UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS º 09 Asignatura Clave Semestre Créditos Ingeniería en Ciencias de la Tierra Explotación del Petróleo Ingeniería Petrolera División Departamento Carrera(s) en que se imparte Asignatura: Horas: Total (horas): Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5 Optativa Prácticas Semanas 72.0 Modalidad: Curso. Aprobado: Fecha: Consejo Técnico de la Facultad 25 de febrero, 4 y 17 de marzo, y 16 de junio de 2005 Consejo Académico del Área de las Ciencias 12 de agosto de 2005 Físico Matemáticas y de las Ingenierías Seriación obligatoria antecedente: Ninguna. Seriación obligatoria consecuente: Comportamiento de Yacimientos. Objetivo(s) del curso: El alumno comprenderá el comportamiento de los diferentes fluidos que se encuentra en un yacimiento petrolero, al variar sus condiciones de presión y temperatura. Temario NÚM. NOMBRE HORAS 1. Conceptos generales Ecuaciones de estado para gases naturales Comportamiento de fases Ecuaciones de estado para gases reales Propiedades de los fluidos de yacimientos petroleros Equilibrio líquido-vapor Clasificación de yacimientos petroleros de acuerdo al tipo de fluidos Prácticas de laboratorio 0.0 Total 72.0

2 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS (2 / 6 ) 1 Conceptos generales Objetivo: El alumno definirá las propiedades generales y unidades que se utilizarán en el curso. 1.1 Introducción. 1.2 Sistemas de unidades Unidades comunes de masa Sistema consistente de unidades Sistemas de ingeniería inglés Otras fórmulas afectadas por inconsistencias en unidades Sistema métrico de unidades. 1.3 Conceptos generales Propiedades intensivas y extensivas. 2 Ecuaciones de estado para gases naturales Objetivo: El alumno definirá el comportamiento de los gases ideales, reales y vapor y explicará las principales leyes fisicoquímicas de líquidos y de los gases reales. 2.1 Introducción. 2.2 Comportamiento de un gas ideal puro Ecuación de Boyle Ecuación de Charles Ley de Avogadro Derivación de la ecuación de estado para gases ideales Constante universal de los gases Densidad de un gas ideal Comportamiento de una mezcla de gases ideales Ley de Dalton de presiones parciales Ley de Amagat de volúmenes parciales. 2.3 Fracción volumen y fracción peso Procedimiento para convertir de fracción mol a fracción de peso Procedimiento para convertir de fracción peso a fracción mol Propiedades de mezclas de gases ideales Volumen estándar Peso molecular aparente de una mezcla de gases Densidad de una mezcla de gases Volumen específico de una mezcla de gases Densidad relativa de una mezcla de gases. 2.4 Comportamiento de gases reales Ecuación de estado de la compresibilidad Ley de los estados correspondientes.

3 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS (3 / 6 ) Ecuación de estado de la compresibilidad para mezclas de gases Propiedades pseudocríticas de heptanos Propiedades pseudocríticas de mezclas de gases cuando la composición no se conoce Método de Stewart Efecto de componentes no hidrocarburos sobre el factor z Método de Wichert-Aziz Método de corrección de Carr-Kobayashi-Burrogs para la corrección de las propiedades pseudocríticas de una mezcla de gases considerando gases no hidrocarburos. 3 Comportamiento de fases Objetivo: El alumno determinará el comportamiento presión-volumen-temperatura (pvt) de mezclas gaseosas. 3.1 Introducción. 3.2 Sistemas de un solo componente (sustancia pura) Empleo de diagramas de fase Diagrama de fase de presión-volumen para una componente puro Punto de burbuja y punto de rocío Envolvente de saturación Diagramas de fase densidad-temperatura para un componente puro Presión de vapor de un componente puro. 3.3 Diagramas de composición para una mezcla de dos componentes Diagramas de presión-composición para una mezcla de dos componentes Diagramas de temperatura-composición para una mezcla de dos componentes. 3.4 Diagramas ternarios Diagramas de fase de tres componentes. 3.5 Sistemas multicomponentes de hidrocarburos Cricondenterma Cricondenbara Punto crítico Líneas de calidad Curva de puntos de burbuja Curva de puntos de rocío. 4 Ecuaciones de estado para gases reales Objetivo: El alumno describirá a detalle una ecuación de estado y sus expresiones analíticas más comunes. 4.1 Introducción. 4.2 Ecuación de Van der Waals. 4.3 Ecuaciones de estado en el punto crítico. 4.4 Ecuación de estado cúbica de Van der Waals de dos parámetros.

4 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS (4 / 6 ) 4.5 Ecuación de estado de Redlich-Kwong. 4.6 Reglas de mezclado para la ecuación de estado de Redlich-Kwong. 4.7 Ecuación de estado de Soave-Redlich-Kwong. 4.8 Ecuación de estado de Peng-Robinson. 4.9 Reglas de mezclado para las ecuaciones de estado de Soave-Redlich-Kwong y Peng-Robinson. 5 Propiedades de los fluidos de yacimientos petroleros Objetivo: El alumno describirá los parámetros más comunes para la evaluación de la eficiencia volumétrica en la recuperación de hidrocarburos. 5.1 Introducción. 5.2 Propiedades del gas seco Revisión de definiciones de las propiedades de gases naturales Peso molecular aparente de una mezcla de gases Densidad específica de un gas (densidad relativa) Moles y fracción mol Factor de desviación de gases reales (factor z) Factor de volumen del gas de formación, bg Coeficiente de compresibilidad isotérmico del gas, c g C g para una gas ideal C g para una gas real Compresibilidad pseudoreducida Coeficiente de viscosidad del gas Viscosidad de gases puros Viscosidad de mezcla de gases Viscosidad del gas a presión alta. 5.3 Propiedades del aceite negro. Definiciones Densidad relativa de un líquido Factor de volumen de formación del aceite Relación gas en solución-aceite Factor de volumen de la formación total Coeficiente de compresibilidad isotérmica del aceite Coeficiente de viscosidad del aceite. 5.4 Propiedades del agua de yacimientos Factor de volumen del agua de formación Solubilidad del gas natural en el agua (relación gas en solución/agua) Coeficiente de compresibilidad isotérmica del agua, c w Coeficiente de viscosidad del agua de formación Densidad del agua de formación Efecto de la salinidad sobre la densidad del agua de formación Composición de aguas de formación. 6 Equilibrio líquido-vapor Objetivo: El alumno describirá el equilibrio líquido-vapor de soluciones ideales y no ideales.

5 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS (5 / 6 ) 6.1 Introducción. 6.2 Soluciones ideales Ecuación de Raoult Ecuación de Dalton Composiciones y cantidades de las fases vapor y líquido en equilibrio de una solución ideal Cálculo de la presión en el punto de burbuja de una solución líquida ideal Cálculo de la presión en el punto de rocío de una solución de gases ideales. 6.3 Solución no-ideal Composiciones y cantidades de las fases gas y líquidos en equilibrio de una solución real Verificación de que la mezcla no ideal se encuentra en la región de 2 fases Cálculo de la presión en el punto de rocío de un gas real. 7 Clasificación de yacimientos petroleros de acuerdo al tipo de fluidos Objetivo: El alumno describirá los tipos de yacimientos de acuerdo al tipo de fluidos. 7.1 Definiciones. 7.2 Clasificación de yacimientos petroleros. Bibliografía básica: MCCAIN, William The Properties of Petroleum Fluids E.U.A PennWell, 1990 M.B, Standing Volumetric and phase behavior of oil Dallas SPE of AIME, 1977 Bibliografía complementaria: Wark, K. Thermodynamics 3a edición New York McGraw-Hill, 1988

6 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS (6 / 6 ) Sugerencias didácticas: Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo Seminarios X Otras Forma de evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas Trabajos y tareas fuera del aula X Otras Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura Ingeniero Petrolero, Físico o Ingeniero Mecánico con especialidad en yacimientos de hidrocarburos y experiencia de cuando menos siete años en la industria petrolera, en el área de yacimientos.