencionar: estudios de balance de materiales composicional, clculo de las constantes de equilibrio siempre y cuando se conozcan las composiciones de las fases gas y lquida, simulacin composicional de yacimientos y diseo ptimo de sistemas de separacin superficial para obtener el mximo rendimiento de crudo.http://ingenieria-de-yacimientos.lacomunidadpetrolera.com/2008/10/anlisis-pvt-pruebas-de-laboratorio.html

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/mip/avalos_s_eu/capitulo3.pdf