INGENIERIA DE GAS NATURAL I

LABORATORIO DE INGENIERIA DE RESERVORIOS Ing Gregorio Mechato QuintanaEscuela Profesional de Ingeniera de Petrleo Facultad de MinasUniversidad Nacional de Piura INTRODUCCIN

PRESIN DE VAPOR DE LOS LIQUIDOS

Presin de vapor de lquidosLa presin de vapor es definida como la presin ejercida por un vapor en equilibrio con su lquido

Las molculas del lquido estn en constante movimiento, pero habrn algunas que poseen suficiente energa para pasar al estado de vapor

Presin de vapor de lquidosUna condicin de equilibrio dinmico es alcanzado cuando el nmero de molculas que salen de la fase liquida es igual al numero de molculas que regresan a la fase liquida. Las molculas en la fase vapor obviamente ejercen una presin sobre el volumen que las contiene y esta presin es conocida como la presin de vapor.

Presin de vapor como funcin de la temperatura

6Presin de vapor como funcin de la temperaturaLa figura muestra el grfico de Pv v/s T. La presin de vapor no es una funcin lineal de la temperatura

7Presin de vapor como funcin de la temperaturaUna adecuada eleccin de ejes coordenados, puede expresarse como una relacin lineal entre la Presin de vapor y la Temperatura

8CARTA COXUn mtodo que es particularmente conveniente es conocido como la CARTA COX. La escala de presin de vapor es logartmica pero la escala de temperatura en F es arbitrario

9LA ECUACIN DE CLAUSIUS- CLAPEYRON:

En 1834 CLAPEYRON, usando la teora termodinmica, desarrollo la siguiente ecuacin que expresa la relacin entre la presin de vapor de un liquido y la temperatura:

Es conocida como la ECUACIN DE CLAPEYRON10 COMPORTAMIENTO CUALITATIVO DE UN SISTEMA BIFASICO DE HIDROCARBUROS

Diagrama de FasesDiagrama de fase de un solo componenteP R E S I O N PcT E M P E R A T U R ATcLIQUIDO (1 fase) Gas (1 fase) SOLIDO(1 fase) Curva de sublimacin (2 phases) Punto triple (3 fases) Curva Presin vapor2 fasesPunto criticoCurva de Fusin2 fasesPresin Temperatura y Volumen para una Sustancia Pura Una caracterstica del sistema de un componente es aquella de que a una temperatura dada, la presin de vapor, la presin del punto de roco, y la presin del punto de burbuja son iguales.

Varias Isotermas en un Diagrama de Presin VolumenSistemas de dos ComponentesDiagrama de Presin-Volumen

Isotermas en un Diagrama de Presin Volumen para un sistema de dos componentes

Diagrama de Presin Temperatura para un sistema de dos componentes

FENOMENO RETROGRADO Compresin isotrmica:AEDE: vaporizacin isotrmica retrogradaExpansin isotermica:EAED: condensacin isotrmica retrograda

FENOMENO RETROGRADO Aumento Isobrico de la temperatura: JGHG: condensacin isobrica retrogradaDisminucin isobrica de la temperatura: GJGH: vaporizacin isobrica retrograda

FENOMENO RETROGRADO LA CONDENSACIN RETROGRADA :Es definida como la formacin de LIQUIDO por una disminucin isotrmica de la presin o un aumento isobrico de la temperaturaLA VAPORIZACIN RETROGRADA :Es la formacin del VAPOR por por una compresin isotrmica o una disminucin isobrica de la temperaturaCaracterizacin Fsica de los YacimientosFactores fsicos que controlan el comportamiento de fasesPresinTemperaturaAtraccin MolecularRepulsin Molecular

PresinAtraccin Molecular

TemperaturaRepulsin Molecular Confinanlas molculasDispersanlas molculasDiagrama P - T para un sistema MulticomponentesPresin de ReservorioTemperatura ReservorioCurva de Pts BurbujaCurva Pts Rocio60%20%0%2-Fases1-Fase1-FaseCPLiquidoGasL + G

Petrleo:Saturado (A)Subsaturado (B)Gas:Gas Hmedo (C)Gas-condensado(D)Gas Seco (E)Caracterizacin de Hidrocarburos in situEE1Caracterizacin Fsica de los YacimientosDiagrama de fases de una mezcla de Gas natural-Gasolina natural

cCaracterizacin Fsica de los YacimientosDiagrama de Fases de una mezcla de gas natural - gasolina natural

Caracterizacin Fsica de los YacimientosDiagrama de fases generalizado de un gas condensado

Caracterizacin Fsica de los YacimientosDiagrama de fases para diferentes tiposde crudos y gases

Caracterizacin Fsica de los YacimientosClasificacin de los yacimientos en base a los hidrocarburos que contienenYacimientos de Gas1. Gas seco2. Gas Hmedo3. Gas CondensadoYacimientos dePetrleo1. Petrleo de altavolatilidad(Cuasicrtico)

2. Petrleo de bajavolatilidad(Petrleo negro)a) Livianob) Medianoc) Pesadod) ExtrapesadoComposiciones tpicas de mezclas provenientes de yacimientos de hidrocarburos

Caracterizacin Fsica de los YacimientosDiagrama de fases de los fluidos de un yacimiento de petrleo negro con capa de gas

Caracterizacin Fsica de los YacimientosClasificacin de los Yacimientos en base al diagrama de fases

Caracterizacin Fsica de los YacimientosParmetros para Clasificar Yacimientos en Base a la Mezcla de HidrocarburosA) Medidos en Campo:PresinTemperaturaRGPGravedad APIColor del Lquido de tanque

B) Medidos en laboratorio:Se usan muestras represen-tativas.Simulan comportamiento de fluidos durante agotamiento isotrmico de presin.

Clasificacin de los Yacimientos en base al diagrama de fases

Parmetros para Clasificar Yacimientos en Base a la Mezcla de HidrocarburosA) Medidos en Campo:PresinTemperaturaRGPGravedad APIColor del Lquido de tanque

B) Medidos en laboratorio:Se usan muestras representativasSimulan comportamiento de fluidos durante agotamiento isotrmico de presin. Que es un anlisis PVT ?Es un conjunto de pruebas de laboratorio que se realizan a diferentes presiones, volmenes y temperaturas en que se evalan las propiedades de los fluidosANALISIS PVT Que aporta un anlisis PVT ?Los datos de la formacin, del pozo y del muestreo La composicin del crudo y sus propiedadesLa Prueba de expansin a composicin constante(Liberacin flash)Prueba de liberacin diferencial.Viscosidad del crudo en funcin de la presin.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 en produccin el yacimientoANALISIS PVTANALISIS PVTLos 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 POIS del yacimiento,Predecir su vida productivaDefinir 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 estudiosUna 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.

ANALISIS PVTANALISIS PVTEsto 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.ANALISIS PVTCuando 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. ANALISIS PVTPara 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 yacimientoPresin fluyente de fondo: PwfPresin 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

ANALISIS PVTEn 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. ANALISIS PVTExpansin 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.El anlisis de laboratorio consiste de:ANALISIS PVTPor consiguiente se debe:Verificar la validez de las muestrasHacer una comparacin de los datos de campo con los datos de laboratorioComparar las muestras tomadas en superficie mediante recombinado de las muestras de fondoANALISIS PVTa) 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.

Realizar estudios pertinentes al fluido mediante los siguientes experimentos:DEFINICIN DEL SISTEMA

Conceptos BasicosGravedad Especifica del petrleo:Es la relacin que existe entre la densidad del petrleo y la densidad del agua medidas a las mismas condiciones de presin y temperatura.Generalmente medidas a condiciones standard : P= 14.7 psia y T= 60F

Conceptos BasicosGravedad API del petrleo:Escala arbitraria de gravedad empleada generalmente en la industria petrolera y la cual es aplicadas a petrleos crudos y condensados lquidos.La relacin entre la gravedad API y la Gravedad Especifica, esta dada por la relacin:

RECOLECCIN DE MUESTRASMuestras de fondoMuestras recombinadas

Las muestras de los fluidos a los cuales se les hace el anlisis PVT, pueden ser obtenidas de dos maneras diferentes:MUESTRA DE FONDO:

Estas muestras se obtienen llevando una celda al fondo de un pozo a la profundidad del reservorio y se toma la muestra de la corriente de fluido a la presin fluyente de fondo(Pwf), mediante vlvulas que se accionan mecnica o elctricamente para atrapar un volumen de los lquidos del pozo en la cmara de muestreo.

MUESTRA DE FONDO

Este mtodo, obviamente, dar lugar a una muestra representativa de lquido combinado siempre y cuando el aceite la Pwf a la que se recoge la muestra, est por encima de la presin del punto de burbuja.Se toma preferentemente en el primer pozo perforado o cuando el reservorio no halla producido extensamente

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