análisis pvt's
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U n i v e r s i d a d A u t ó n o m a d e Ta m a u l i p a s
ANÁLISIS PVTMANEJO DE CRUDOS PESADOS
Argenis
Erick
Karla
Eduardo
Angélica
Marissa
Jorge
Arturo
Edgar
Aracely
Grupo 9°PProgreso 80%Profesor Daniel HernándezCalificación 100%
La materia puede existir en tres estados, dependiendo de las condiciones a las cuáles esté sometido. Las
variables que determinan el estado de la materia es la P y T. Un fluido que cambia de un estado de
agregación a otro, se le conoce también como cambio de fase. Los yacimientos de petróleo y gas están
sometidos a condiciones extremas de presión (P) y temperatura (T), las cuáles sus influencias en conjunto
le dan el estado líquido o gaseoso a los hidrocarburos.
85Generalidades
85Generalidades
A medida que el gas y el aceite son producidos desde el yacimiento, están sujetos a una serie de
cambios de Presión, temperatura y composición; tales cambios afectan el comportamiento volumétrico
y de transporte de los fluidos de yacimiento y consecuentemente, los volúmenes de aceite y gas
producidos.
En un yacimiento de petróleo, coexisten dos o tres fases diferentes en los poros de la roca. El
estudio de los fluidos del yacimiento como una función de la presión, volumen y temperatura de los
mismos, se conoce comúnmente como un estudio PVT.
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85Análisis PVT
Generalmente, cuando se descubre un nuevo yacimiento, uno de los primeros análisis es la composición de los fluidos que se encuentran en el mismo, con el objetivo de saber como es el comportamiento termodinámico (Presión y Temperatura) a las condiciones de yacimiento, y como este varía en su camino a superficie, hasta llegar a la separación. Un análisis PVT consiste en un conjunto de pruebas de laboratorio que determinan las propiedades de los fluidos de un yacimiento petrolero y sus variaciones con la presión.
Este estudio relaciona tres parámetros básicos: • Presión• Volumen• Temperatura
85Análisis PVT
Estos parámetros son los que gobiernan en gran parte el comportamiento de la producción de un yacimiento petrolero y consiste en simular en laboratorio el agotamiento de presión de un yacimiento. Durante las pruebas el volumen y la temperatura se mantienen constantes. Las técnicas usadas en el laboratorio deben simular los tipos de separación gas-liquido durante la producción de gas condensado desde el yacimiento hasta los separadores.Los estudios PVT están diseñados para representar el comportamiento de los fluidos de yacimiento en las etapas normales de explotación de yacimientos.
En consecuencia resulta muy importante comprender la representatividad de los estudios de laboratorio para los distintos tipos de yacimiento y de fluidos.
85Análisis PVT
Objetivos de la realización de los análisis PVT
• DETERMINAR LAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO• DETERMINAR LAS CAIDAS DE PRESION• DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO DEL YACIMIENTO• ESTIMAR RESERVAS • DETERMINAR LA RENTABILIDAD DE UN NUEVO POZO O EL DESARROLLO
DE UN NUEVO CAMPO
85Importancia del análisis PVT
Los análisis PVT son parte fundamental en la caracterización y en la adecuada explotación y mantenimiento de un yacimiento petrolero. La información obtenida en estos estudios , es vital para la evaluación de reservas , en el desarrollo optimo de un plan de recobro , y para determinar la cantidad y calidad de los fluidos producidos.
El objetivo principal de las pruebas PVT es determinar la relación volumétrica de las fases desde condiciones de yacimiento hasta las condiciones de superficie y también determinar la solubilidad del gas en el crudo.
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Las principales propiedades que pueden ser obtenidas en un estudio PVT son:
• Factor volumétrico de formación del aceite. Bo• Relación Gas en Solución. Rs• Coeficiente de compresibilidad isotérmica. Co• Densidad del gas y del aceite. pg y po• Factor volumétrico de formación del gas. Bg• Factor de compresibilidad del gas. Z
Importancia del análisis PVT
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Partiendo de los resultados de estos estudios, determinar los diversos parámetros y metodologías que se desarrollarán 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 recombinación superficial.
Importancia del análisis PVT
85Muestreo de fondo
85Muestreo de
recombinación superficial
85Importancia del
análisis PVTUna vez que se determina el estado del fluido
presente en el yacimiento a través de los estudios experimentales para fluidos de yacimiento(PVT), se procede a recopilar y estudiar toda la información acerca del comportamiento de los mismos en función de las variaciones de la presión, temperatura y volumen.
Para tener la certeza de que el muestreo es representativo, se hace una validación exhaustiva tomando en cuenta todos los parámetros del yacimiento medidos durante la toma de muestras como son:
- Presión estática del yacimiento- Presión fluyendo- Presión y temperatura a la cabeza del pozo- Presión y temperatura del separador- Gastos de líquido y gas en el separador ,
así como el líquido en el tanque- Factor de encogimiento del aceite
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Los análisis PVT deben efectuarse sobre muestras representativas de los fluidos contenidos en el yacimiento.
Existen cuatro procedimientos de laboratorio para los análisis PVT:Separación diferencial al volumen constante.Separación diferencial convencional.Separación flash (prueba de expansión a composición constante).Simulación de las condiciones de operación de los separadores de campo.
Los tres primeros procesos tratan de simular el comportamiento de los fluidos en el yacimiento y el ultimo en la superficie.
Pruebas PVT
85Separación Flash (prueba de expansión a composición
constante)
Todo el gas liberado de una mezcla de hidrocarburos, permanece en contacto y equilibrio con la fase liquida de la que se separa y consiste en efectuar cambios en la presión del sistema variando el volumen total ocupado por la muestra. Se realiza para determinar la presión de saturación, coeficiente de compresibilidad isotérmico del fluido en una fase cuando se excede la presión de saturación, factor de compresibilidad de la fase gaseosa y volumen total de hidrocarburos.
La muestra consiste en ejercer una presión mayor a la del yacimiento sobre una muestra de hidrocarburo en una celda PVT por medio de mercurio y posterior mente disminuirla extrayendo el elemento mencionado para así determinar el punto de burbuja y rocío, cabe mencionar que no se extrae volumen de hidrocarburo en el proceso de esta prueba.
85Separación diferencial
Se utiliza una muestra de aceite a condiciones de presión de burbuja y temperatura constante del yacimiento, se libera gas disuelto por medio de
reducciones de presión y es extraído del contacto con la fase liquida.
El gas se extrae a presiones menores que las de saturación, el proceso continua hasta agotar totalmente el gas disuelto, se considera ser mejor para describir
el proceso de separación que se lleva a cabo en el yacimiento y con sus datos es posible simular el
comportamiento del flujo del hidrocarburo a condiciones por encima de la saturación critica del gas.
En esta prueba podemos observar como el gas liberado empieza a fluir dejando atrás el fluido que lo contuvo
debido a que el gas tiene mayor movilidad que el aceite.Las mediciones de esta prueba son
realizadas cada vez que el volumen de gas liberado es extraído.
85Separación diferencial a volumen constante
Durante el agotamiento de la presión se extrae solo una parte del gas liberado manteniendo al final de cada etapa un volumen igual al ocupado por la muestra a la presión de saturación; dicho volumen estará conformado por aceite y gas disuelto mas un casquete de gas cada vez mayor.Consiste en cargar una celda PVT con una muestra de gas a presión de rocío y temperatura de yacimiento, se calcula la compresibilidad inicial del gas real, posteriormente se reduce la presión extrayendo agua o mercurio de la celda lo que ocasiona la formación de una segunda fase (condensado o gas retrogrado), durante esta formación se miden visualmente los volúmenes de los fluidos en la celda. Finalmente se reinyecta agua o mercurio y se
extrae gas al mismo tiempo a una presión constante hasta alcanzar el volumen inicial.De esta manera se simula un yacimiento que produce gas con liquido retrogrado remanente en el yacimiento.
85Separación flash (condiciones de separador)
Este tipo de pruebas se efectúa para determinar las condiciones optimas de operaciones a las cuales deben manejarse los separadores de las estaciones de recolección. Las muestras del fluido del yacimiento pasan por una o varias etapas de separación cambiando las condiciones de presión y temperatura. Como resultado se obtiene un juego de valores para estas parámetros, con los cuales se tendrá la máxima recuperación de líquidos en el tanque de almacenamiento.
85Limitaciones
En las pruebas de separación diferencial iso-volumetrico NO simulan la producción de condensado retrógrado del yacimiento de gas condensado rico (alta condensación retrógrada). Se dificulta la selección de una muestra representativa del fluido original del yacimiento. Llevar la información obtenida en laboratorio al campo debe hacerse con sumo cuidado ya que pequeños errores en las pruebas producen graves errores en la predicción del yacimiento de gas condensado. No es posible con exactitud determinar experimentalmente el efecto de la presión, temperatura a las condiciones operacionales de los separadores, debido al tamaño de la celda de laboratorio
85Pruebas PVT especiales: Pruebas de hinchamiento
Consiste con una muestra de aceite de yacimiento en su punto de saturación en una celda PVT con temperatura similar a la del yacimiento. Después se transfiere gas de inyección a la celda PVT. Posteriormente la presión se incrementa, manteniendo una temperatura constante hasta que el gas se disuelve. Cuando la ultima la burbuja desaparece, la nueva mezcla de la celda (aceite + gas inyectado) esta a su punto de saturación. Se toman datos de la presión y el volumen disuelto. A continuación se inyecta más gas, y la presión se incrementa nuevamente hasta que todo el gas se encuentre en solución dentro del aceite. Este proceso se repite durante un numero de etapas. Una prueba de hinchamiento se lleva a cabo para investigar como reaccionara un fluido de yacimiento a la inyección de gas
85Pruebas PVT especiales: Pruebas de tubo capilar
Se realiza cuando se desea efectuar una recuperación por desplazamiento miscible con inyección de gas, cuando el fluido inyectado no es miscible con el del yacimiento. Es de alto interés encontrar cuando un yacimiento de aceite y el gas inyección son miscibles a la presión actual del yacimiento.
Consiste en alimentar un tubo delgado por dos contenedores: uno de aceite y uno de gas. Primero se satura el tubo con aceite, y se toma registro de P, V, y T del sistema. Después el gas es forzado a través del tubo con el propósito de desplazar el aceite. La recuperación se define como la relación entre el volumen de aceite producido y el volumen alimentado al tubo. Si la recuperación es al menos 90 %, se dice que el aceite y el gas son miscibles.
85Pruebas PVT especiales: Experimento de múltiple contacto
Cuando se le inyecta gas a un yacimiento de aceite bajo saturado, el gas puede disolverse en el aceite o hacer que el fluido del yacimiento se divida en dos fases equilibradas, gas y aceite. Un experimento de contactos múltiples puede simular este proceso. La celda inicialmente contiene una cantidad conocida de aceite del yacimiento. Posteriormente se le agrega una cantidad especifica de gas, a presión y temperatura constante. Este experimento puede ser llevado a cabo de manera directa o inversa.
85Pruebas PVT especiales: Experimento de múltiple contacto directo
Se simulan las condiciones en el frente de inyección, en el cual el gas y el aceite del yacimiento son contactados a la presión y a la temperatura del mismo. El gas equilibrado en cada contacto es usado en el próximo contacto con el aceite original del yacimiento, simulando el avance del gas dentro del yacimiento. El volumen, densidad y composición de las fases equilibradas es medido en cada contacto. El procedimiento ya descrito continuará hasta que el gas de inyección se vuelve miscible con el aceite original, o llega al el equilibrio con el.
En un proceso directo, después de haber intercambiado componentes con el aceite cercano al pozo de inyección, el gas de inyección será desplazado por el gas de inyección fresco lejos del pozo de inyección, el cual hace contacto con el aceite fresco.
85Pruebas PVT especiales: Experimento de múltiple contacto inverso
Se simula la cola de la zona de inyección, la cual es, el proceso que sucede en el punto de inyección. Es similar al experimento directo, pero se usa el aceite equilibrado en cada contacto en el siguiente contacto con gas de inyección fresco. En un proceso inverso, el aceite es contactado múltiples veces por el gas de inyección fresco.
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La miscibilidad se determina a partir de observaciones visuales de cambios en la forma y apariencia de burbujas de gas inyectado mientras se elevan a través de una celda transparente, que se encuentra a altas temperaturas y esta llena de el aceite crudo del yacimiento.
Pruebas PVT especiales: Generación de burbuja ascendente
Consiste en introducir una pequeña burbuja de gas al fondo de una columna de aceite a través de una fase acuosa, esta fase acuosa actúa como separación entre la fase gaseosa y el aceite hasta que la burbuja suba a la fase del aceite. La burbuja de gas hace contacto con el aceite a través de su camino, cuya trayectoria es vertical.
Este evento tiene dos resultados posibles los cuales dependen de la presión de la prueba: la burbuja de gas alcance el equilibrio con el aceite, o alcanza la miscibilidad.
85Propiedades PVT
• Gravedad especifica de gas (Yg)• Gravedad especifica del petróleo (Yo)• Densidad del gas (Pg)• Factor de compresibilidad (z)• Factor volumétrico de formación del gas (Bg)• Factor volumétrico de formación del petróleo (Bo)• Factor volumétrico de formación total o bifásico (Bt)• Compresibilidad del gas (Co) • Compresibilidad de petróleo (Cg)• Grados API• Relación gas petróleo (Rs)• Relación gas-petróleo de producción (Rp)
Con los análisis PVT se pueden
determinar una gran variedad de
datos de los fluidos del
yacimiento. Esta información es de
importancia mayúscula al realizar
procedimientos como el cálculo de
reservas
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Gravedad especifica de gas y del petróleo (Yg-Yo)
La gravedad específica es la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad de alguna sustancia de referencia, ambas son tomadas a la misma condición de presión y temperatura. En la gravedad específica del gas, la sustancia de referencia es el aire y en la gravedad específica del petróleo es el agua.
Densidad del gas (Pg)La densidad es la relación entre la cantidad de masa de una sustancia contenida en una unidad de volumen.
Propiedades PVT
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Factor de compresibilidad (z)
El factor de compresibilidad es un factor de corrección introducido en la ecuación general de los gases y puede ser obtenido experimentalmente dividiendo el volumen real de n moles de un gas a P y T por el volumen ideal ocupado por la misma masa de gas a iguales condiciones de P y T.
Propiedades PVT
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Factor volumétrico de formación El factor volumétrico de formación nos permite determina la relación de crudo o gas que se puede extraer a condiciones de yacimiento y el crudo o gas que se extrae a condiciones de superficie
Formula factor volumétrico de formación del gas (Bg)
Formula factor volumétrico de formación del petróleo (Bo)
Formula factor volumétrico de formación total(Bt)
Propiedades PVT
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Compresibilidad del gas, petróleo y total (Cg) La compresibilidad es el cambio de volumen (por lo general disminución) de
una sustancia cuando la presión varía a temperatura constante.
• Formula compresibilidad de gas (Cg)
• Formula compresibilidad del petróleo (Co)
Propiedades PVT
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Grados APILa °API (American Petroleum Institute; fue fundado en 1920) es una referencia de la densidad de los hidrocarburos para su clasificación, utilizada en la industria de petróleo. La °API utilizada por el Ministerio del Poder Popular para la Energía y Petróleo, es:
TIPO DE CRUDOCondensado, Mayor de 42 °APIPetróleo Liviano, Más de 30 °APIPetróleo Mediano, De 22 a 29,9 °APIPetróleo Pesado, De 10 a 21,9 °APIPetróleo Extra pesado, Menor a 10 °API
Propiedades PVT
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La relación gas-petróleo (Rs)La relación gas-petróleo se puede definir como el número de pies cúbicos normales (PCN) de gas que pueden disolverse en un barril normal (BN) de petróleo cuando ambos son llevados a las condiciones de presión y temperatura prevaleciente en el yacimiento
La relación gas-petróleo de producción (Rp)
La relación gas-petróleo de producción está dada por los pies cúbicos normales de gas (PCN) producidos entre los barriles normales (BN) de crudo producidos.
Propiedades PVT
Conclus ión
Conocimiento de las Propiedades del yacimiento y de los fluidos en él.
Predecir el comportamiento del yacimiento, análisis nodales, calculo de reservas, evaluar métodos de recuperación mejorada y diseño de equipos.
Prueba de liberación diferencial (volumen constante y convencional)Prueba de expansión a composición constante (liberación flash)
Prueba de separadores
ANALISIS P.V.T TIPOS DE PRUEBAS
Consiste en un conjunto de pruebas de laboratorio mediante el análisis de muestras de fluidos tomadas en el fondo del pozo o mediante muestras tomadas en superficie.
CORRELACIONES
Correlación de Standing: Solubilidad del gas, Punto de burbujeo, Factor Volumétrico
Correlación de Vázquez y Beggs: Compresibilidad del petróleo.
Correlación de Beggs y Robinson:Determina la viscosidad
El uso de cualquier correlación debe estar sustentado con argumentos de producción que adopte el modelo seleccionado.
Consideraciones y procedimientos para el análisis PVT del crudo de campos maduros José Jorge Aramendiz Pacheco & Miguel Alberto Velázquez
Análisis PVT: Pruebas de laboratoriowww.ingenieria-de-yacimientos-lacomunidadpetrolera.com
Análisis PVTwww.ventanapetrolera.blogspot.com
Ecuación general de balance de materia y una herramienta computacional para sus cálculosTesis; José Antonio Torres, Andrea Elena Turrubiate
Propiedades de las fases y diagrama de faseswww.wikipedia.com
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