COMPORTAMIENTO DE FLUIDOS DE YACIMIENTO

CHARRY TORRADO ANGGIE PAOLAFLOREZ ROAJHON MICHAEL

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FISICOQUMICAPROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DE YACIMIENTOBUCARAMANGA2014COMPORTAMIENTO DE FLUIDOS DE YACIMIENTO

CHARRY TORRADO ANGGIE PAOLAFLOREZ ROAJHON MICHAEL

Trabajo escrito Julio Cesar PerezIngeniero de petrleos

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FISICOQUMICAPROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DE YACIMIENTOBUCARAMANGA2014CONTENIDO

Pg.INTRODUCCION5OBJETIVOS6OBJETIVO GENERAL6OBJETIVO ESPECFICO61.Generalidades71.1. Gravedad API71.2. Relacin gas-aceite (GOR)72. Caractersticas y tipos de fluidos82.1. Aceite negro82.2. Aceite voltil82.3. Gas retrogrado92.4. Gas hmedo92.5. Gas seco103.Grficas GOR y API respecto al tiempo103.1. Aceite negro103.1.1. Relacin gas-aceite103.1.2. Gravedad API113.2. Aceite voltil123.2.1. Relacin gas-aceite123.2.2. Gravedad API133.3. Gas retrogrado143.3.1. Relacin gas-aceite143.3.2. Gravedad API153.4. Gas hmedo153.4.1. Relacin gas-aceite153.4.2. Gravedad API16

3.5. Gas seco163.5.1. Relacin gas-aceite163.5.2. Gravedad API17CONCLUSIONES18BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCION

Los fluidos en general tienen varan su comportamiento a medida que varan sus propiedades como la presin y temperatura, un claro ejemplo es el del crudo, el cual se encuentra en yacimiento con ciertas caractersticas que cambian al extraerlo. Para caracterizar dicho crudo, se hace necesario identificar algunas propiedades que los diferencien.Las directrices para determinar los tipos de fluidos a partir de datos de campo son generalmente tres propiedades que estn fcilmente disponibles: la relacin gas-aceite (GOR), la gravedad API del lquido en el tanque de almacenamiento y el color del lquido en el tanque de almacenamiento. El GOR es el ms importante de los indicadores y debera ser considerado el primero, con los otros 2 indicadores usados para confirmar el tipo de fluido. La gravedad API y el color del lquido en el tanque de almacenamiento ambos son indicadores de la cantidad de componentes pesados presentes inicialmente en el fluido del yacimiento. Es importante destacar que las propiedades descritas anteriormente varan con el tiempo de produccin como se va a analizar en este trabajo.

OBJETIVO GENERAL Analizar el comportamiento de los tipos de fluidos en su tiempo de produccin

OBJETIVOS ESPECFICOS Mostrar las caractersticas de cada fluido. Explicar detalladamente el comportamiento del GOR de cada tipo de fluido en su vida productiva Estudiar alas graficas de la gravedad API respecto al tiempo de produccin de los fluidos.

1. GENERALIDADES

1.1. Gravedad APIEs una medida dedensidadque, en comparacin con elagua, precisa cun pesado o liviano es elpetrleo, clasificando de la siguiente manera:CrudoEscala APIDescripcin

Ligero30-40Fcil transporte y extraccin, ideal para refinar en combustibles y derivados.

Mediano22-29.9Fcil transporte y extraccin, ideal para combustibles y derivados.

Pesado10-21.9Fcil transporte y difcil extraccin, ideal para combustibles y derivados.

Extra pesadosMenos 10Difcil transporte y difcil extraccin, ideal para derivados.

Tabla 1.1. Clasificacin de los crudos segn su API

Cuantos ms grados API tenga un petrleo, menos refinacin se requiere para obtener de l los productos ms costosos que son los llamados blancos, entre ellos la gasolina. Por eso los petrleos con mayor API son considerados los de mejor calidad.La gravedadAPIse mide con un instrumento denominado hidrmetro, que complementado con unaprobetay untermmetro permite determinar los gradosAPIobservados. Luego, de lastablasad hoc se obtiene el valor respectivo a 60F.La frmula inferida y usada para determinar estapropiedades la siguiente:GravedadAPI= (141,5/GE a 60F) - 131,5

1.2. GOR (gas-oil ratio)

Es el volumen en pies cbicos a condiciones normales (SCF) de gas entre el volumen de petrleo a condiciones estndar (STB) recuperados a un tiempo determinado

Condiciones estndarTemperatura: 60 FPresin: 14,7 psi

2. CARACTERISTICAS Y TIPOS DE FLUIDOS

2.1. Petrleo negro.

Consiste de una amplia variedad de especies qumicas que incluyen molculas grandes, pesadas y no voltiles. Elpunto crticoest localizado hacia la pendiente de la curva. Estos crudos tienenGOR1000 pcs/STB,Bo2 yAPI45 y el contenido deC7+ mayor o igual a 30 %.

Fig. 2.1 Diagrama de fases para el petrleo negro

2.2. Petrleo voltil.

El rango de temperatura esms pequeoque en petrleo negro. La temperatura crtica (Tcr), es tambin menor que en crudos negros y est cerca de la temperatura del yacimiento,TR(Tcr>TR). Bo> 2, 1000 15000 pcs/STB y permanece constante durante toda la vida del yacimiento. Se producen menos de 60 STB crudo por cada milln de pies cbicos normales de gas.

Fig. 2.4Diagrama de fases para el gas hmedo

2.5. Gas seco.

El diagrama de fases muestra una mezcla de hidrocarburos gaseosa tanto en superficie como en el yacimiento. Sin embargo, a temperaturas criognicas, menores de 50F, se puede obtener fluidos de estos gases.

Fig. 2.5 Diagrama de fases para el gas seco

3. GRAFICAS GOR Y API RESPECTO AL TIEMPO

3.1. Aceite negro

3.2. 1. GOR del aceite negroEl comportamiento del GOR es constante durante un tiempo largo(condiciones iniciales), mientras la presin del yacimiento este por encima de la presin de burbuja, es decir el petrleo no est saturado con gas como se observa en la figura 1.1, sin embargo debido a la poca compresibilidad de los lquidos del yacimiento, la presin del pozo cae drsticamente con la produccin , provocando que en un momento determinado est por debajo de la presin de burbuja, en donde el petrleo est saturado con gas, es decir contiene tanto gas disuelto cmoes posible, el cual tiene una viscosidad mucho ms baja que el aceite y, por lo tanto, se mueve con mayor facilidad que ste cuando se perfora el pozo; la presin del yacimiento declina cada vez ms y la cantidad de gas en el depsito tambin, esto provoca un aumento en la permeabilidad efectiva al gas y una disminucin en la permeabilidad efectiva al petrleo, aumentando de forma drstica el GOR como se refleja en la grfica 3.1.1.

En la parte final de la vida til de un yacimiento el GOR decrece por la baja presin del mismo, liberando grandes cantidades del gas en yacimiento, provocando que la cantidad de gas disuelta en superficie sea menor gradualmente.

Grfica 3.1.1. Comportamiento del GORrespecto al tiempodel aceite negro

3.1.2. API del aceite negro

La gravedad API guarda relacin inversa con la gravedad especfica y por tanto con la densidad. Inicialmente el crudo recolectado en superficie mantiene una misma densidad, debido a que la cantidad de gas liberado en el yacimiento es insignificante en comparacin a la cantidad de crudo, permitiendo que haya un crudo casi uniforme durante un periodo de tiempo relativamente corto, pero la cantidad de gas seco producido aumenta con la disminucin de la presin del yacimiento, causando una disminucin de los componentes ms ligeros del petrleopor lo que aumenta su densidad, y por ende la gravedad API del petrleo en condiciones de tanque disminuye gradualmente a lo largo de la mayor parte de la vida del yacimiento. Esta disminucin no es significativa (por lo general alrededor de 2 API de comienzo a fin).

Al final de la vida de un yacimiento de aceite negro, la gravedad API del aceite en el tanque a condiciones de almacenamiento aumentar. A bajas presiones del yacimiento, el gas que sale de la solucin del aceite en el yacimiento es lo suficientemente rico (gas hmedo) para liberar el condensado cuando se produce. Esto diluye el lquido en el tanque a condiciones de almacenamiento con condensado haciendo que la gravedad API aumente, pues su densidad disminuye.

Grfica 3.1.2. Comportamiento del APIrespectoal tiempo del aceite negro

3.2. Aceite voltil

3.2.1. GOR del aceite voltilEl comportamiento del GOR es constante durante un tiempo(condiciones iniciales), mientras la presin del yacimiento este por encima de la presin de burbuja, es decir el petrleo no est saturado con gas como se observa en la figura 2.2., sin embargo debido a la poca compresibilidad de los lquidos del yacimiento, la presin del pozo cae drsticamente con la produccin , provocando que en un momento determinado est por debajo de la presin de burbuja, en donde el petrleo est saturado con gas, es decir contiene tanto gas disuelto cmo es posible, el cual tiene una viscosidad mucho ms baja que el aceite y, por lo tanto, se mueve con mayor facilidad que ste cuando se perfora el pozo; la presin del yacimiento declina cada vez ms y la cantidad de gas en el depsito tambin, esto provoca un aumento en la permeabilidad efectiva al gas y una disminucin en la permeabilidad efectiva al petrleo, aumentando de forma drstica el GOR.En la parte final de la vida til de un yacimiento el GOR decrece por la baja presin del mismo, liberando grandes cantidades del gas en yacimiento (hasta un 50%) como se observa en la figura 2.2, provocando que la cantidad de gas disuelta en superficie sea menor gradualmente.Lo que diferencia el aceite voltil del aceite negro es que en este ltimo los gases secos se desprenden en la primera etapa de la separacin, mientras que lo gases retrgrados asociados al aceite voltil liberan algunos condensados en la primera etapa de separacin, por lo que los aceites negros tienen tpicamente un GOR superficial mayor durante la mayor parte del tiempo de produccin.

Grfica 3.2.1. Comportamiento del GOR respectoal tiempo del aceite voltil

3.2.2. API del aceite voltil

Inicialmente la cantidad de gas liberado en yacimiento es prcticamente insignificante, provocando un API constante, con el tiempo las proporciones crecientes de gas retrgrado producen la liberacin de aceites voltiles lo cual aumenta la cantidad de condensados en la superficie; este condensado se mezcla con las proporciones decrecientes del petrleo producido, causando que la densidad del lquido en el tanque a condiciones de almacenamiento disminuya y por tanto aumente la gravedad API. Este cambio en la gravedad puede ser significativo, del orden de 10 o ms unidades de API como se observa en la grfica 3.2.2.

Grfica 3.2.2. Comportamiento del API respectoal tiempo del aceite voltil

3.3. Gas retrogrado

3.3.1. GOR del gas retrogradoLos gases retrgrados demuestran un GOR constante durante la produccin temprana, cuando la presin est por encima de la presin del punto de roco del gas, es decir solo existe gas en el yacimiento como se ve en la figura 2.3. Luego de un tiempo los gases retrgrados tienden a incrementar el GOR durante la produccin a presiones por debajo del punto de roco. Sin embargo, la razn de este aumento es diferente que para los aceites. Muy poco del lquido liberado de los gases retrgrados en el yacimiento fluir, pues tienen la caractersticas de ser saturados (no alcanza la saturacin critica), ste lquido es parte del condensado que lleg a la superficie y que no se perdi en el yacimiento. Por lo tanto en la superficie disminuye la produccin de condensados, aumentando as los gases en superficie.

Grfica 3.3.1. Comportamiento del GOR respectoal tiempo del gas retrogrado.

3.3.2. API DEL gas retrogradoLa gravedad API de los lquidos en el tanque a condiciones de almacenamiento producidos con los gases retrgrados permanece constante cuando la presin del yacimiento es superior a la presin del punto de roco del gas y aumenta a medida que disminuye la presin del yacimiento por debajo del punto de roco donde aparecen algunos condensados, la tendencia por debajo del punto de roco es un resultado de los componentes ms pesados del gas que se pierden como lquido retrgrado en el yacimiento y, por lo tanto, no llegan al tanque a condiciones de almacenamiento, haciendo que la densidad disminuya y por ende aumenten los grados API.

Grfica 3.3.2. Comportamiento del APIrespectoal tiempo del gas retrogrado.

3.4. Gas hmedo

3.4.1. GOR del gas hmedoDebido a que el gas hmedo se encuentra por encima del punto cricondentrmico como se ilustra en la figura 2.4, nunca se formaran condensados en el yacimiento, es decir durante la explotacin el fluido en yacimiento permanecer en estado de gas como una sola fase, pero cuando llega al separador, debido a condiciones de presin y temperatura, se formara una fase liquida constante; es por ello que el GOR durante la produccin de un gas hmedo se mantiene constante durante toda la vida del yacimiento.

Grfica 3.4.1. Comportamiento del GOR respectoal tiempo del gas hmedo.

3.4.2. API del gas hmedoDebido a que el gas seco se encuentra por encima del punto cricondetermico, nunca se formaran condensados en el yacimiento, por lo cual las caractersticas de lquido en superficie son constantes, como en este caso, el API.

Grfica 3.4.2. Comportamiento del API respectoal tiempo del gas hmedo.

3.5. Gas seco.

3.5.1. GOR del gas secoEn el gas seco tanto en condiciones de yacimiento durante la etapa de explotacin, como en condiciones de superficie en el separador el sistema se encuentra en estado gaseoso, como se observa en la figura 2.5, la lnea esta fuera de la envolvente, es decir no se formarn lquidos y por ende no existir una relacin gas-aceite.

Grfica 3.5.1. Comportamiento del GOR respectoal tiempo del gas seco3.5.2. API del gas secoEn el gas seco la temperatura del yacimiento es mayor que el punto cricondentrmico al igual que la temperatura de superficie del separador, por lo que no se condensaran hidrocarburos lquidos en este sistema, ni en el yacimiento ni en la superficie, por lo cual no tendr API. Pues el API se usa exclusivamente para los lquidos, y no tendra significado fsico una grfica respecto al tiempo.

Grfica 3.5.1. Comportamiento del API respectoal tiempo del gas seco

CONCLUCIONES

1. La caracterizacin del crudo se realiza en intervalos numricos de las propiedades, pues estn varan con el tiempo.

2. Ninguna propiedad es constante en la vida del yacimiento.

BIBLIOGRAFIA1. Paris de Ferrer, Fundamentos de ingeniera de yacimiento,(cap. 7)2. Articulo McCain parte 1, 2, 3, 4 y 53. http://www.pe.tamu.edu/barrufet/public_html/PETE310/Papers/ReservoirFluidClassification-guidelines.pdf4. http://www.portaldelpetroleo.com/2009/06/comportamiento-de-fases-en-muestras-de_08.html

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