www.monografias.com

Caracterizacin de Crudos Juan Carrillo Burgos (patoconda@hotmail.com)

1. Resumen 2. Resultados 3. Anlisis 4. Conclusiones 5. Recomendaciones 6. Bibliografa

RESUMEN

En el laboratorio se determinaron diversas propiedades del crudo tales como la API, mediante la prueba ASTM D287, la cual es de gran importancia porque nos permite clasificar los crudos a travs de su peso; la viscosidad cinemtica, determinada a travs de tubos capilares siguiendo la norma ASTM D445; el porcentaje de asfaltenos, el cual es de gran importancia para la industria petrolera para predecir problemas operacionales y seleccionar un tratamiento adecuado, determinado con la norma ASTM D3279. Luego se determinaron el porcentaje de agua por destilacin con la norma ASTM 4006 y el porcentaje de agua y sedimentos mediante centrifugacin a travs de la norma ASTM D4007, los cuales son parmetros importantes para saber si el crudo est en especificaciones y para saber si es necesaria la deshidratacin; tambin se determin la salinidad del crudo utilizando un conductmetro siguiendo la norma ASTM D3230; as como tambin la viscosidad por el mtodo de Saybolt con la Norma ASTM D88 la cual es de importancia para poder comparar con las viscosidades cinemticas. Finalmente se determinaron el porcentaje de carbn residual mediante la ASTM D189; el punto de inflamacin, el cual es de gran importancia para conocer el rango de temperatura al cual se debe operar el crudo de forma segura, determinado por la norma ASTM D56; el porcentaje de Nafta y el factor de caracterizacin de Watson, para as evaluar el valor comercial del crudo y su clasificacin segn su base.

RESULTADOS

Tabla N 1. Norma ASTM D287

Muestra APIcorregida 60F Merey 16,18

Santa Brbara 38,5 Muri 27,3

Tabla N 2

Norma ASTM D3279 Muestra % Asfaltenos Merey 17,32

Santa Brbara 0,81 Muri 11,01

Tabla N 3

Norma ASTM D445 Visc. Cinemtica cSt Muestra

40 C 100 C Merey 532,17 40,41

Santa Brbara 2,92 1,29 Muri 14,46 3,67

Viscosidad Dinmica cps Merey 499,36 35,82

Santa Brbara 2,36 0,96 Muri 12,55 2,92

Tabla N 4

Norma ASTM D93 Muestra Punto de Inflamacin (C) Merey 32

Santa Brbara 10 Muri 26

Tabla N 5

Norma ASTM D285

Muestra Merey Muri Sta. Brbara % de nafta 3,9 11,1 23 % de prdida 0 0 1 Tb (R) 1114,182 1073,295 956,4642 Kw 10,8198 12,3008 11,0573 Base del crudo Naftnica Parafnica Mixta

Tabla N 6

Norma ASTM D4006 y D4007 Muestra Merey Muri Santa Brbara % Agua 15.2 16 0.3

% Agua y Sedimentos

24 18 0.7

Tabla N 7

Norma ASTM D189

Muestra % Carbn

Merey 22,93

Santa Brbara 1,44

Muri 13,50

Tabla N8

Norma ASTM D3230

Tipo de crudo PTB (lb. Nacl/1000Bls) Merey 342.7029 Muri 360.7399

Sta. Brbara 6.7639

Tabla N9 Norma ASTM D88

Tipo de crudo Viscosidad Cinemtica (Cts) Merey 218,4573 Muri 10,2300

Sta. Brbara 2,6504

ANLISIS A travs de los resultados obtenidos de la prueba de API (norma D287) se pudo observar que la muestra de crudo del campo Merey arroj un valor de 16,18 (a 60 F), de lo cual se puede decir que este es un crudo pesado segn los rangos establecidos por el Instituto Americano de Petrleo. Con respecto al crudo de procedente del campo Muri, present una API a 60F de 27,3; ubicndose dentro del intrvalo de los crudos medianos (segn la API). La muestra de crudo del campo Santa Brbara present una API de 38,5 (a 60F), por lo tanto sta muestra se puede clasificar como un crudo liviano. Comparando los resultados obtenidos de las diferentes muestras se puede decir que el crudo proveniente del campo Merey es el ms pesado de todos, luego el del campo Muri y por ltimo el crudo proveniente del campo Santa Brbara result ser el ms liviano de todos. (ver grfica N1)

0

10

20

30

40

API

Merey SantaBrbara

Muri

Grfica N1 (API)

Para determinar el porcentaje insoluble en n-heptano (% de Asfaltenos), se realiz la prueba ASTM D3279, en la cual se observ que el crudo con mayor % de asfaltenos fue el del campo Merey (17,32%), luego el del campo Muri (11,01%) y por ltimo el del campo Santa Brbara el cual report el menor valor (0,81%). Sobre la base de estos resultados se puede decir que a menor API los crudos presentaron mayor % de asfaltenos. (ver grfica N2)

0

5

10

15

20

%As

flte

nos

Merey SantaBrbara

Muri

Grfica N2 (% de Asfaltenos)

La viscosidad cinemtica se determin mediante la prueba ASTM D445 (tubos capilares). El crudo con mayor viscosidad cinemtica fue el del campo Merey (532cSt a 40C y 40cSt a 100C), luego el del campo Muri (14,46 cSt a 40C y 3,67 cSt a 100C ) y el de menor viscosidad cinemtica fue el del campo Santa Brbara (2,92cSt a 40C y 1,29cSt a 100C). Analizando estos resultados se puede observar que a medida que el crudo es ms pesado este presenta mayor viscosidad. La temperatura es un factor que tiene gran influencia en esta propiedad,

ya que las viscosidades a 100C fueron significativamente menores en comparacin con las viscosidades a 40C. (ver grfica N3)

1

10

100

1000Vi

scos

idad

Merey SantaBrbara

Muri

Grfico N3 (Viscosidad Cinematica)

40 C100 C

El punto de inflamacin es la propiedad utilizada como indicadora de la posibilidad de que algn producto se encienda y algunas veces, es la manera ms til de conocer la como se quemara el combustible despus de que se ha encendido. De acuerdo a los resultados arrojados por las tres muestras de crudos, se observa que mientras mayor sea la API de la muestra menor ser el punto de inflamacin, esto debido al incremento de componentes voltiles. (ver grfica N4)

010203040

Punt

o de

In

flam

aci

n

Merey SantaBrbara

Muri

Grfico N4 (Punto de Inflamacin)

A travs de la prueba de destilacin se pudo obtener el porcentaje de nafta que contena cada muestra, siendo la menor la del crudo del campo Merey (3,9%), luego la del campo Muri (11,1%) y por ltimo la del campo Santa Brbara (23%). El crudo de Santa Brbara, present un porcentaje de prdida de 1%, sin embargo este factor no pudo ser determinado para las dems muestras ya que se hizo imposible medir el volumen residual en el baln de destilacin, por lo tanto no se pudo comparar las prdidas en la destilacin con las dems muestras. Mediante el Factor de Caracterizacin de Watson, se pudo determinar la base del crudo de cada campo, obtenindose que la muestra de Santa Brbara es de base mixta, lo que quiere decir que presenta series parafinitas, naftnicas y asflticas en igual proporcin; la de Muri es de base parafnica y el crudo de Merey present un porcentaje de nafta bajo (el menor de las tres muestras) para ser un crudo de base naftnica, lo cual se considera un resultado errneo, ya que debera presentar un alto porcentaje de nafta, considerando la naturaleza de su base. Estas clasificaciones de los crudos fueron obtenidas a travs de la tabla de Base del petrleo de acuerdo al Factor de Caracterizacin de Watson (Kw), mostrada en el apndice B. Cabe destacar que estos resultados pudieron ser afectados debido a errores cometidos durante la destilacin del crudo. (ver grficos N5,6,7)

Con respecto a la temperatura promedio de ebullicin, se observ que el crudo de Merey, present el valor ms alto, esto se debe a que presenta un mayor contenido de componentes pesados, y el crudo de Muri y Santa Brbara presentaron valores menores ya que presentan un mayor contenido de componentes livianos.

Grfico N5 (Merey)Temperatura vs % Destilado

y = -0,1198x2 + 10,681x + 111,29R2 = 0,9521

050

100150200250300350400

0 20 40 60 80

% Dest.

Tem

p. (

C)

Grfico N6 (Muri)Temperatura vs % Destilado

y = -0,0847x2 + 9,5975x + 55,025R2 = 0,9925

050

100150200250300350

0 20 40 60

% Dest.

Tem

p. (

C)

Corregida

Sin Corregir

Grfico N7 (Sta. Brbara)Temperatura vs % Destilado

y = -0,0115x2 + 4,5862x + 57,659R2 = 0,9933

0

50

100

150

200

250

300

350

0 20 40 60 80

% Dest.

Tem

p. (

C)

En cuanto al porcentaje de agua se puede notar que el mayor valor se obtuvo en el crudo producido en el campo Muri (16%), luego el crudo del campo Merey (15.2%) y el valor mas bajo se obtuvo en el crudo del campo Santa Brbara (0.3%). Al observar los resultados arrojados por el porcentaje de agua y sedimentos se observ que el crudo del campo Merey obtuvo el valor mas alto (24%), luego el de Muri (18%) y por ultimo el de Santa Brbara (0.7%).

Estos resultados nos pueden llevar a pensar que el porcentaje de sedimentos para crudos pesados debe ser mayor que para crudos medianos-livianos, debido a su composicin, pero este valor depender de las condiciones del pozo de donde se obtuvo el crudo y del tratamiento por el cual haya sido sometido.

El porcentaje de agua obtenido para los campos Merey y Muri fue 15.2% y 16% respectivamente, lo que se traduce en un crudo no apto para la comercializacin segn las normas establecidas; adems puede indicar que el crudo manejado debe someterse a tratamientos de deshidratacin.

Es importante sealar que como la destilacin involucra procesos termodinmicos, es capaz de romper la emulsin presente en la muestra; caso contrario a la centrifugacin, ya que la agitacin mecnica mantiene la emulsin.

Es por ello que se puede considerar el Mtodo ASTM D4006 ms preciso y til en la industria petrolera que el ASTM D4007, sin embargo su aplicabilidad se ve restringida por el hecho que no determina el contenido de sedimentos presentes en la muestra.

Comparando los resultados obtenidos por las dos pruebas anteriores, notamos que los valores del porcentaje de agua y sedimentos son mayores a los del porcentaje de agua, por lo cual se puede decir que los valores obtenidos son correctos.

Cabe destacar, que la muestra de crudo con mayor volumen de emulsin agua-petrleo fue la del campo Merey, luego la de Muri y la muestra del campo Santa Brbara present un valor despreciable de emulsin.

A continuacin se presentan las grficas comparativas entre las muestras de los diferentes campos:

0

5

10

15

20

Merey Muri Sta. Brbara

Grfico N 10 % de Agua

0

10

20

30

Merey Muri Sta. Brbara

Grfico N9% de Agua y Sedimentos

Para determinar el porcentaje de carbn presentes en las muestras se realiz la prueba ASTM D189, en la cual se observ que los que los crudos con mayor gravedad API presentaron menor cantidad de carbn, clasificando los mismos segn el valor de porcentaje de carbn arrojado tenemos que el crudo pesado del campo Merey fue el que mayor porcentaje de carbn tenia con un 22,93%, seguido por el crudo mediano de Muri (%13,50) y el crudo liviano de santa Brbara (1,44). (ver grfico N10)

05

10152025

% d

e C

arb

n

Merey SantaBarbara

Muri

Grfico N 10 (% de Carbn Residual)

En base al estudio se observ que el crudo que tenia el mayor porcentaje de agua obtuvo una mayor salinidad, lo cual representa un problema debido a que se pueden tener efectos altamente corrosivos (por contenido salobre) en los equipos de superficie y transporte. Para esta prueba el mayor PTB correspondi al crudo del campo Muri (360.7399 lbNaCl /1000 bl), seguido por el de Merey y por ltimo el Santa Brbara, generalmente estos problemas de salinidad estn asociados mas a crudos pesados que a livianos, principalmente aqu en el Oriente del pas, por lo que el PTB del crudo Muri deja ciertas dudas por tratarse mas que todo de un crudo mediano, aunque, se debe recordar que esta prueba depende de los resultados de la ASTM-D4006 en cuanto al volumen de agua y esta pudo haber estado influenciada por el tipo de solvente utilizado (ver grfica N11)

342,7029 360,7399

6,7639

0,0000 75,0000

150,0000 225,0000 300,0000 375,0000

PTB

Merey Muri Sta. Brbara Tipos de Crudo

Grfico N11 Salinidad del Crudo

En la prueba estndar para la viscosidad saybolt (ASTM D88) se represent el tiempo en segundos para que un flujo de 60 centmetros cbicos salga de un recipiente tubular por medio de un orificio, debidamente calibrado y dispuesto en el fondo del recipiente, el cual se mantuvo a temperatura constante. Permite tener un conocimiento sobre la resistencia que opone el crudo al flujo interno. El crudo Merey present el mayor valor, seguido del Muri y el Santa Brbara.

0,000050,0000

100,0000150,0000200,0000250,0000

Viscosidad Cinemtica

(Cst)

Viscosidad (Cst)

Tipo de Crudo

Tipo de Crudo Vs. Viscosidad Cinemtica (Cst)

SantaBarbara

Merey

En la grfica se puede observar que el crudo Merey reflej un valor muy alto de viscosidad cinemtica, con 218.4573 cSt, siendo el mayor, mientras que los crudos Muri y Santa Brbara presentaron 10.23 y 2.6504 cSt, respectivamente.

CONCLUSIONES

A medida que aumenta la temperatura, disminuye la viscosidad de los crudos. Se pudo observar que a menor API, los crudos se tornaron ms viscosos. A menor API los crudos presentaron mayor porcentaje de asfaltenos. El porcentaje de Agua y Sedimento es una medida del grado de impurezas contenidas en el

crudo. Un alto contenido de Agua y Sedimento en el crudo ocasiona problemas de corrosin y

taponamiento en los equipos. Econmicamente es importante determinar el contenido de Agua y Sedimento, el crudo se

comercializa en base seca. Las muestras de crudos para el campo Merey y el campo Muri no cumplen con las

especificaciones de venta (%A < 1%). El tipo de solvente as como el tipo de crudo actan de manera directa en la precisin de los

resultados. El Mtodo ASTM D4006 resulta ms preciso en la Determinacin del contenido de Agua

presente en la muestra. A menor gravedad API aumenta el porcentaje de carbn residual. A mayor gravedad API mayor es el contenido de nafta en el crudo. La medida que el crudo es ms pesado, mayor es la temperatura promedio de ebullicin. A mayor gravedad API menor es la temperatura requerida para que el crudo comience a

inflamarse. El crudo ms liviano present la menor salinidad, por lo tanto es ms resistivo.

RECOMENDACIONES

De sospecharse emulsiones en la muestra durante el proceso de centrifugacin, se hace necesario el uso de demulsificantes, con el fin de facilitar la separacin del agua y sedimentos.

Manipular los tubos centrfugos con pinzas al ser sometidos al bao de calentamiento, para evitar accidentes.

Manejar con sumo cuidado el baln de destilacin pues ste al someterlo al calentamiento puede ocasionar quemaduras.

Al realizar las pruebas es necesario considerar que el solvente utilizado sea verdaderamente efectivo y facilite la separacin del agua y sedimento.

Es importante realizar la centrifugacin de la muestra primero antes que la destilacin, para as seleccionar la trampa adecuada evitando cambios de la misma en el momento de la destilacin, vindose afectada de esta manera la exactitud de los resultados.

BIBLIOGRAFA

BARBERIL, E (1987). El Pozo Ilustrado, CEPET/PDVSA. Venezuela. MANUCCI V, Jess E. (1997). Caracterizacin de Yacimientos. PDVSA-CIED. Caracas, Venezuela Integrantes: Berdugo, Csar Cijn, Rodolfo Galdriz, Jos Galvis, Ricardo Juan Carrillo Burgos patoconda@hotmail.com Maturn; Junio del 2002