Marco Teórico.

La facilidad con que un líquido se derrama es una indicación de su viscosidad. El aceite frio tiene una alta viscosidad y se derrama muy lentamente, mientras que el agua tiene una viscosidad relativamente baja y se derrama con bastante facilidad. Definimos la viscosidad como la propiedad de un fluido que ofrece resistencia al movimiento relativo de sus moléculas. La pérdida de energía debida a la fricción en un fluido que fluye se debe a su viscosidad. El análisis de la viscosidad de mezclas de hidrocarburos a condiciones de yacimiento y superficie es un importante paso en el diseño de varias etapas de operaciones de campo y debe ser evaluada tanto para operaciones de ingeniería de yacimientos como para diseños de producción.

Tipos de Viscosidad.

Los principales tipos de viscosidad son:

1. VISCOSIDAD CINEMÁTICA.

Es el tiempo que tarde un volumen fijo de líquido en fluir por gravedad a través de un capilar. Representa la característica propia del líquido desechando las fuerzas que genera su movimiento, obteniéndose a través del cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad del producto en cuestión. En el sistema CGS la unidad de la viscosidad cinemática es el Stoke, St, la cual tiene dimensiones de cm2/s; en la industria del petróleo la viscosidad cinemática es usualmente expresada en centistokes, cSt

2. VISCOSIDAD DINÁMICA.

Es la fuerza tangencial por unidad de área, de los planos paralelos por una unidad de distancia, cuando el espacio que los separa está lleno con un fluido y uno de los planos se traslada con velocidad unidad en su propio plano con respecto al otro también denominado viscosidad dinámica; coeficiente de viscosidad. La viscosidad dinámica, también llamada viscosidad absoluta, es numéricamente el producto de la viscosidad cinemática y la densidad del líquido, ambos a la misma temperatura. La unidad de viscosidad dinámica en el sistema internacional (SI) es el pascal segundo (Pa.s) o también newton segundo por metro cuadrado (N.s/m2), o sea kilogramo por metro segundo (kg/ms): Esta unidad se conoce también con el nombre de poiseuille(Pl) en Francia, pero debe tenerse en cuenta que no es la misma que el poise (P) descrita a continuación:El poise es la unidad correspondiente en el sistema CGS de unidades y tiene dimensiones de dina segundo por centímetro cuadrado o de gramos por centímetro cuadrado. El submúltiplo el centipoise (cP), 10-2 poises, es la unidad más utilizada para expresar la viscosidad dinámica dado que la mayoría de los fluidos poseen baja viscosidad.

3. VISCOSIDAD SAYBOLT.

Existen dos tipos: Viscosidad Saybolt Universal y Viscosidad Saybolt Furol; ambas viscosidades miden el tiempo que tardan en fluir 60 ml de muestra a través de un orifico, la diferencia radica en el tipo de orificio por el que pasa la muestra, es decir, para la viscosidad Saybolt Universal es un orificio universal calibrado bajo ciertas especificaciones y para la viscosidad Saybolt Furol es un orificio Furol. Esta discrepancia produce que la viscosidad Furol sea una décima parte de la universal.

Factores que afectan la viscosidad de hidrocarburos líquidos.

La viscosidad, se obtiene por varios métodos y se le designa por varios valores de medición. Es muy importante el efecto de la temperatura sobre la viscosidad de los crudos, en el yacimiento o en la superficie, especialmente concerniente a crudos pesados y extrapesados.

Efecto de la temperatura sobre la viscosidad: el efecto de la temperatura sobre la viscosidad de un líquido es notablemente diferente del efecto sobre un gas; en el caso de los gases la viscosidad aumenta con la temperatura, mientras que en caso de los líquidos, esta disminuye invariablemente de manera marcada al elevarse la temperatura (hasta un límite específico, a partir del cual se presenta el comportamiento opuesto en la muestra de líquido). Al aumentar la temperatura del crudo se disminuye su viscosidad debido al incremento de la velocidad de las moléculas y, por ende, tanto la disminucion de su fuerza de cohesión como también la disminución de la resistencia molecular enterna al desplazamiento.

Efecto de la presion sobre la viscosidad: el efecto de la presión mecánica aumenta la viscosidad. Si el incremento de presión se efectúa por medios mecánicos, sin adición de gas, el aumento de presión resulta en un aumento de la viscosidad. Este comportamiento obedece a que está disminuyendo la distancia entre moléculas y, en consecuencia, se está aumentando la resistencia de las moléculas a desplazarse.

Efecto de la densidad sobre la viscosidad: Se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. La densidad de un cuerpo esta relacionado con su flotabilidad, una sustancia flotara sobre otra si su densidad es menor. Mientras más denso sea el fluido, mayor será su viscosidad.

Efecto del gas en solución sobre las viscosidad: la adición de gas en solución a un crudo a temperatura constante reduce su viscosidad y esto se produce porque las moléculas relativamente pequeñas de los componentes del gas pasan a formar parte de la configuración molecular y aumenta la separación intermolecular entre las moléculas complejas de la fase liquida, lo cual reduce la resistencia al movimiento.

Resumen del Método para Viscosidad Saybolt.La prueba se hace para temperaturas específicas entre 70 y 210 °F. La facilidad con que un fluido fluye a través de un orificio de diámetro pequeño es una indicación de su viscosidad, este es el principio por el cual está basado el viscosímetro universal. La muestra del fluido se coloca en el aparato después de que se establece el flujo se mide el tiempo requerido para colectar 60 ml. de fluido. El tiempo resultante se reparta como la velocidad del fluido en segundos universales de Saybolt.

Resumen del Método para Viscosidad Cinemática.

Este método está basado en el principio de flujo por gravedad y consiste en medir el tiempo de flujo de un volumen fijo de líquido a través de instrumentos capilares de vidrio bajo condiciones de temperatura preestablecidas. La viscosidad cinemática se calcula conociendo el tiempo de flujo medido y la constante de calibración del capilar seleccionado. La viscosidad dinámica se obtiene del producto de la viscosidad cinemática con la densidad de la muestra a la temperatura de la prueba.