CAPÍTULO 1 Caracterización Termodinámica de los Yacimientos I - 1
Fáctores físicos que controlan el comportamiento de fases Presión Temperatura Atracción Molecular Repulsión Molecular Presión Atracción Molecular Temperatura Repulsión Molecular Confinan las moléculas Dispersan las moléculas I - 2
Diagrama de fases de una mezcla de Gas natural-gasolina natural 2 Caracterización Física de los Yacimientos 2700 2600 2500 c 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 I - 3
Diagrama de Fases de una mezcla de gas natural - gasolina natural 2 Caracterización Física de los Yacimientos PRESIÓN, Lpca 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 60 LÍQUIDO 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% A % LÍQUIDO LÍQUIDO + VAPOR (GAS) 20% 10% GAS 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 TEMPERATURA, F 0% I - 4
Diagrama de fases generalizado de un gas condensado PRESIÓ N Lpca CURVA DE BURBUJEO 100% LÍQ UIDO 80% LÍQUIDO 60% LÍQUIDO 40% LÍQUIDO A C 20% LÍQUIDO 100% GAS R CURVA DE RO CIO T TEMPERATURA F I - 5
Pcdb Pc C Tcdt Gas Seco Diagrama de fases para diferentes tipos de crudos y gases Tc Pcdb Pc C Tc Tcdt Gas Condensado C Pc (Pcdb) Tcdt Tc Petróleo Volatil PRESIÓN Pcdb Pc Tc (Tcdt) C Petróleo Negro TEMPERATURA I - 6
Parámetros para Clasificar Yacimientos en Base a la Mezcla de Hidrocarburos A) Medidos en Campo: Presión Temperatura RGP Gravedad API Color del Líquido de tanque B) Medidos en laboratorio: Se usan muestras represen- tativas Simulan comportamiento de fluidos durante agotamiento isotérmico de presión. I - 7
Clasificación de los yacimientos en base a los hidrocarburos que contienen Caracterización Física de los Yacimientos Yacimientos de Gas 1. Gas seco 2. Gas Húmedo 3. Gas Condensado Yacimientos de Petróleo 1. Petróleo de alta volatilidad (Cuasicrítico) 2. Petróleo de baja volatilidad (Petróleo negro) a) Liviano b) Mediano c) Pesado d) Extrapesado I - 8
Composiciones típicas de mezclas provenientes de yacimientos de hidrocarburos Componente Gas seco Gas húmedo Gas condensado Petróleo volátil Petróleo negro C 1 96.0 90.0 75.0 60.0 48.83 C 2 2.0 3.0 7.0 8.0 2.75 C 3 1.0 2.0 4.5 4.0 1.93 ic 4 -nc 4 0.5 2.0 3.0 4.0 1.60 ic 5 -nc 5 0.5 1.0 2.0 3.0 1.15 C 6-0.5 2.5 4.0 1.59 C 7 + - 1.5 6.0 17.0 42.15 MC 7 + - 115 125 180 225 RGL, PCN/BN - 26000 7000 2000 625 Líquido de API 60 55 50 34.3 tanque color Incoloro Amarillo Claro Amarillo Claro Amarillo Amarillo Oscuro Negro I - 9
Yacimientos de Gas Seco Caracterización Física de los Yacimientos Ty > Tcdt La mezcla de hidrocarburos se mantiene en fase gaseosa en el yacimiento y en la superficie. El gas es mayoritariamente Metano (% C1 >90%) Sólo se pueden extraer líquidos por procesos criogénicos (Bajo 0 F) I - 10
Ty > Tcdt Caracterización Física de los Yacimientos Yacimientos de Gas Húmedo La mezcla de hidrocarburos permanece en estado gaseoso en el yacimiento. En la superficie cae en la región bifásica. Líquido producido es incoloro y de API > 60 Tienen mayor porcentaje de componentes intermedios que los gases secos. I - 11
Clasificación de los Yacimientos en base al diagrama de fases 6 4000 Caracterización Física de los Yacimientos PRESIÓN DEL YACIMIENTO Lpca 3500 3000 2500 2000 1500 1000 PUNTO DE BURBUJEO 50% C 40% 20% VOLUMEN DEL LIQUIDO Te= 127 F PUNTO CRÍTICO 10% D 5% B PUNTO DE ROCIO B 2 0% PUNTO DE COINCIDENCIA TERMICO = 250 F CAMINO SEGUIDO POR EL FLUIDO DEL YACIMIENTO CAMINO SEGUIDO POR EL FLUIDO PRODUCIDO A2 B 3 A 1 500 0 50 100 150 200 250 300 350 TEMPERATURA DEL YACIMIENTO F I - 12
Yacimientos de Gas Condensado Tc < Ty < Tcdt La mezcla de hidrocarburos se encuentra en fase gaseosa o en el punto de rocío a las condiciones iniciales del yacimiento. El gas presenta condensación retrógrada durante el agotamiento isotérmico de la presión. Se puede definir como un gas con líquido disuelto. La reducción de p y T en el sistema de producción hace que se penetre en la región bifásica y origina en la superficie: * Condensado: Incoloro - Amarillo (se ha reportado negro) * API 40-60 * RGC: 5000-100.000 PCN/BN I - 13
Yacimientos de Petróleo de Alta Volatilidad (Cuasi-crítico) Ty ligeramente inferior a Tc. La mezcla de hidrocarburos a condiciones iniciales, se encuentra en estado líquido cerca del punto crítico. Equilibrio de fase en estos yacimientos es precario. Alto encogimiento del crudo cuando la presión del yacimiento cae por debajo de Pb. El líquido producido tiene las siguientes características: * Color amarillo oscuro a negro. * API > 40 * RGP entre 2.000-5.000 PCN / BN * Bo > 1,5 BY / BN. I - 14
Yacimientos de Petróleo Negro (Baja volatilidad) Ty << Tc Tienen alto porcentaje de C7+ (> 40%). El líquido producido tiene las siguientes características: * Color negro o verde oscuro * API < 40 * RGP < 2.000 PCN / BN * Bo < 1,5 BY/ BN I - 15
Yacimientos de Petróleo Negro (Baja Volatilidad) Si hay capa de gas se podrían tener tres diagramas de fases correspondientes a: Crudo de la zona de petróleo Gas de la capa de gas. Mezcla de ambos (como si todo el gas libre estuviera en solución) Clasificación UNITAR: * Livianos 30 < API <40 * Medianos 20 < API < 30 * Pesados 10 < API < 20 * Extra pesados (Bitúmenes) API<10 Ojo: MEM de Venezuela usa 21,9 en vez de 20 para delimitar medianos y pesados. I - 16
Diagrama de fases de los fluidos de un yacimiento de petróleo negro con capa de gas TEMPERATURA DEL YACIMIENTO FLUIDO TOTAL DEL YACIMIENTO GAS Cg C PRESIÓN PRESION INICIAL DEL YACIMIENTO SEPARADOR LIQUIDO (PETRÓLEO) TEMPERATURA I - 17
Rango de los parámetros de propiedades para diferentes tipos de yacimientos Caracterización Física de los Yacimientos Gas seco Gas condensado Petróleo volátil Petróleo negro Relación Gas-líquido (Pet. O Cond.) PCN/BN Gravedad API del líquido de tanque > 100.000 5.000 a 10.000 2.000 a 5.000 < 2.000 -------- 40-60 > 40 40 Color del líquido del tanque -------- Incoloro Amarillo claro Amarillo oscuro Negro verde-oscuro Factor volumétrico del petróleo (o cond.) BY/BN -------- -------- > 1.5 < 1.5 Composición del fluido original C 1 > 90% C 5 +< 1% C 7 + < 12.5% C 1 > 60% C 7 + > 12.5% C 1 + 60% C 7 + > 40% C 1 < 50% Temperatura del Yacimiento > Tcdt * 200-400 F TC < T < Tcdt T T C ** T < T C * Temperatura Cricondentérmica ** Temperatura Crítica Haga click sobre este recuadro para retornar al contenido I - 18