DIAGRAMA DE FASES PARA YACIMIENTOS DE HIDROCARBURO

La mayora de los campos petrolferos descubiertos a nivel mundial corresponden mayormente a gas condensado/petrleo voltil asociados a altas presiones y temperaturas. De all la importancia de estudiar estos yacimientos aplicando las mejores tcnicas de ingeniera para optimizar la recuperacin de este recurso no renovable.El paso siguiente al descubrimiento de un yacimiento de hidrocarburos es determinar el estado (gas y/o lquido) en que se encuentra la mezcla en el yacimiento y clasificarlo utilizando criterios termodinmicos de fases y parmetros de caracterizacin fundamentales como la relacin gas-lquido (petrleo o condensado), gravedad API y otros.Cabe destacar que en trminos generales, a mayor profundidad de los yacimientos las mezclas de hidrocarburos se encuentran en fase lquida cerca del punto crtico (crudos voltiles de alto encogimiento) o en fase gaseosa (gas condensado, gas hmedo o seco). Los fluidos obtenidos en superficie de estos yacimientos, son el resultado de cambios termodinmicos que sufre la mezcla original de hidrocarburos en su trayectoria desde el yacimiento hasta el sistema de separacin en la superficie.Cuatro factores fsicos controlan el comportamiento de fases de mezclas de hidrocarburos: 1. Presin. 2. Atraccin molecular.3. Energa cintica (movimiento molecular asociado con temperatura).4. Repulsin molecular.La presin y la atraccin molecular tienden a mantener las molculas juntas, de esta manera, mientras mayor sean estas fuerzas mayor es la tendencia de los hidrocarburos a aumentar su densidad. Las fuerzas de atraccin molecular son directamente proporcionales a la masa de las molculas e inversamente proporcionales a la distancia entre las mismas.La energa cintica y la repulsin molecular tienden a dispersar las molculas. A elevadas temperaturas aumenta el movimiento de las molculas y por ende, mayor es su tendencia a separarse, produciendo de esta manera una disminucin en la densidad.El comportamiento regular de los hidrocarburos es el de pasar de fase gaseosa a lquida por aumento de presin y/o disminucin de temperatura y el de pasar de fase lquida a gaseosa por disminucin de presin y/o aumento de temperatura.

Diagrama presin-temperatura de mezclas de hidrocarburosLa mejor forma de observar los cambios de fase de las mezclas de hidrocarburos que se presentan naturalmente en yacimientos de petrleo y gas (o condensado) es a travs de un diagrama Presin-Temperatura (P-T) como el diagrama que se observa a continuacin

Es muy importante conocer detalladamente que compone y el significado de las curvas y puntos que forman parte de este diagrama aqu esta una breve pero muy detallada informacin de cada uno de sus componentes

La envolvente de fase se forma de unir las curvas de punto de rocio y punto de burbuja

Las curvas de 100% del punto de burbuja y la de 0% de punto de rocio convergen en el punto crtico

La zona del punto de crtico hacia la izquierda est en fase liquida y del punto crtico a la derecha se encuentra en fase gaseosa

Un punto en el medio de la envolvente como lo es el punto D se dice que el fluido es bifsico

para cada yacimiento existe una envolvente diferente, los yacimientos que se encuentran debajo de la temperatura critica, ejemplo el punto C, el yacimiento se encuentra en estado monofsico

Para este caso en tase liquida a esta yacimiento se le denomina yacimiento de punto de burbuja.

Un yacimiento que se encuentra fuera de las fases (liquida-vapor), y este exeda la temperatura cricondentermica, este fluido se encontrara en una sola fase durante toda su vida del yacimiento esta fase es gaseosa; a estos yacimientos se les denomina yacimientos de gas.

Para yacimientos donde la temperatura mayor a la temperatura crtica, el fluido se encuentra en fase gaseosa, A medida que la presin disminuye la composicin del fluido permanecer constante. hasta alcanzar la presin del punto de rocio por debajo de esta presin se condensa el lquido del fluido del yacimiento en forma de rocio, a ese yacimiento se le denomina yacimiento de punto de rocio.

Lo que acurre en un yacimiento de punto de rocio es una condensacin retrograda, cuando la presin est por debajo de la presin de punto de rocio. Debido a esta condensacin la fase gaseosa disminuir su contenido lquido; como el lquido condensado se adhiere al material solido o paredes de los poros de la roca permanecer inmvil. Por consiguiente el gas promedio en la superficie tendr un contenido liquido menor encontrando la razn gas-petrleo de produccin esto ocurre hasta alcanzar el punto de mximo volumen de lquido.

Se dice retrograda porque generalmente una dilatacin isotrmica ocurre vaporizacin en lugar de condensacin

La vaporizacin del lquido formado por condensacin retrograda. Liquido retrogrado presenta a partir del punto de presin de rocio hasta la presin de abandono; Esta re vaporizacin ayuda a la recuperacin liquida y se hace evidente por la disminucin en las razones gas-petrleo en la superficie.

En el punto crtico las propiedades intensivas del gas y lquido son idnticas

Temperatura cricondertermica: Es la mxima temperatura donde existe un equilibrio entre el vapor y el lquido, temperatura superior a esta el sistema se encuentra en fase gaseosa.

Presin criconderbarica: Es la mxima presin donde existen en equilibrio el vapor y el lquido

La posicin relativa de los puntos criconderbaricos y cricondertermicos van a depender de la composicin del sistema.

Se puede observar que a medida que la mezcla es ms liviana y voltil las presiones de burbuja y rocio son mayores.