Propiedades de Los Fluidos

U N I V E R S I D A D T E C N O L Ó G I C A E Q U I N O C C I A L

C I E N C I A S D E L A I N G E N I E R Í A

I N G E N I E R Í A D E P E T R Ó L E O SN O M B R E : A N G E L F E R N A N D O A G U I L A R U

C U R S O : P R O D U C C I Ó N 5 T D

Propiedades de los Fluidos

Glosario

Gravedad API: La gravedad API, o grados API, sus siglas en inglés significan (American Petroleum Institute), es una medida de la densidad utilizada para líquidos de hidrocarburos. Constituye en una medida de densidad que en comparación con el agua, precisa cuán pesado o liviano es el petróleo. La relación entre la gravedad y API específico es:

Densidad: Es la relación entre la masa y el volumen de una sustancia

Proceso de liberación diferencial: Proceso de laboratorio en el que se retira el gas de liberación del aceite en cada uno de varios niveles de presión.

Proceso de liberación flash o instantánea: Es un proceso de laboratorio en el que el gas liberado y el aceite se mantienen en el mismo sistema en todo el rango de presión.

Desviación del gas, factor (z): es la razón del volumen molar de un gas con relación al volumen molar de un gas ideal a la misma temperatura y presión, siendo este un factor de corrección utilizado en las ecuaciones de volumen de gas debido a que los gases reales no obedecen las leyes de los gases ideales.

Factor de volumen de la formación de gas (Bg): El factor volumétrico es un parámetro que relaciona el volumen que ocupa un gas condiciones de presión y





temperatura de yacimiento con el volumen que ocupa la misma masa de gas en superficie a condiciones estándar (14,7 psia y 60ºF).

Gravedad del gas (Yg): La relación del peso molecular de una mezcla de gas con el peso molecular del aire.

Compresibilidad de aceite o compresibilidad del petróleo (Co): Es la reducción fraccional del volumen de aceite (petróleo) que resulta debido al aumento de la presión de un psi.

Factor de contracción del petróleo (Bo): El factor volumétrico de formación del petróleo consiste en la relación que existe entre el volumen de petróleo a condiciones de presión y temperatura de yacimiento entre el volumen que existe a condiciones de presión y temperatura normales.

Presión Pseudo crítica, (Ppc): Es el promedio de la presión crítica de un mol de gas que contiene más de un componente.

Temperatura Pseudo crítica (Tpc): Es el promedio del peso de un mol de la temperatura crítica de un gas que contiene más de un componente.

Presión Pseudo reducida (Ppr): La presión existente en un gas de múltiples componentes de un sistema dividido por su pseudo presión crítica.





Temperatura Pseudo reducida (Tpr): La temperatura existente en un gas de múltiples componentes de un sistema dividido por su pseudo presión crítica.

Presión Reducida (Pr): La presión existente o actual dividida para la presión crítica para un solo componente de gas.

Temperatura Reducida (Tr): La temperatura existente o actual dividida para la temperatura crítica para un solo componente de gas. Temperatura son absolutos, ejem: °R.

Relación gas-aceite de una solución (Rs): La relación gas petróleo representa la razón entre los pies cúbicos de gas a condiciones estándar (ST) con respecto a los barriles producidos a condiciones normales.

Gravedad específica (Y): Es la relación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua.

Factor total del volumen de la formación (Bt): Es el volumen de petróleo más gas disuelto a condiciones normales, en este factor volumétrico de formación hay que considerar tanto el volumen de petróleo que va quedando como también el volumen de gas que se está separando a medida que se disminuye la presión.

Viscosidad (u): Es la propiedad de un fluido que causa resistencia al flujo.

Compresibilidad del agua (Cw): Es la reducción fraccionaria en el volumen de agua como resultado del incremento de la presión de un psi.

Introducción

Esta parte del curso será definir los datos propiedad del fluido que se utiliza en ingeniería de yacimientos y nos mostrará cómo se pueden obtener estos datos. Un tipo de datos de propiedades de fluido relaciona el volumen de los fluidos producidos a los denominados





datos PVT, otro tipo de datos describe los cambios en las propiedades físicas en depósito con cambio en la presión.

Produce valores de los volúmenes del fluido ya que son medidas en la superficie y se hace referencia a estándar condiciones de temperatura y presión. Estas condiciones estándar se definen generalmente como 60 ° F y 14,7 psi. Volúmenes de petróleo producidos son reportados en barriles (STB), volúmenes de gas en pies cúbicos estándar (SCF), y los volúmenes de agua en barriles de superficie. Como hemos visto en la sección de Geología y Volumen de Reservorio, un análisis de yacimientos volumétrica da el volumen de hidrocarburos en barriles del yacimiento. Y veremos más adelante en la sección de balance de materiales que requieren cálculos de balance volumétrico que los volúmenes de petróleo y gas en el depósito se ponen sobre una base STB y SCF, respectivamente. Por lo tanto, debemos conocer el volumen del depósito ocupado por un STB de petróleo y su gas disuelto, por una SCF de gas libre, o por un barril superficie del agua.

Definiciones y fundamentos

Las siguientes definiciones fundamentales refieren comúnmente como propiedades PVT son necesarias para relacionar los volúmenes de hidrocarburos de yacimientos a los volúmenes de la superficie. Los factores que se definen a continuación en general son evaluados mediante el análisis de muestras de fluidos de yacimiento. Antes de definir las propiedades PVT debemos definir el punto de burbuja o la saturación de presión, (Pb).

Un tipo de datos de las propiedades del fluido se refiere al volumen de los fluidos producidos en el volumen del depósito ocupado por estos fluidos .Este tipo de datos se llama datos PVT, otro tipo de datos describe los cambios en las propiedades físicas en el depósito con el cambio de la presión.

Propiedades PVT que deben definir el punto de burbuja o la presión de saturación, (Pb). Esta es la presión a la temperatura de depósito en el que el gas evoluciona primero de un sistema de hidrocarburos líquidos





Factor de volumen de formación de petróleo, (Bo): Es el volumen del depósito en barriles que está ocupada por uno STB de petróleo y su gas disuelto.

Dos valores específicos del factor de volumen de formación se disuelven comúnmente, Boi.

Factor de contracción del volumen del petróleo, (bo): Es el recíproco del factor de volumen de formación de aceite, o 1 / Bo. Este factor representa la fracción de un barril de petróleo tanque de almacenamiento que está contenida en un barril de depósito de petróleo.

Factor del volumen total de la formación, (Bt): Es el volumen del depósito en barriles ocupado por un STB del petróleo y el gas que estaba inicialmente en solución. Parte de este gas puede estar todavía en solución, mientras que algunas partes se a liberado. Para la presión en o por encima del punto de burbuja, Bt y Bo son idénticos, puesto que no hay gas que a sido liberado de la solución.

Factor del volumen de la formación de gas (Bg): Es el volumen del depósito en barriles ocupado por un pie cúbicos estándar de gas.





La relación gas-aceite en solución, (Rs): Es el volumen de gas en SCF disuelto en un STB de aceite a una presión del depósito y temperaturas dadas. La relación gas-aceite solución que existe en la presión inicial del yacimiento se designa Rsi.

Ecuación para calcular el Bt:}

Factores que afectan a las propiedades del fluido del yacimiento

Las propiedades de los yacimientos de hidrocarburos se ven afectadas por la presión del depósito, la temperatura del depósito, y la composición del sistema de hidrocarburos. Siempre se espera que la temperatura del yacimiento que se mantenga constante durante la vida del pozo, pero la presión del yacimiento caiga siempre a partir del valor inicial. La composición de hidrocarburos de un depósito de aceite se mantiene constante a presiones por encima de la del punto de burbuja, pero la composición cambia continuamente como se libera gas a presión por debajo del punto de burbuja.

Análisis de laboratorio de los hidrocarburos

Los análisis de laboratorio de una muestra de hidrocarburo generalmente proporcionan datos sobre propiedades PVT, aceite y viscosidades de gas, compresibilidad de aceite, y el análisis de la composición de la muestra.

Proceso de liberación diferencial

En el proceso de liberación diferencial, el gas desprendido se retira del aceite a cada uno de varios niveles de presión. El volumen de petróleo y su gas disuelto a la presión del punto de burbuja son conocida y es la base para la comparación de los volúmenes de petróleo en otros niveles de presión.

Proceso de liberación de Flash

En el proceso de liberación flash, la composición global de la muestra se mantiene constante durante todo el análisis. Al igual que en el proceso de diferencial, el volumen de aceite a la presión del punto de burbuja se utiliza como la referencia para volúmenes a otras presiones.

Viscosidades de los fluidos y factores de desviación del gas





Las viscosidades de gas y petróleo y factores de desviación de gas a varios niveles de presiones son determinadas como una parte del proceso diferencial de liberación. La viscosidad y el factor de desviación son determinados por las muestras de gas que se extrae en cada nivel de presión.

Análisis composicional de una muestra de hidrocarburo

El análisis composicional de una muestra de hidrocarburo es determinado por la destilación fraccional. La destilación a baja temperatura es usada para separar cada componente puro más ligero que el hexano (seis átomos de carbón).

El factor volumétrico de formación

Para un gas puede ser determinado desde la combinación de boyle y charle, ley con un factor de desviación incluido en cuenta para el comportamiento de no ideales. La ecuación general es:

PV= z n R T

Donde:

P = presión, psia V= volumen, pies cúbicos N=número de moles, lb*masa/ peso molecular Z= factor de desviación del gas, adimensional R= constante del gas, 10.73 (psia) (pc)/ (ºR) (lb*mol) T= temperatura, ºR

La temperatura crítica y la presión crítica son constantes para cada componente de gas.

La temperatura pseudo-reducida, Tpr, y la presión pseudo-reducida, Ppr, para un multi componente de gas a cualquier temperatura presión puede ser calculada por la siguiente ecuación:





Estimación el Boi para presión sobre el Pb

Tenemos que ver como estimar el Bob, el factor volumétrico del petróleo a presión del punto de burbuja, pero a menudo necesitamos Boi que está a una presión inicial, Pi, por encima de la presión del punto de burbuja. Boi puede ser evaluado desde la siguiente ecuación:

Estimación de la viscosidad del petróleo

La viscosidad del petróleo en el reservorio depende de la gravedad API del petróleo, la cantidad de gas en solución, la temperatura y presión del yacimiento.

Propiedades del agua de formación

Las dos propiedades más importantes del agua de formación son la viscosidad y comprensibilidad.

Viscosidad del gas y petróleo

Las viscosidades de petróleo se determinan en la temperatura del yacimiento y varios niveles de presión como parte del análisis de muestras del subsuelo.

Ajustes de los datos de laboratorio

Ajuste de Información De Liberación Diferencial





El siguiente procedimiento se puede usar para ajustar los datos de liberación diferenciales si la presión de saturación de la muestra se encuentra que es inferior a la presión del punto de burbuja original en el depósito.

Viscosidad del aceite, Uo

Viscosidad del aceite depende de la naturaleza del crudo, en la cantidad de gas en solución y sobre la temperatura y presión.

Viscosidad del gas - crudos en 100° F y presión atmosférica vs API (correlación de Beal).

Un aumento de temperatura disminuye la viscosidad del petróleo crudo.

VISCOSIDAD DE LOS ACEITES QUE CONTIENEN DISUELTO GAS

Normalmente, los componentes gaseosos tienen baja viscosidad. Por lo tanto, cuando los gases se disuelven en aceites crudos, disminuyen la viscosidad de los crudos.

CAMBIO EN LA VISCOSIDAD DEL GAS - ACEITE SATURADO CON LA PRESIÓN

Un aumento en la presión causa un aumento en la viscosidad de petróleo saturado.

Compresibilidad del Agua, Cw

La compresibilidad del agua pura, Cw, puede determinarse para cualquier temperatura y presión.

Factor de volumen de formación de agua, Bw

El factor de volumen de formación de agua, Bw, depende de la temperatura, la presión y el gas en solución.

Densidad, pw, volumen específico, Vw

Densidad y volumen específico del agua pura a 14,73 psia y 60° F son:





Bibliografía:

https://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad_API

http://www.monografias.com/trabajos37/gravedad-api-densidad/gravedad-api-densidad2.shtml



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https://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_compresibilidad

http://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/b/bubblepoint.aspx

http://ingenieria-de-petroleo.lacomunidadpetrolera.com/2009/04/clasificacion-de-los-yacimientos-i.html

http://industria-petrolera.lacomunidadpetrolera.com/2008/02/factores-que-afectan-el-recobro-de.html

http://genesisingyaci2.blogspot.com/

http://fisicayquimicaenflash.es/mol_calculoq/gases_ideales.htm

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