DIAGRAMAS TERNARIOS

Una forma fcil de representar la composicin de un crudo es a travs de un diagrama pseudoternario, ya que un fluido en un yacimiento es una mezcla multicomponente de cientos de diferentes compuesto hidrocarburos y no hidrocarburos

La convencin usual es graficar el componente liviano en la cima y el componente pesado en la parte baja izquierda. La composicin es usualmente graficada en trminos de fraccin molar o porcentaje molar.El metano es el componente ms liviano y se grafica en la cima. La lnea de punto de roco yace sobre la parte superior de la envolvente de saturacin y la lnea de punto de burbuja yace a lo largo de la parte inferior. Las lneas de equilibrio son rectas pero no horizontales, ya que son determinadas experimentalmente.

Fuente: http://saber.ucv.ve/jspui/bitstream/123456789/686/1/Trabajo%20Especial%20de%20Grado%20Rosa%20Landez%20y%20El%C3%ADas%20Medina.pdf

El comportamiento de fases de las mezclas crudo-CO2 puede ser complejo dependiendo de la temperatura. A bajas temperaturas, aproximadamente menores que 115 a 120 F, el sistema crudo-CO2 presenta algunas mezclas separndose en una fase vapor y una fase lquida, mientras otras se separan en dos fases lquidas coexistentes, en tanto que, en un pequeo rango de presin y composicin tres fases coexisten: dos lquidos y un gas. Adicionalmente con algunos petrleos una pequea cantidad de asfltenos puede precipitar en cierto rango de presin y composicin. No obstante. Cuando la temperatura es alta, mayor que aproximadamente 120F, el comportamiento de las fases crudo- CO2 solamente muestra una fase vapor y una fase lquida, coexistiendo en cierto rango de presin y composicin. Cuando este es el caso, la miscibilidad dinmica se puede alcanzar a travs del mecanismo de empuje por gas vaporizante.

Usos de los diagramas ternarios en la inyeccin de solventesPrisipales objetivos: Los solventes se inyectan en el yacimiento para desplazar el petrleo. La inyeccin de solventes se puede realizar bajo los siguientes esquemas: Desplazamiento miscible (1-Fase). Desplazamiento inmiscible (2-Fases).

Gases: nitrgeno, gas de combustin, metano, dixido de carbono. Solventes lquidos: gas licuado del petrleo (LPG), alcoholes orgnicos.Los principales medios para recobrar crudo es a travs de la extraccin o transferencia de masa. A su ves tambin existen varios modos de inyectar el solventro en el yacimiento: (Inyeccin continua, WAG, etc)

fuente: diagramas ternarios, Profesor Manuel Cabarcas

Representacin del comportamiento de fases hidrocarburos- CO2

Fuente: ri.bib.udo.edu.ve/bitstream/123456789/.../1/46-TESIS.IP011.M503.pdf

La figura 2.13 muestra un diagrama seudo ternario conceptual representando el comportamiento de fases de mezclas de CO2 e hidrocarburos a altas temperaturas. Este diagrama contiene todas las composiciones de todas las mezclas posibles de CO2, C5-C30 y C31+, para condiciones de presin y temperatura especificadas. Cada vrtice del triangulo representa el 100 % de cada seudo componente, as el vrtice rotulado 100%CO2 corresponde a dixido de carbono puro; anlogamente, los vrtices rotulados 100% C5-C30 y 100% C31+ corresponden a fluidos constituidos solamente por C5-C30 y C31+ respectivamente. Las bases opuestas a cada vrtice representan O % del seudo componente correspondiente al vrtice en cuestin, y las composiciones de las mezclas de los 3 seudo componentes estn representadas por puntos situados a distancias apropiadas desde las bases del tringulo. Por ejemplo, el petrleo de yacimiento representado por el punto P, de la figura 2.13, est compuesto por 50 % del seudo componente C5-C30, 50 % del seudo componente C31+, y O % de CO2 (las lneas punteadas indican dichas composiciones).

fuente: diagramas ternarios, Profesor Manuel Cabarcas

Existe una regin donde las dos fases, vapor y lquido, coexisten. Dicha regin est limitada por las lneas de punto de burbujeo y punto de roco, las cuales, se unen en el punto crtico, en el cual, las propiedades y composiciones intensivas del gas y del lquido en equilibrio son iguales. Cualquier mezcla cuya composicin esta situada dentro de la regin de dos fases se encuentra en estado bifsico. Por ejemplo, la mezcla de composicin M, de la figura 2.13, se separa en una fase lquida de composicin L y una fase vapor de composicin V. La lnea discontnua que une la composicin del lquido (L) y del vapor (V) en equilibrio, se denomina lnea de enlace (tieline). Fuera de la regin bifsica cualquier mezcla de los tres seudo componentes se encuentra en estado monofsico. Finalmente la lnea discontnua que pasa a travs del punto crtico se denomina lnea de enlace limitante.Un aspecto importante de los diagramas ternarios, o en este caso, seudo ternarios, es que la lnea que une las composiciones de dos fluidos, representa todas las composiciones de las mezclas de dichos fluidos. Por ejemplo, si en la figura 2.13, se trazase una lnea desde el punto P hasta el vrtice correspondiente al CO2, sobre esta lnea estaran situadas todas las composiciones de las mezclas de CO2 y de petrleo de yacimiento de composicin correspondiente al punto P. Adicionalmente, de esa manera se puede observar si los fluidos en cuestin son miscibles al primer contacto o no. Siguiendo con el mismo ejemplo, el CO2 y el petrleo de yacimiento representado por el punto P no son miscibles al primer contacto, ya que la lnea que los une cruza la regin bifsica.

Mecanismo de empuje por gas vaporizarteEl CO2 no es miscible al primer contacto con el petrleo de yacimiento representado por el punto P de la figura 2.13. Aunque el diagrama seudo ternario de dicha figura es nicamente conceptual, este generalmente es el caso para las condiciones comnmente encontradas en los yacimientos. No obstante, aun en estas circunstancias se puede alcanzar miscibilidad a travs de la vaporizacin en sitio de hidrocarburos de la fraccin C5-C30 del crudo en el CO2, para crear una zona de transicin miscible. Inicialmente el CO2 desplaza inmisciblemente el petrleo de yacimiento lejos del pozo dejando una porcin de este detrs del frente de CO2, ya que ambos fluidos son inmiscibles, como se vio en la seccin anterior. Asumiendo que las proporciones relativas de CO2 y de petrleo no desplazado, despus de este primer contacto, son tales que, la composicin total es representada por el punto M1 de la figura 2.14, entonces, de acuerdo a la lnea de enlace (tie line) que pasa a travs de M1, coexisten en equilibrio el lquido L1 y el vapor V1 detrs del frente de CO2.

fuente: diagramas ternarios, Profesor Manuel Cabarcas

A medida que contina la inyeccin, el CO2 desplaza el vapor V1 ms adentro en el yacimiento y este ltimo contacta petrleo no alterado, mientras el lquido L1 es dejado atrs como una saturacin residual. Como resultado del segundo contacto, esta vez entre el gas V1 y petrleo no alterado P, resulta una nueva composicin total M2, la cual se encuentra en estado bifsico, con lquido L2 y vapor V2 en equilibrio. La inyeccin de volmenes adicionales de CO2 desplaza el gas V2 adelante del frente contactando ms petrleo no alterado y entonces el proceso se repite. De esta manera la composicin del gas frente de desplazamiento es enriquecida progresivamente a lo largo de la curva de punto de roco, hasta que alcanza la composicin del punto crtico C, como lo muestran la sucesin de puntos V1, V2 y V3, de la figura 2.14.Finalmente puesto que el fluido del punto crtico es directamente miscible con el petrleo de yacimiento P, como se puede verificar en figura 2.14, si se traza una lnea que una dichos fluidos (esta se encuentra enteramente regin monofsica), entonces se alcanza as la miscibilidad.Cada esquina de este diagrama pseudoternario representa el componente puro (100%), La esquina superior representa 100 % molar de la fraccin liviana del crudo, compuesta en su mayora por metano C1 incluyendo N2, mientras que la esquina inferior derecha representa 100 % molar de la fraccin intermedia del crudo, compuesta desde etano hasta hexano (incluyendo el CO2 y H2S). Similarmente la esquina inferior izquierda representa la fraccin pesada del crudo compuesta desde el heptano y componentes de mayor peso molecular.Todas las mezclas binarias se representan en lneas que conectan dos esquinas. Cualquier punto dentro del diagrama representa una mezcla de tres componentes, por ejemplo, el punto M y su composicin es determinada por su posicin en relacin a las esquinas. Cuando dos fluidos de diferentes composiciones son mezclados, el resultado est expresado por una lnea que conecta a ambos fluidos, la cual es llamada de dilucin o lnea operativa y su posicin puede ser determinada por una regla de nivel.