Muestras y Pruebas PVT

Transcripción

1 CAPÍTULO 2 Muestras y Pruebas PVT II - 1

2 Viscosidad del Petróleo, µo Crudo Subsaturado p => µo por expansión. Crudo Saturado p = > µo por reducción del gas es solución En un yacimiento agotado, el crudo tiene una viscosidad mayor que la que tenía el crudo original. II - 2

3 Compresibilidad del Petróleo, Co Compresibilidad de una substancia es el cambio unitario de volumen con presión a temperatura constante. C O = 1 V O V P O T Co = Compresibilidad del petróleo, Vo = Volumen. p = Presión lpc 1 II - 3

4 Compresibilidad del Petróleo, Co (cont) Esta ecuación se convierte en: C O = 1 B O 1 B p o 1 1 B p 02 2 T Crudo Subsaturado C p = o 1 B = p b p = p ( > p 2 b B = B < B o1 B ob o2 o( ob) Bo Bob B ( p p) = o ob[ o b ] b ob b B = B 1 C ( p p ) p > ) p II - 4

5 Pruebas PVT de Laboratorio Incluye las siguientes pruebas: Composición de la muestra del fluido del yacimiento Expansión a composición constante (relación pv) Liberación diferencial isotérmica Separación instantánea (pruebas de separadores) Variación de viscosidad de fluidos con presión II - 5

6 Composición del Fluido del Yacimiento Cromatografía. Destilación. Destilación simulada por cromatografía. Espectrometría de masas. Muestras gaseosas sólo cromatografía desde C1 hasta C11. A veces sólo hasta C6+ o C7+ Muestra de fondo o recombinada: - Liberación instantánea en el laboratorio. - Gas liberado se analiza separadamente del líquido remanente - Recombinación para obtener composición de la muestra total. II - 6

7 Pruebas de Expansión a Composición Constante Liberación instantánea. Se realiza en celda de acero de volumen del orden de 1/2 litro, capaz de resistir altas presiones (> lpc) y temperaturas (>350 F). Se obtienen las siguientes propiedades del crudo. - Presión de Burbujeo, pb (cambio de pendiente de la curva V vs p). - Volumen relativo.- Volumen total del fluido en la celda a una presión p, dividido por el volumen en el punto de burbujeo, Vb. - Factor de Compresibilidad - Función Y: Y = p b V p V b p 1 II - 7

8 Variación del volumen relativo con presión. Prueba de expansión a composición constante 5000 PRESIÓN lpcm Pb=2620 lpcm V / Vb II - 8

9 Pruebas de Expansión a Composición Constante (Cont.) funcion Y (Cont.) Sistemas compuestos básicamente por hidrocarburos, muestran relación lineal de Y vs. p. Si hay presencia de no hidrocarburos (C02, agua) se aleja del comportamiento lineal. Si pb del informe es superior a la real, los valores de Y se alejan por encima de la recta. Si pb del informe es inferior a la real, los valores de Y se alejan por debajo de la recta. II - 9

10 Gráfico de la función Y del análisis PVT del apéndice A Y Pb P pca II - 10

11 5.0 Función Y de un crudo con 40% de CO 2 FUNCIÓN Y PRESIÓN (lpca) II - 11

12 Ejemplo de la función Y cuando Pb ha sido sobrestimada FUNCIÓN Y PRESIÓN (lpca) II - 12

13 Ejemplo de la función Y cuando Pb ha sido bajo estimada FUNCIÓN Y PRESIÓN (lpca) II - 13

14 Prueba de Liberación Diferencial Expansión a composición variable. Simula el comportamiento de los fluidos durante el agotamiento de presión. Se efectúa a través de una serie de separaciones instantáneas (10 pasos). Se pueden obtener las siguientes propiedades del petróleo y gas: -Relación gas - petróleo en solución, Rsd -Factor volumétrico del petróleo, Bod - Factor volumétrico total, Btd - Densidad del petróleo, ρod - Factor de compresibilidad del gas, Z - Factor volumétrico del gas, Bg - Gravedad específica del gas, γg - Gravedad API del crudo residual, API II - 14

15 Bod, Btd, Rsd, vs p de una prueba de liberación diferencial FACTORES VOLUMÉTRICOS, BY/BN (Volumenes Relativos) 4.2 T=220 F API= FRELACIÓN GAS-PETRÓLEO EN SOLUCIÓN, PCN/BN PRESIÓN lpcm II - 15

16 Z, Bg y γgd vs p de una prueba de liberación diferencial GRAVEDAD ESPECIFICA (AIRE= 1) FACTO R DE COMPRESIBILIDAD gd T= 220 F Z Bg PRESIÓN lpcm FRELACIÓN GAS-PETRÓLEO EN SOLUCIÓ N, PCN/ BN II - 16

17 Prueba de Separadores Pruebas de liberación instantánea. Se realizan en un separador en el laboratorio. Cuantificar efecto de p y T de separación de superficie, sobre Bo y Rs La muestra del crudo saturado a pb y Ty se pasa por el separador y se expande hasta la presión atmosférica. Para cada presión del separador se obtiene: - Factor volumétrico del petróleo a pb, Bobf - Relación gas-petróleo en solución a pb, Rsbf - Gravedad API del petróleo del tanque - Composición del gas separado. II - 17

18 Prueba de Separadores (Cont.) Al variar la presión del separador se puede obtener una presión óptima. - Menor liberación de gas. - Crudo con mayor API. - Crudo con menor factor volumétrico. Presión óptima de separación = > mayor cantidad de petróleo en el tanque. II - 18

19 Prueba de Viscosidad Se determina en petróleo con gas en solución. Se usa un viscosímetro de bola o uno rotacional (tipo Haake) Se calcula µo a cualquier p y T El agotamiento de presión se realiza siguiendo un proceso de liberación diferencial La variación de la viscosidad del gas con presión se calcula por medio de correlaciones. II - 19

20 Limitaciones de las Pruebas de Laboratorio La muestra de fluido tomada no representa adecuadamente la composición original de los fluidos del yacimiento. - La muestra se toma a py < pb - El pozo produce agua y/o gas libre Los procesos de liberación del laboratorio no simulan el proceso combinado diferencial - instantáneo que ocurre en el yacimiento. Mucho cuidado al extrapolar resultados de laboratorio al campo. - Pequeños errores en las pruebas producen graves errores en B.M, cotejo y predicción. En el muestreo de separador, pequeños errores (5%) en qo y qg producen errores en pb del orden de 150 lpc. II - 20

21 Consistencia de los Resultados de un PVT Antes de usar un PVT se debe corroborar: - Temperatura de la prueba. - Condiciones de recombinación...p y T de recombinación en el laboratorio iguales a las del separador.. p y T del separador al tomar muestras de gas, iguales a las de la toma de la muestra de líquido. - Prueba de densidad. - Prueba de linealidad de la función Y. - Prueba de balance de materiales. - Prueba de la desigualdad: δ B od δ p < B g δ R δ p sd II - 21

22 Consistencia de los Resultados de un PVT (Cont.) Prueba de Densidad. Densidad del petróleo saturado con gas a pb de la prueba de liberación diferencial debe ser igual a la densidad calculada a partir de las pruebas de separadores. ρbof = (Masa de petróleo de tanque + Masa de gas del separador + Masa de gas del tanque) / Unidad de volumen de petróleo a Pb y T. lb [ ] BY γ o ρ w 0, ρ obf = + ( γ g R s ) sep + ( γ g R s ) tan, B obf B obf Si hay diferencia entre estos valores de densidad, no debe ser superior a 5% para validez. II - 22

23 Consistencia de los Resultados de un PVT (Cont.) Prueba de linealidad de la función Y. Gráfico de Y vs. p debe dar una línea recta si el crudo tiene poca cantidad de componentes no hidrocarburos y las mediciones en el laboratorio fueron hechas con precisión. II - 23

24 Consistencia de los resultados de un PVT (Cont.) Prueba de balance de materiales. Verificar si la Rs experimental de la prueba de liberación diferencial es igual a la Rs calculada por balance de materiales. Se requiere de: - Gravedad API del crudo. - Relación gas - petróleo en solución a diferentes presiones - Factor volumétrico del petróleo a diferentes presiones - Gravedad específica del gas liberado en cada etapa de liberación. II - 24

25 Consistencia de los resultados de un PVT (Cont.) V m = 0, gi, gi γ gdi PCN R R V PCN BN sdi = / sdi gi Si hay diferencias entre Rs de calculados y experimentales, no debe exceder de 5%. II - 25

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