Asignatura:Productividad de pozos

Tema:Diagrama de faces, clasificacin de los yacimientos, diagrama de faces (presin burbuja y roci)

Docente: I.P Juan Carlos Guzmn Olan

Carrera:Ing. Petrolera

Que es y cmo est compuesto un diagrama de fasesFase

Cuando hablamos de fase nos referimos a cualquier parte del sistema, homognea y fsicamente diferente al del sistema de estudio. Un ejemplo sencillo, hielo, agua lquida y vapor de agua, tres fases distintas fsicamente, homogneas y claramente separadas.

Diagrama de fases

Un diagrama de fases es una representacin grfica de las condiciones de presin y temperatura en la que existen los slidos, lquidos y gases. Si construyramos un grfico presin-temperatura en donde cada punto del grfico representara una condicin determinada de p y t representaramos una situacin en la que puede encontrarse cada una de las sustancias en su estado fsico. A bajas temperaturas y alta presiones es de esperar que los tomos se dispongan de una manera ordena (slidos), a temperaturas altas y bajas presiones (gases) y temperaturas y presiones intermedias (lquidos).

A continuacin el diagrama de fases del agua.

Para los hidrocarburos se han clasificado los yacimientos de acuerdo a un diagrama de fases (Composicin). Los yacimientos suelen clasificarse por las condiciones de temperatura y presin inciales respecto a la regin gas-petrleo (dos fases), en estos diagramas se relacionan temperatura y presin.

Diagrama de fases para los fluidos en el yacimiento

Punto de Burbujeo (Pb):es la presin mnima en la cual estando en fase liquida se forma la primera burbuja de gas.

Punto de roco (Pr):es la presin mnima en la cual estando en fase gaseosa se forma la primera gota de lquido.

Curva de Burbujeo:son los puntos de fase liquida en los cuales aparece la primera burbuja de gas.

Curva de roco:son los puntos en la fase gaseosa en los cuales aparece la primera gota de lquido.

Punto cricondembrico (Pcdb):es la presin mxima en la cual coexiste gas y lquido

Punto Cridondentrmico (Tcdet):mxima temperatura en la cual coexiste la fase lquida y gaseosa.

Zona de condensacin retrograda:puede definirse como, la condensacin de lquido durante la expansin de gas a temperatura constante o la condensacin de lquido durante calentamiento de gas a presin constante.

Punto Crtico: es el punto en el cual convergen las curvas de roco y de burbujeo

Tcnicamente se han defino en forma General Dos tipos de yacimientos con sus respectivos subgrupos.

1.-Yacimiento de gas

1.1.-Gas Seco.

1.2.-Gas Hmedo.

1.3.-Gas condensado.

2.-Yacimiento de Petrleo

2.1.- Petrleo Voltil.

2.2.- Petrleo pesado.

Independientemente de esta clasificacin, se han descubierto yacimientos que contienen todos los diferentes tipos de hidrocarburos y algunas veces varios de otros compuestos en casi todas las proporciones conocibles. Adems como las temperaturas y presiones varan con la profundidad, en yacimientos muy grandes es considerable la modificacin de estos factores. Debido a estas caracterices no existen definiciones precisas a la hora de clasificar un yacimiento en especfico, sino que se recuren a trminos muy generales.

La siguiente tabla muestra las composiciones molares y algunas propiedades adicionales de cinco fluidos monofsicos de yacimientos.

Desde un punto de vista ms tcnico, los diferentes tipos de yacimientos deben clasificarse de acuerdo con la localizacin de la temperatura y la presin inciales a las que se encuentra el yacimiento, como ya vimos anteriormente existe un diagrama de fases para hidrocarburos que relaciona la presin y temperatura para los fluidos en un yacimiento. En forma general podemos encontrar diferentes diagramas de fases para cada tipo de yacimiento y que a su vez estos diagramas pueden variar con la disminucin de presin en el yacimiento.

Yacimientos de gas

Diagrama de fases para yacimientos de gas Seco.

Los yacimientos de gas seco tienden a tener una temperatura mayor a la temperatura del punto Cridondentrmico, La mezcla de hidrocarburos se mantiene en fase gaseosa en el yacimiento y hasta la superficie independientemente de la reduccin de la presin, la composicin de hidrocarburos presente en el yacimiento es mayoritariamente gas metano (C1)>90%, en este tipo de yacimientos no se observa condensacin retrograda debido a que siempre nos mantenemos fuera de la curva de roco.

Diagrama de fases para yacimiento de gas Hmedo

Los yacimientos de gas Hmedo tienen una temperatura mayor a la temperatura de Punto Cridondentrmico, con la reduccin de la presin en el yacimiento podemos atravesar la curva de roco y obtendremos liquido de muy alta gravedad API en nuestro yacimiento, tambin en superficie obtendremos una mezcla de hidrocarburos lquidos y gaseosos, los compuestos que forman estas mezclan tienen un mayor componentes intermedios que los yacimientos de gas seco, el lquido producido en estos yacimientos generalmente es incoloro , con una gravedad API mayor a 60.

Diagrama de fases para los yacimientos de gas Condensado

La temperatura en la que se encuentra el yacimiento est entre la temperatura Crtica y la temperatura Cridondentrmica, en condiciones inciales del yacimiento podemos encontrar el hidrocarburo en fase gaseosa, al disminuir la presin y atravesar la curva de roco por condensacin del gas encontramos lquido en nuestra produccin y tambin en el yacimiento. El lquido producido tiende a ser incoloro, amarrillo y se ha reportado en algunos casos negro, con una gravedad API entre 40 y 60.El comportamiento de estos yacimiento es particular debido q cuando bajamos la presin isotrmicamente y al estar por debajo del punto de roco produciremos lquido y gas en cierta proporcin inicial, al continuar disminuyendo la presin la proporcin de lquido aumentara con respecto a la de gas encontrada originalmente, pero, se llegar a una condicin de presin en el yacimiento en la cual la saturacin de lquido ser mxima y desde ese punto en adelante comenzar a disminuir el lquido producido.

Yacimientos de petrleo

Diagrama de fases para los Yacimiento de petrleo de voltil.

Los yacimientos de petrleo voltil o cuasiCrtico se encuentran a una temperatura ligeramente menor a la temperatura del punto crtico, la mezcla de hidrocarburos en el estado inicial se encuentra cerca del punto crtico, con una pequea disminucin de presin podemos atravesar la curva de burbuja y comenzar a liberar el gas que se encuentra disuelto en petrleo, este tipo de yacimientos al disminuir poco la presin generan excesiva liberacin de gas, lo que causa un agotamiento acelerado del crudo, el crudo producido posee una gravedad API mayor a 40 con un color amarillo oscuro a negro.

Diagrama de fases para los Yacimientos de petrleo negro

Estos yacimientos presentan una temperatura mucho menor a la temperatura crtica, tienen un mayor contenido de compuestos pesados (C7+) mayor al 40%, generalmente se debe disminuir mucho la presin para encontrar una produccin de gas considerable en este tipo de yacimientos, el crudo producido tiene un color de verde oscuro a negro con una gravedad inferior al 40%.

Una vez definidos los diagramas de fases de los yacimientos existes ciertos parmetros que relacionan el volumen de hidrocarburos en el yacimiento y superficie a una determina presin y temperatura. Estos parmetros de volumen presin y temperatura (PVT) son:

1.-Factor volumtrico de formacin del petrleo (o).

2.-Factor volumtrico de formacin del gas (g).

3.-Factor volumtrico de formacin total (t).

4.-Relacion gas-petrleo en solucin (Rs).

5.- Relacin gas-petrleo en produccin (Rp).

DIAGRAMA DE FACES (PRESIN BURBUJA Y ROCIO)Los puntos de roco se refieren a la temperatura y presin a la cual un sistema condensa. Cuando, por ejemplo, en una habitacin se comienzan a empaar los vidrios ocurre que se ha llegado al punto de saturacin de la humedad del local y al descenso de la temperatura esa humedad precipita, condensndose sobre las superficies. El roco matutino sobre las hojas de las plantas es un ejemplo similar. Los puntos de burbuja, temperatura y presin por su parte, se refieren a las condiciones en las cuales en un sistema se inicia la ebullicin. En el simple hecho de calentar agua, al momento en que se ve la primera burbuja de vapor de agua formarse, se ha llegado a las condiciones de burbuja. Se pueden evaluar las condiciones de roco y de burbuja utilizando ecuaciones matemticas que correlacionan las propiedades del sistema: temperatura, presin y composiciones (las concentraciones de las sustancias presentes tanto en la fase lquida como en la correspondiente fase vapor). Existen mezclas de sustancias que forman soluciones ideales: cuando las sustancias van cambiando de fase en forma regular, gradual y proporcionalmente a su concentracin en la fase lquida. Para el clculo de las concentraciones en equilibrio de este tipo de mezclas se suele utilizar la Ecuacin de Raoult Ideal que relaciona las propiedades del sistema en 1.Esta ecuacin es de muy fcil aplicacin cuando se busca determinar la presin, ya sea de burbuja o de roco, conociendo la temperatura del sistema. Sin embargo, cuando la incgnita es la temperatura del sistema en equilibrio para una presin dada, se debe proceder a estimar esa temperatura por un mtodo iterativo hasta lograr convergencia. En soluciones ideales la convergencia se obtiene generalmente en no ms de 4 iteraciones. El MathCAD es un software de programacin muy til y verstil que permite realizar ese clculo en forma inmediata.