des de los fluidos

8/4/2019 des de Los Fluidos

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PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS


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CONTENIDO

Conceptos Bsicos Diagrama de Fases

Clasificacin de Yacimientos

Propiedades de los Fluidos

Toma de Muestras y Anlisis PVT

Validacin de las pruebas PVT

Uso de Correlaciones


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Sistema: se define como cualquier parte del universo, que se toma en forma

arbitraria, para realizar un estudio determinado.

Fase: Estado de la materia completamente homogeneo y uniforme.

Fluido: Estado de la materia que no tiene volumen definido debido a su pocacohesin intermolecular, por lo tanto se adapta a la forma del recipiente que locontiene, y adems son poco resistentes a fuerzas tangenciales o cortantes.

Propiedades de los Fluidos Propiedades Extensivas: Dependen de la masa total del sistema (Ej. masa,volumen, peso). Propiedades Intensivas: No dependen de la masa total (Ej. presin, velocidad,punto de ebullicin, temperatura).

Diagrama de Fases: Es un Diagrama de P vs T que muestra los cambios de fases(Lquido, Gas) que sufre una mezcla de hidrocarburos con Presin y Temperatura.

SLIDO LQUIDO GASEOSO

CONCEPTOS BASICOS


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COMPOSICIN DE LOS SISTEMAS DEHIDROCARBUROS

Es todo compuesto orgnico constituido principalmente por lamezcla carbono e hidrgeno.

Hidrocarburo

Composicin qumica de los hidrocarburos

Parafinas (Alcanos).

Olefinas (Alquenos).

Naftenos.

Aromticos.

Naftenos

Parafinas normales Isoparafinas

AromticosOlefinas

Fuente: http://www.polar.org.ve/qumica/fasciculo32.pdf


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YACIMIENTOS

DE GAS

YACIMIENTOS

DE PETRLEO

CLASIFICACIN DE LOS YACIMIENTOS EN BASE A LOSHIDROCARBUROS QUE CONTIENEN

Gas Seco

Gas Hmedo

Gas Condensado

Petrleo Voltil

Petrleo Negro LivianoMedianoPesadoExtrapesado


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DIAGRAMA DE FASES PARA MEZCLA DEHIDROCARBUROS

AYacimiento de Gas

HmedoTyac >Tcrinc

BYacimiento de Gas

Condensado

Tc >Tyac >

Tcrinc

CYacimiento de

PetrleoTyac


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CLASIFICACIN DE LOS YACIMIENTOS DEHIDROCARBUROS

Presin

Temperatura

C

Separador

0

10

20

40

60

80

100

% Vol. de Lq.

Tyacimiento

Punto CrticoCurva de

Punto deBurbuja

Diagrama de Fases del Petrleo Negro

Presin

Temperatura

C

Separador

0

10

20

40

60

80

100

% Vol. de Lq.

Tyacimiento


Punto deBurbuja

Presin

Temperatura

C

Separador

0

10

20

40

60

80

100

% Vol. de Lq.

Tyacimiento


Punto deBurbuja

Diagrama de Fases del Petrleo Negro

Presin

TemperaturaTyacimiento

C

10

20

40

60

80

90

Punto Crtico

Separador

Curva dePunto de

Burbuja

Diagrama de Fases de Petrleo Voltil

Presin

TemperaturaTyacimiento

C

10

20

40

60

80

90

Punto Crtico

Separador

Curva dePunto de

Burbuja

Tyacimiento

C

10

20

40

60

80

90

Punto Crtico

Separador

Curva dePunto de

Burbuja

Diagrama de Fases de Petrleo Voltil

S e p a r a d o r

T c

C

A

Presin

T e m p e r a t u r a

Temperaturade

Yacimiento

D i a g r a m a d e P r e s i n v s . T e m p e r a t u r a p a r a u n G

S e p a r a d o r

T c

C

A

Presin

T e m p e r a t u r a

Temperaturade

Yacimiento

D i a g r a m a d e P r e s i n v s . T e m p e r a t u r a p a r a u n G

Presi

n

Temperatura

AC

Separador

Tc

Temperaturade

Yacim

iento

Curva de Presin vs. Temperatura para un Gas Hm edo

Presi

n

Temperatura

AC

Separador

Tc

Temperaturade

Yacim

iento

Curva de Presin vs. Temperatura para un Gas Hm edo

1

2

Separador0

101520406080

C P r e s i

n

Temperatura

% Volumen de Lquido

A

B

Diagrama de Fases del Gas Condensado

AC: Curva de Punto de Brbuja

BC: Curva de Punto de Brbuja1

2

Separador0

101520406080

C P r e s i

n

Temperatura

% Volumen de Lquido

A

B

Diagrama de Fases del Gas Condensado

AC: Curva de Punto de

BC: Curva de Punto de

AC: Curva de Punto de Burbuja

BC: Curva de Punto de Roco


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Diagrama de Presin vs. Temperatura

Visualizar la trayectoria de los lquidos de produccin del yacimiento a

la superficie

Clasificar los lquidos del yacimiento

Visualizar los procesos miscibles

Importancia de Caracterizar los Fluidos del Yacimiento

Determinarlos tipos y tamaos de equipos en superficie

Imponer estrategias de agotamiento

Seleccionar el mtodo de Recuperacin Secundaria y/o recuperacin

mejorada

Determinar tcnicas para predecir reservas de petrleo y gas

Determinar clculos de Balance de Materiales


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CLASIFICACIN DE LOS YACIMIENTOS DEHIDROCARBUROS DE ACUERDO A LOS GRADOS API

Gravedad o Grado API (API): Es una funcin especial de la densidadrelativa (gravedad especfica), definida como la relacin de la masa deun volumen igual de agua pura a la misma temperatura. Laclasificacin propuesta por el Instituto de Petrleo Americano indicaque a una mayor gravedad API el petrleo ser ms liviano,


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Gas en Solucin, Rsw: se define como elnmero de pies cbicos normales (PCN) degas que pueden disolverse en un barrilnormal (BN) de agua cuando ambos sonllevados a las condiciones de presin y

temperatura de yacimiento.

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS:AGUA

Factor Volumtrico del agua, Bw: Es elvolumen que ocupa en el yacimiento la

unidad volumtrica de agua a condicionesnormales ms su gas en solucin. Este factordepende de la temperatura, la presin, ysalinidad del agua.


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Compresibilidad del agua, Cw:

Viscosidad: La viscosidad del agua es funcinde la temperatura y en menor grado de la

presin. Para un cambio de 50 a 200`F, laviscosidad varia de 1.3 a 0.3 cp. Los cambiospor presin representan aprox. un aumento dela viscosidad de un 0.56% por cada 1000 librasde aumento de presin. Su efecto es muypequeo y por lo tanto ser despreciado.


La compresibilidad del agua depende de la

presin, temperatura y gas en solucin.Disminuye con el aumento de la presin enforma lineal mientras que disminuye con elaumento de la temperatura hasta un mnimopara luego aumentar.


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Densidad del agua, esta intimamenterelacionada a la expansin trmica y ala compresibilidad. Al considerar unamisma masa de agua, a mayortemperatura la densidad disminuyecomo efecto de la expansin trmica y

al aumentar la presin la densidadaumenta por reduccin del volumen deagua para una misma masa


Coeficiente de expansin trmica: Es

la variacin del volumen con el cambiode temperatura por unidad devolumen, midindose los volmenes ala misma presin.


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La gravedad especfica de un gas, es proporcional a su peso molecular,Una vez se obtiene el peso molecular, la gravedad especifica sedetermina dividiendo su peso molecular entre 28.966 (peso moleculardel aire).

En algunas ocasiones cuando existe la presin y temperatura en elseparador, es necesario corregir la gravedad especfica del gas paratener unos datos de PVT ptimos. Por ejemplo tenemos:

correlacin de Vzquez y Beggs

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS:GAS


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EJEMPLO

1.Si se desea conocer la gravedad especfica de un gas se divide su pesomolecular entre el peso molecular del aire. En el caso del gas butanoC4H10, su peso molecular (C=12,01 ; H=1,008) se obtiene as:

2.



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Factor de formacin volumtrica de gas, Bg se define como el volumen

actual ocupado por una cantidad de gas a p y T especificadas, divido porel volumen el cual la misma cantidad de gas ocupara a condicionesestndar 60 F y 14.7 psia.

donde Vp,T = volumen de gas a p y T, ft3

Vsc = volumen de gas a condiciones

estndar, scf

Bg = factor volumtrico de formacin de

gas, ft3/scf y bbl/scf

Z = factor de compresibilidad del gas

Zsc = factor-Z a condiciones estndar = 1.0

pcs = presin estndar = 14.7 psiaTcs = temperatura estndar = 520 R

p = presin, psia

T = temperatura, R



17/28PROF. ING. FELIX E. GONZALEZ R.

Factor de Compresibilidad Z

1. El factorzno es constante.2. Debe determinarse experimentalmente.3. A presiones muy bajas, el factorz est muy cerca de 1,0.4. A presiones moderadas, las molculas estn lo suficientemente

cerca unas de otras como para que se ejerzan fuerzas de atraccin.Esto hace que el volumen real sea menor que el ideal y en

consecuencia, el factorzsea menor que 1,0.5. A presiones ms altas las molculas son forzadas a acercarse y enconsecuencia, aparecen fuerzas repulsivas las cuales hacen que elvolumen real sea mayor que el ideal y por tanto, el factor z esmayor que 1,0.

Presin, p

V real mayor

que V idealV real menor que V ideal

FactordeCompressibilidad,z

1.0

z se acerca a 1.0

00

Tempe

ratura

=cons

tant

e



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Paso 1. Dadas las propiedadesseudocrticas

Paso 2. Calcule la presin ytemperatura seudo reducida

Paso 3. Determine el factor-Zde la Figura I-2

Paso 4. Calcule Bg

Bg = 0.0283(0.78)(600)/(2000) = 0.0066222 ft3/scf

Paso 5. Calcule el flujo de gas en scf/da

dividiendo el flujo de gas en ft3/da por Bg

Flujo de Gas = (15000)/(0.0066222) = 2.265

MMscf/da

Ej. Un pozo de gas esta produciendo a una tasade 15000 ft3/da desde un yacimiento de gas a

una presin promedio de 2000 psia y unatemperatura de 140 F. La gravedad especficadel gas es 0.72. Calcule el flujo de gas enscf/da.



19/28PROF. ING. FELIX E. GONZALEZ R.

FACTOR DE COMPRESIBILIDAD Z

El factor de compresibilidad se conoce tambin como factor de desviacindel gas, factorde supercompresibilidad o factor z.

El factorzes la razn del volumen realmente ocupado por un gas a unapresin y temperatura dadas, al volumen de gas que ocupara el gas a lasmismas condiciones de presin y temperatura, si se comportara como ungas ideal.

Videal

Vrealz=



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Los clculos para el ejemplo dado muestran que la seudo temperaturacrtica dio 198 K (columna E) y la seudo presin crtica result ser 45,78atms. abs. (columna F) (ver Tabla 5-4).Si se desea obtener el factor de compresibilidad del gas en cuestin, adeterminada presin y temperatura, entonces se procede a calcular losvalores de presin y temperatura reducidas, Pr y Tr. Sea el caso que sedesee conocer el valor de Z a temperatura de 44 C y a presin de 50atms. abs.

Z=0,88

EJEMPLO


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VISCOSIDAD DEL GAS

Se denota como . Es una propiedad importante para determinar laresistencia al flujo que presenta el gas durante su produccin y transporte.Generalmente, la viscosidad del gas aumenta con los incrementos depresin.

A presiones bajas la viscosidad del gas (al contrario que los lquidos) seIncrementa con la temperatura. Sus unidades son los centipoises, Cp. Laviscosidad del gas tambin se determina por medio de Correlacinesempricas con un mgen de error inferior al 2 %.

Por ejemplo, el gas metano, porcentualmente es en casi todo caso elmayor componente del gas natural, a presin de una atmsfera y a

temperaturas de 10 C y 204 C muestra viscosidad de 0,0107 y 0,0163Centipoises, respectivamente. Esto significa un incremento de viscosidad de0,00003 centipoise por C, debido al aumento de temperatura de 194 C.

10 C 0,0107 Cp

204 C 0,0163 Cp



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DENSIDAD DE UN GAS IDEAL

Puesto que la densidad se define como la masa de gas por unidad devolumen, se puede utilizar para calcular la densidad de un gas adiferentes presiones y temperaturas. La ecuacin para la densidadde un gas se puede deducir de la ecuacin:

EJEMPLO: Se tiene gas metano contenida en un cilindro de 3,20 pie3 devolumen que se encuentra a 1.000 lpca y 68 F. Calcular la densidad delgas



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o =141.5

131.5 + API

o = Densidad del crudo, lbm/ft3

Rs = Relacin gas-lquido en solucin, scf/STB

Bo = Factor volumtrico de formacin del crudo, bbl/STB

350 = Densidad del agua a cs, lbm/STB

0.0764 = Densidad del aire a cs, lbm/scf

5.615 = Factor de conversin, ft3/bbl

o = Gravedad especfica del crudo

API = Gravedad API del crudo

gd = Gravedad especfica del gas disuelto (Fig. I-1)

pcs ,Tcs L =

Lw

La Gravedad Especfica del Crudo se define como:

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS:CRUDO


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Factor Volumtrico de Formacin de Crudo, Bo

El factor volumtrico de formacin de crudo, Bo , se define como larelacin entre el volumen de crudo (ms el gas en solucin) a la presin ytemperatura prevalecientes en el yacimiento y el volumen de crudo acondiciones estndar. Bo es siempre mayor que o igual a la unidad. Sepuede expresar matemticamente como:

Bobbl/STB

pb

Regin MonofsicaRegin Bifsica

Expansin

Presin, psia

Presin de Burbujeo

Bob

pi

donde Bo = factor volumtrico de formacin de crudo,

bbl/STB

(Vo)p,T = volumen de crudo a p y T del yacimiento, bbl

(Vo)sc = volumen de crudo medido a condiciones estndar,

STB



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b) Factor Volumtrico de Formacin de Crudo, Bo (Cont.)

Seis diferentes mtodos para predecir el factor de formacinde crudo parapresiones iguales o menores a la presin deburbujeo se presentan abajo:

Correlacin de Standing

Correlacin de Vasquez-Beggs Correlacin de Glaso

Correlacin de Marhoun

Correlacin de Petrosky-Farshad

Otras correlacionesEs importante notar que todas las correlaciones podran usarse

para cualquier Presin igual o por debajo de la presin deburbujeo.



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FACTOR DE COMPRESIBILIDAD DEL PETROLEO

Se denota como Co. Cuando la presin es mayor que la presin del punto de burbuja, el petrleo en el yacimiento tiene todo el gas ensolucin. Cuando se aplica presin en exceso a ste sistema, el lquidosufre una disminucin no lineal en su volumen que depende de latemperatura y composicin del petrleo. Esa pequea variacin en elvolumen es lo que se conoce como factor de compresibilidad del petrleo.

La correlacin de Vsquez y Beggs es un medio excelente paraobtener valor de la compresibilidad del petrleo.



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Se denota como o. Se define como la medida de la resistencia del

petrleo al flujo. Es usualmente medida en centipoises, cp, (gr/cm*seg). La

resistencia al flujo es causada por friccin interna generada cuando las

molculas del fluido tratan de desplazarse unas sobre otras.

Viscosidad del petrleo



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La o aumenta cuando disminuye la API y tambin aumenta con undecremento en la temperatura. El efecto del gas disuelto es alivianar el

petrleo y por tanto disminuir su viscosidad. Mientras exista un incremento

en la presin sobre un petrleo subsaturado, su viscosidad se incrementar.

El mtodo ms comn de obtener la viscosidad del petrleo, o,

consiste en evaluar la propiedad para petrleo muerto (petrleo sin gas

disuelto) para luego corregirla por efectos del gas disuelto.


des de los fluidos

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