propiedades de los fluidos (producción de pozos)

SAÚL BAUTISTA FRAGOSO

PROPIEDADES DE PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSLOS FLUIDOS


Definiciones previas.Definiciones previas. Clasificación de los hidrocarburos.Clasificación de los hidrocarburos. Propiedades PVT.Propiedades PVT. Determinación de las propiedades Determinación de las propiedades

PVT en el laboratorio.PVT en el laboratorio. Determinaciones de la propiedades Determinaciones de la propiedades

PVT mediante correlaciones.PVT mediante correlaciones.


Definiciones Previas.Definiciones Previas.

Propiedades Intensivas.Propiedades Intensivas.

Son independientes de la cantidad de materia Son independientes de la cantidad de materia considerada (viscosidad, densidad, considerada (viscosidad, densidad, temperatura, etc.).temperatura, etc.).

Punto Crítico.Punto Crítico.

Estado a condiciones de presión y Estado a condiciones de presión y temperatura en el cual las propiedades temperatura en el cual las propiedades intensivas de las fases líquida y gaseosa son intensivas de las fases líquida y gaseosa son idénticas.idénticas.


Presión Crítica.Presión Crítica.

Es la correspondiente al punto crítico.Es la correspondiente al punto crítico.

Temperatura Crítica.Temperatura Crítica.

La correspondiente al punto crítico.La correspondiente al punto crítico.

Curva de Burbujeo.Curva de Burbujeo.

Lugar geométrico de los puntos, presión-Lugar geométrico de los puntos, presión-temperatura, para los cuales se forma la temperatura, para los cuales se forma la primera burbuja de gas, al pasar de la fase primera burbuja de gas, al pasar de la fase líquida a la región de dos fases. líquida a la región de dos fases.


Curva de Rocío.Curva de Rocío.Lugar geométrico de los puntos, presión-Lugar geométrico de los puntos, presión-temperatura, para los cuales se forma la temperatura, para los cuales se forma la primera gota de líquido, al pasar de la primera gota de líquido, al pasar de la región de vapor a la de dos fases.región de vapor a la de dos fases.

Región de dos Fases.Región de dos Fases.Comprendida entre la curva de rocío y la de Comprendida entre la curva de rocío y la de burbujeo. En esta región coexisten en burbujeo. En esta región coexisten en equilibrio, la fase líquida y gaseosa.equilibrio, la fase líquida y gaseosa.

Cricondenbara.Cricondenbara.

Máxima presión a la cual pueden coexistir Máxima presión a la cual pueden coexistir en equilibrio un líquido y su vapor.en equilibrio un líquido y su vapor.


Cricondenterma.Cricondenterma.

La máxima temperatura a la cual pueden La máxima temperatura a la cual pueden coexistir en equilibrio un líquido y su vapor.coexistir en equilibrio un líquido y su vapor.

Zona de Condensación Retrograda.Zona de Condensación Retrograda.

Es en la cual al bajar la presión, a Es en la cual al bajar la presión, a temperatura constante, ocurre una temperatura constante, ocurre una condensación.condensación.

Aceite Saturado.Aceite Saturado.

Es el que a condiciones de presión y Es el que a condiciones de presión y temperatura a las que se encuentre, está en temperatura a las que se encuentre, está en equilibrio con su gas.equilibrio con su gas.


Aceite Bajo Saturado.Aceite Bajo Saturado.

Es el que a condiciones de presión y Es el que a condiciones de presión y temperatura a las que se encuentre, es capaz temperatura a las que se encuentre, es capaz de disolver más gas. de disolver más gas.

Saturación Crítica de un Fluido.Saturación Crítica de un Fluido.

Es la saturación mínima necesaria para que Es la saturación mínima necesaria para que exista escurrimiento de dicho fluido en el exista escurrimiento de dicho fluido en el yacimiento.yacimiento.


Clasificación de los Hidrocarburos.Clasificación de los Hidrocarburos.

Se clasifican de acuerdo a sus Se clasifican de acuerdo a sus características y a las condiciones bajo las características y a las condiciones bajo las cuales se presentan acumulados en el cuales se presentan acumulados en el subsuelo.subsuelo.

• Aceite negro.Aceite negro.• Aceite volátil.Aceite volátil.• Gas y condensado.Gas y condensado.• Gas húmedo.Gas húmedo.• Gas seco.Gas seco.


Propiedades PVT.Propiedades PVT.

Condiciones estándar.Condiciones estándar.

Son definidas por los reglamentos de los estados Son definidas por los reglamentos de los estados o países. Ejemplo: En Texas las condiciones base o países. Ejemplo: En Texas las condiciones base son p = 14.65 (lb/pgson p = 14.65 (lb/pg22) abs. y T = 60 ) abs. y T = 60 00F, mientras F, mientras que en la ciudad de México son p = 14.7 que en la ciudad de México son p = 14.7 (lb/pg(lb/pg22) abs. y T = 60 ) abs. y T = 60 00FF

Densidad relativa de un gas.Densidad relativa de un gas.

Es el peso molecular de un gas entre el peso Es el peso molecular de un gas entre el peso molecular del aire. El metano (con un peso molecular del aire. El metano (con un peso molecular de 16.04) tiene una densidad relativa molecular de 16.04) tiene una densidad relativa de (16.04/28.97) = 0.55de (16.04/28.97) = 0.55


Encogimiento.Encogimiento.

Es la disminución de volumen que Es la disminución de volumen que experimenta una fase líquida por efecto de la experimenta una fase líquida por efecto de la liberación del gas disuelto y por su liberación del gas disuelto y por su contracción térmica. Es el reciproco del factor contracción térmica. Es el reciproco del factor de volumen o de formación.de volumen o de formación.

Factor de compresibilidad.Factor de compresibilidad.

Se introduce a la ley de los gases ideales para Se introduce a la ley de los gases ideales para tomar en cuenta la desviación de un gas real tomar en cuenta la desviación de un gas real de un gas ideal.de un gas ideal.

(pV = znRT; z es el factor de compresibilidad)(pV = znRT; z es el factor de compresibilidad)


Factor de volumen del aceite (BFactor de volumen del aceite (Boo).).

relación del volumen de aceite a condiciones de relación del volumen de aceite a condiciones de yacimiento, con dicho volumen a condiciones yacimiento, con dicho volumen a condiciones estándar.estándar.

Factor de volumen del gas (BFactor de volumen del gas (Bgg).).

Es el volumen a condiciones de yacimiento que Es el volumen a condiciones de yacimiento que ocupa un pieocupa un pie33 de gas a condiciones estándar. de gas a condiciones estándar.

1.0gasdepie1

[email protected] 3g


Gas disuelto.Gas disuelto.

Es el conjunto de hidrocarburos que @ c.s. Es el conjunto de hidrocarburos que @ c.s. constituyen un gas, pero que forman parte de la constituyen un gas, pero que forman parte de la fase líquida @ c.y.fase líquida @ c.y.

Relación gas aceite.Relación gas aceite.

Son los piesSon los pies33 de gas producidos por cada barril de gas producidos por cada barril de aceite producido , ambos volúmenes @ c.s.de aceite producido , ambos volúmenes @ c.s.

Relación de solubilidad.Relación de solubilidad.

Expresa la cantidad de gas disuelto en el aceiteExpresa la cantidad de gas disuelto en el aceite

(bl)@c.saceitedevolumen

@c.sT,ypadisueltogasdepiesR

3

s


Determinación de las propiedades Determinación de las propiedades PVT en el laboratorio.PVT en el laboratorio.

Separación Flash.Separación Flash.

durante la separación la cantidad de masa y durante la separación la cantidad de masa y composición permanecen constantes.composición permanecen constantes.

pistón

líquido

pistón

líquido

p1 > pb

Vo p2 = pb

Vg

Vo

p3 < p2

pistón

líquido

gas

pistón

líquido

gas

p1 = pi

Vg

Vo

p4 << p1

T = cte.

Burbuja de gas


Separación Diferencial Convencional.Separación Diferencial Convencional.

Se saca todo el masa del gas liberado en la Se saca todo el masa del gas liberado en la celda, dando como resultado una mezcla más celda, dando como resultado una mezcla más pesada (varia el volumen y la composición).pesada (varia el volumen y la composición).

pistón

líquido

p1 = pb

pistón

líquido

gas

pistón

líquido

gas

Vg = 0Vo4 = Vo3

p4 = pb

T = cte.

Vg

Vo2 p2 < pb

Extracción del gas libre

pistón

líquido

Vg

Vo3 = Vo2

p3 = p2

Vo1 > Vo4


Separación diferencial a volumen Separación diferencial a volumen constante.constante.igual que el proceso anterior, sólo que a igual que el proceso anterior, sólo que a volumen constante. Se saca sólo una parte de volumen constante. Se saca sólo una parte de masa de gas masa de gas

pistón

líquido

p1 = pb

pistón

líquido

gas

pistón

líquido

gas

Vg ≠ 0Vo4 = Vo3

p4 = pb

T = cte.

Vg

Vo2 p2 < pb

Extracción del gas libre

Vg

Vo3 = Vo2

p3 = p2

Vo + Vg = Vo1pistón

líquido

gas


Determinación de las propiedades Determinación de las propiedades PVT mediante correlaciones.PVT mediante correlaciones.

Propiedades para el aceite saturado.Propiedades para el aceite saturado.

Correlación de M.B. Standing.Correlación de M.B. Standing.

Establece las condiciones empíricas Establece las condiciones empíricas observadas entre la presión de saturación observadas entre la presión de saturación y el factor de volumen del aceite en y el factor de volumen del aceite en función de la relación gas aceite, las función de la relación gas aceite, las densidades relativas del gas y del aceite, densidades relativas del gas y del aceite, la presión y la temperatura. la presión y la temperatura.


La presión de saturación se correlacionó:La presión de saturación se correlacionó:

El BEl Bo o se obtiene de la siguiente expresión.se obtiene de la siguiente expresión.

83.01

1018

:

1018

00091.00125.0

0125.000091.083.0

0

0

TAPI

gds

APIT

gd

s

pR

queloPor

Rp

TRF

donde

FB

o

gds

O

25.1

:

000147.0972.0

5.0

175.1


Correlación de Vázquez.Correlación de Vázquez.

Para establecer esta correlación se usaron Para establecer esta correlación se usaron más de 6000 datos de Rmás de 6000 datos de Rss, B, Boo, y , y µµoo, a varias , a varias presiones y temperaturas. El primer presiones y temperaturas. El primer parámetro para utilizar esta correlación parámetro para utilizar esta correlación consiste en obtener la densidad relativa consiste en obtener la densidad relativa del gas a dicha presión. del gas a dicha presión.

7.114log)(10912.51 05 ssgpgs

pTAPI


sgs

so

Cgss

RCCAPI

TRCB

T

APICPCR

63

0

4

03

1

601

460exp2

C1 C2 C3 C4 C5 C6

0API ≤ 300 0.0362 1.0937 25.724 4.677x10-4 1.751x10-5 -1.811x10-8

0API > 300 0.0178 1.1870 23.931 4.67x10-4 1.1x10-5 1.337x10-9


Correlación de Oistein.Correlación de Oistein.

Fue establecida utilizando aceite producido Fue establecida utilizando aceite producido en el Mar del Norte, donde predominan los en el Mar del Norte, donde predominan los aceites de tipo volátil.aceites de tipo volátil.

• calcular p*calcular p*

• Calcular RsCalcular Rs

pppP 32* log098479.0log703988.0log35772.257364.2log

negrosaceitesparaa

volátilesaceitesparaa

TAPIp

R agds

,172.0

,130.0

816.01

989.00*


• Calcular Bo*Calcular Bo*

• Determine BoDetermine Bo

TRBo

gdso 968.0

526.0*

*2* log27683.0log91329.258511.6

101

oo

ao

BBa

B


Correlación de J.A. LasaterCorrelación de J.A. Lasater

Se basa en 158 mediciones experimentales de Se basa en 158 mediciones experimentales de separación instantánea, a temperaturas de 34 separación instantánea, a temperaturas de 34 a 106 a 106 00F, presiones de separación de 15 a 605 F, presiones de separación de 15 a 605 lb/pglb/pg22 abs. abs.

La ecuación corresponde para un aceite La ecuación corresponde para un aceite saturado.saturado.

gd

f Tpp

460


Pf es el factor de la presión en el punto de Pf es el factor de la presión en el punto de burbujeo, el cual es relacionado con la fracción burbujeo, el cual es relacionado con la fracción del gas (yg).del gas (yg).

442435

322232

10879.16910519.33410428.59110545.419

10119.11910226.13610526.310103.504

xpxpxpxy

xyxyxyxp

fffg

gggf

queelenaceitedelmolecularpesoM

MR

R

y

o

o

os

s

g

tan

3503.379

3.379


Densidad del aceite saturado.Densidad del aceite saturado.

Katz propuso un método para calcular la Katz propuso un método para calcular la densidad del aceite.densidad del aceite.

og

ogs My

yR

1132755

o

gdsoo B

R

01362.04.62

6736.100

00

/33.1048,5540:

0996.0/506.63,4015:

APIMAPIsi

APIMAPIsi

o

o


Viscosidad del aceite saturadoViscosidad del aceite saturado

La correlación más usada es la establecida La correlación más usada es la establecida por: Chew y Connally.por: Chew y Connally.

Tensión superficial del aceite saturado.Tensión superficial del aceite saturado.

pAPITo 0007.0exp267.0047.04.42 0

338.0

515.0

15044.5

100715.10

s

s

bomo

Rb

Ra

a

APIz

Y

YTXz

Xom

0

63.1

2023.00324.3

10

110


Propiedades del aceite bajo saturado.Propiedades del aceite bajo saturado.

Compresibilidad del aceite bajosaturado.Compresibilidad del aceite bajosaturado.

Densidad del aceite bajosaturado.Densidad del aceite bajosaturado.

Viscosidad del aceite bajosaturado.Viscosidad del aceite bajosaturado.

pAPITRC gsso50 10/61.1211802.1751433

boobo ppC exp

PxPm

PP

m

bobo

5187.1 1098.8513.11exp6.2


Factor de volumen del aceite Factor de volumen del aceite bajosaturado.bajosaturado.

Correlaciones para obtener la presión Correlaciones para obtener la presión en el punto de burbujeo.en el punto de burbujeo.

boobo ppCBB exp

Lasaterde

ncorrelaciólaenvistaecuaciónlaconobtienesepdonde

TppLasater

API

TRpdondepOistein

c

TAPIcRpVázquez

RpdingS

f

gd

fb

gdb

ppb

c

gsb

APIT

gdb

bb

460:

:10:

460/exp:1018:tan

989.00

130.0816.0

*log30218.0log7447.17669.1

1

1

030125.000091.0

83.0

*2*

20


Propiedades del agua saturada.Propiedades del agua saturada.

Factor de volumen del agua saturada.Factor de volumen del agua saturada.

Densidad del agua saturada.Densidad del agua saturada.

Viscosidad del agua saturada.Viscosidad del agua saturada.

Es función del porcentaje de NaCl que Es función del porcentaje de NaCl que contengacontenga

pxTxTxBw664 1033.3)60(100.160102.10.1

ww B

43.62

TBAw


Si las presiones son elevadas, es necesario Si las presiones son elevadas, es necesario corregir el valor de la viscosidad. corregir el valor de la viscosidad.

Puede aplicarse para el rango de Puede aplicarse para el rango de valores:valores:

2

2

%09576.0634.70

%000393.0%009313.004518.0

NaClB

NaClNaClA

40105.31),( 212 TpxTpC

%26%

10000

40060

2

00

NaClsalinidad

pglbp

FTF


Tensión superficial agua – gas.Tensión superficial agua – gas.

Solubilidad del gas en el agua.Solubilidad del gas en el agua.

Fgasaaguaerficialtensiónla

Fgasaaguaerficialtensiónla

donde

p

p

T

w

w

w

w

wwww

02

01

2

1

112

74sup:

280sup:

:

00025.0exp76

006.05.52206

280

SR

DCBA

DTCTBTApS

TTTTpp

sw 6146.5

00647.001129.008746.0669051.3

''''

1032

')32(95

2276/exp1'

22

**


Rsw debe de corregirse para considerar la Rsw debe de corregirse para considerar la salinidad del agua. El factor de corrección es:salinidad del agua. El factor de corrección es:

Propiedades del agua bajo saturadaPropiedades del agua bajo saturada Compresibilidad del agua bajo saturadaCompresibilidad del agua bajo saturada

NaClTCcs %07703.00001736.01

blpiesRblpies

FTF

abspg

lbpabspg

lb

aplicacióndeRango

soluciónengasdepresenciaporcorrecióndefactorelesf

RxfpxxC

pxBpA

donde

fCTBTAC

sw

sw

w

/25/0

25080

6000.1000

:

.

109.811088.8109267.3

1077.401052.0000134.08546.3

:

10)(

33

00

22

*

3*105

7

*62


Densidad del agua bajo saturada.Densidad del agua bajo saturada.

Factor de volumen del agua bajo Factor de volumen del agua bajo saturada.saturada.

bwwbw ppC exp

bwwbw ppCBB exp

propiedades de los fluidos (producción de pozos)

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