ASIGNATURA: FLUJO MULTIFSICO EN TUBERASPROFESOR: ING. JOS ISIDORO BELTRNCARRERA: ING. PETROLERACLAVE: PED-1012

GRUPO: 607-ABSEMESTRE: SEXTO

FECHA DE ENTREGA: 07 DE MARZO DEL 2014

IntroduccinEn esta prctica investigaremos como determinar las propiedades del Aceite saturado, veremos diversas correlaciones que se crearon de manera experimental en diversos pozos a nivel mundial que determinan sus propiedades, estas pruebas las hicieron diversos investigadores, los cuales formularon una correlacin, diversas variables presentes en las frmulas como son la Relacin del gas disuelto en el aceite, el volumen volumtrico del petrleo y las presiones con que se trabajara. Determinaremos propiedades como las de su densidad, presin, viscosidad y tensin superficial, as como su factor de volumen y su compresibilidad. Definiremos el concepto de aceites saturados as como sus propiedades y las formulas que los rigen.

DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES DEL ACEITE SATURADO

Se considera aceite saturado a partir de que se ha liberado la primera burbuja de gas que estaba disuelta en el aceite, es decir, cuando llega a una presin igual o inferior a la presin de burbujeo (pb). Hay diversos autores de correlaciones con las cuales se pueden obtener las propiedades del aceite saturado.Los cidos grasos saturados no tienen dobles enlaces entre los tomos de carbono de la cadena de cidos grasos; por tanto, estn totalmente saturados con tomos de hidrgeno. Si bien el concepto anterior tiene que ver con los cidos grasos saturados, el concepto tiene el mismo principio ya que el aceite saturado estar saturado o rodeado de tomos de hidrgenos como son lo alcanos, los cuales solo poseen un enlace.Correlacin de StandingEsta correlacin establece las relaciones empricas observadas de la presin de saturacin, el factor de volumen del aceite a la presin de saturacin, y el factor de volumen de las dos fases en funcin de la relacin gas aceite, densidad del aceite, densidad del gas, presin y temperatura; esto como resultado de la separacin instantnea en dos etapas a 100oF, donde la primer etapa se realiz en un rango de presin de 250 a 450 psi y la segunda etapa a presin atmosfrica. Esta correlacin est hecha en base a aceites y gases producidos en California. Debe entenderse que la densidad del aceite producido en el tanque de almacenamiento depender de las condiciones de separacin (etapas, presiones y temperaturas). Mientras ms etapas de separacin sean, el aceite ser ms ligero (mayor densidad API).La presin del aceite saturado se correlaciono en la siguiente forma:

Por lo que despejando la relacin gas disuelto aceite (Rs) de la ecuacin anterior se tiene:

El factor del aceite fue correlacionado con la relacin gas disuelto-aceite, la temperatura, la densidad relativa del gas y la densidad del aceite. Se obtuvo la siguiente expresin:BO=0.972 + 0.000147 (F) 1.175 Dnde:

Correlacin de VzquezEstos estudios fueron realizados por la reunin de ms de 600 anlisis PVT de campos de todo el mundo. En el desarrollo de la correlacin se encontr que todas las propiedades de los fluidos podan ser correlacionadas como funcin de la presin, temperatura, densidad del gas y densidad del aceite. La densidad del gas es un fuerte parmetro a correlacionar y, desafortunadamente, es una de las variables mas cuestionadas por su veracidad, porque depende de las condiciones a las que se separa el gas del aceite.

Como el valor de la densidad relativa del gas es un parmetro de correlacin importante, se decidi usar un valor de dicha densidad relativa normalizado a una presin de separacin de 100 lb/pg2 manomtrica. Por lo tanto, el primer paso para usar esta correlacin consiste en obtener el valor de la densidad relativa del gas a dicha presin. Para esto se propone la siguiente ecuacin:

La correlacin para determinar Rs se afino dividiendo los datos en dos grupos, de acuerdo con la densidad del aceite. Se obtuvo la siguiente ecuacin:

Para obtener la presin de burbujeo despejamos de la ecuacin anterior.

Los valores de los coeficientes son:Coeficientes de Vzquez para Rs y pb.

COEFICIENTEAPI 30API > 30

C10.03620.0178

C21.09371.1870

C325.72423.931

La expresin que se obtuvo para determinar el factor de volumen es:

Los valores de los coeficientes son:Coeficientes de Vzquez para Bo.

COEFICIENTEAPI 30API > 30

C14.677 x 10-44.67 x 10-4

C21.751 x 10-51.1 x 10-5

C3-1.811 x 10-81.377 x 10-9

La expresin que se obtuvo para determinar el factor de volumen para aceite bajosaturado es la siguiente: Correlacin de OisteinEsta correlacin fue establecida utilizando muestras de aceite producido en el Mar del Norte, donde predominan los aceites de tipo voltil. El procedimiento de las mediciones pVT consisti en tomar seis muestras de fluidos provenientes de dos separadores del mar del Norte. De las mediciones presin-volumen de las muestras se obtuvo: la presin de saturacin (pb) a cada temperatura, volumen a la pb, la compresibilidad del aceite bajosaturado (co), y el factor Y a la presin de saturacin, usado para describir el comportamiento del volumen en ambas fases, lquido y gas. Presin de burbujeo (presin de saturacin)Basndose en la relacin general reportada por Standing entre la pb de un sistema gas-aceite con estos fluidos y propiedades del yacimiento, en la cual se tiene que:

Para obtener un mejor ajuste tenemos que: n = 0.130 para aceite voltil n = 0.172 para aceite negroY: pb* = nmero correlacionado para calcular la presin de burbujeo.Relacin de solubilidad (Rs)La ecuacin que determina la relacin de solubilidad es la siguiente:

Donde T est expresada en F y:

n = 0.130 para aceite voltiln = 0.172 para aceite negro

La exactitud de esta correlacin disminuye para relaciones de solubilidad que excedan 1,400 (pies3/ bl) a c.s. El anlisis de la expresin para pb*, muestra que la correlacin no puede ser usada para presiones que excedan de 19,285 psi.

Correlacin de J. A. Lasater

Esta correlacin se basa en 158 mediciones experimentales de la presin en el punto de burbujeo de 137 sistemas independientes, producidos en Canad, en el centro y Oeste de los Estados Unidos y Amrica del Sur. El error promedio en la representacin algebraica es del 3.8% y el mximo error encontrado es del 14.7%. Las ecuaciones siguientes corresponden a la correlacin de Lasater para un aceite saturado:

Donde pf es el factor de la presin en el punto de burbujeo, el cual fue relacionado con la fraccin molar del gas , a cuya curva resultante le fue ajustada la siguiente ecuacin:

La fraccin molar del gas se calcula con la siguiente expresin:

El peso molecular del aceite en el tanque (Mo) se correlaciono con el API del aceite en el tanque de almacenamiento, a cuya curva se le ajustaron las siguientes expresiones:

La expresin para determinar Rs se obtiene a partir de:

A la fraccin molar del gas en funcin de pf se le ajusto la siguiente ecuacin:

Densidad del aceite saturadoEnfsicayqumica, ladensidad(smbolo) es unamagnitudescalar referida a la cantidad demasaen un determinadovolumende unasustancia. Ladensidad mediaes la razn entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.Clasificacin del aceite de acuerdo a su densidad

Aceite crudoDensidad (gr/cm3)Densidad (grados API)

Extra pesado> 1.0< 10.0

Pesado1.01 0.9210.1 22.3

Mediano0.91 0.8722.4 31.1

Ligero0.86 0.8331.2 39

Sper Ligero< 0.83> 39

Para propsitos comerciales y asegurar un mejor valor econmico de los hidrocarburos mexicanos, los aceites crudos vendidos nacional e internacionalmente son en general mezclas de aceites de diferentes densidades como se muestra en la tabla.

Clasificacin de mezclas de aceites mexicanos

Tipo de aceiteClasificacinDensidad API

MayaPesado 22

IstmoLigero33.6

OlmecaSper ligero 39.3

Practica.- Calculo de densidad (o)

1. Medimos en la probeta 20 ml de aceite saturado, y en otra probeta medimos la misma cantidad, es decir, 20 ml pero de agua. 2. Colocamos un soporte universal y le instalamos un tubo llamado tubo U, el cual estaba sujetado por unas pinzas para soporte universal. Posteriormente primero vertimos los 20 ml de agua al tubo U, y luego vertimos los 20 ml de aceite saturado en el mismo, evitando que este tuviera contacto con las paredes del tubo al momento de vaciarlo, para que se pudiera obtener la mayor cantidad posible de aceite saturado dentro del tubo U, y que as pudiera desplazar al agua.

Tubo U y muestra de 20 ml de agua y 20 ml de aceite saturado.

3. Observamos como el aceite desplazaba al agua pero de manera muy lenta debido al grado de viscosidad y densidad de este aceite. Analizamos durante 5 minutos ambos fluidos dentro del tubo U, hasta que una burbuja de aceite saturado se separo y se coloco en la parte superior de la fase del agua. 4. As determinamos la altura que tenia cada fluido, y la altura del aceite fue de 4.8 cm desde la superficie de este hasta la parte recta del tubo y en la del agua obtuvimos una altura de 7 cm desde la superficie hasta la parte recta de la U sin tomar en cuenta la altura de la burbuja que se desprendi del resto del aceite. En total obtuvimos 5.8 cm de altura del aceite ya que se mide la cantidad de aceite en conjunto con la altura de la burbuja.

5. una vez obteniendo estos datos, se procede a calcular la densidad de la siguiente manera:Altura obtenida del agua (hw)7 cm

Altura obtenida del aceite saturado (ho)5.8 cm

Densidad del agua (w)1000 kg/m3

NOTA: Tiene una densidad de grados API menor a