PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DE YACIMIENTO

CARACTERIZACIN DE FRACCIONES PESADAS

ING. JULIO CSAR PREZ ANGULOPROP. DE LOS FLUIDOS DE YACIMIENTOESCUELA DE INGENIERIA DE PETRLEOSUNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

MARTA MADERA GONZALEZ JAIME ATUESTA BALLEN

PRINCIPALES FRACCIONES DEL CRUDO

Fraccin C7+Destilacin TBPEs usada para caracterizar el crudo con respecto a los puntos de ebullicin de cada componente.

En stas pruebas, el crudo se destila y la temperatura del vapor condensado y el volumen del lquido formado son registrados.

Imagen 2Fraccin pesada C7+La fraccin remanente del fluido que contiene los heptanos (C7) y el resto de los hidrocarburos mas pesados se reporta comnmente con su peso molecular (MW) y gravedad especifica medidos en el laboratorio. Esta fraccin remanente es conocida como la fraccin pesada o la fraccin C7+

Imagen 3 Imagen 4Caracterizacin de las fracciones pesadasSe emplean anlisis por destilacin y cromatografa para la caracterizacin de la fraccin pesada y sus cortes. Con ellos se estiman propiedades tales como peso molecular, gravedad especfica y puntos de ebullicin normal para cada corte.

Imagen 5Imagen 6Caracterizacin de las fracciones pesadasEl objetivo de la caracterizacin C7+ es obtener una descripcin de los componentes pesados no definidos usando pseudocomponentes de modo que los datos PVT experimentales se igualen con la caracterizacin precedida por EOS.Conceptos bsicos necesarios en la caracterizacin del C7+Se deben tener claros ciertos conceptos que se usarn durante el proceso de caracterizacin de las fraccines pesadas, luego de ello se muestran los diferentes modelos, que usando stos conceptos dan como resultado la caracterizacin de las fracciones pesadas del petrleo.Es aquel lmite para el cual el volumen de un lquido es igual al de una masa igual de vapor o, dicho de otro modo, en el cual las densidades del lquido y del vapor son iguales.Es aquella temperatura en la cual la presin de vapor del lquido iguala a la presin de vapor del medio en el que se encuentra. Coloquialmente, se dice que es la temperatura a la cual la materia cambia del estado lquido al estado gaseoso.PUNTO CRTICO PUNTO DE EBULLICIN TEMPERATURA CRTICAEs latemperatura lmite por encima de la cual un gasmiscibleno puede serlicuado por compresin. Por encima de esta temperatura no es posible condesar un gas aumentando lapresin.PRESIN CRTICAEs la mnima presin que se debe aplicar para llevar a cabo la licuefaccin a la temperatura crtica.FACTOR DE COMPRESIBILIDADEs la razn del volumen molar de un gas con relacin al volumen molar de un gas ideal a la misma temperatura y presin.PESO MOLECULAREs la suma de los pesos atmicos que entran en la frmula molecular de un compuesto.FACTOR ACNTRICOSe define como un parmetro necesario para calcular el factor de compresibilidad de un gas, ste mide la desviacin en la presin de vapor de un compuesto, respecto a gases nobles.GRAVEDAD ESPECFICAEs una comparacin de ladensidadde una sustancia con la densidad del agua.GOREs la proporcin de petrleo y gas obtenida en un pozo productor bajo condiciones de presin y temperatura dada.GOR = (vol gas / vol hidrocarburos) * 100

Correlacin Riazi-DaubertCorrelacin de dos parmetros que predicen las propiedades fsicas de los componentes que integran la fraccin pesada.1Tabla 1 Constantes para la ecuacin de Riazi-DaubertCorrelacin de Kesler-LeeSe usa para estimar la temperatura crtica, presin crtica y el factor acntrico de los componentes de la fraccin pesadaMtodos basados en la determinacin del PNAMtodo de Peng-Robinson(1)

(2)

(3)(4)(5)

(6)

(7)(8)

(9)

(10)(11)(12)

(13)

(14)(15)

(16)

(17)(18)(19)

(20)

(21)(22)Mtodo de BergmanMtodo de BergmanPaso 2. Con la estimacin del contenido de aromticos, las fracciones en peso de los cortes parafnicos y naftnicos se calculan resolviendo el siguiente sistema de ecuaciones lineales:WP + WN = 1- WA Mtodo de BergmanEstas gravedades se calculan a partir de las siguientes relaciones:

p = 0.582486+0.00069481(Tb460)0.7572818(10-6)(Tb460)2 + 0.3207736(10-9)(Tb-460)3

N = 0.694208+0.000490926(Tb-460)-0.6597746(10-6)(Tb-460)2+0.330966(10-9)(Tb-460)3

A= 0.916103-0.000250418(Tb-460)+0.357067(10-6)(Tb-460)2-0.166318(10-9)(Tb-460)3Mtodo de BergmanPaso 3. Calcular la temperatura crtica, la presin crtica y factor acntrico de cada corte a partir de las siguientes expresiones:Parafinas

(Tc)P = 275.23+1.2061(Tb-460)-0.00032984(Tb-460)2

(Pc )= 573.011-1.13707(Tb-460)+0..00131625(Tb-460)2-0.85103(10-6)(Tb-460)3

()P = 0.14+0.0009(Tb-460)+0.233(10-6)(Tb-460)2

Naftenos

(Tc)N = 156.8906+2.6077(Tb-460)-0.003801(Tb-460)2+0.2544(10-5)(Tb-460)3

(Pc)N = 726.414 1.3275(Tb-460)+0.9846(10-3)(Tb-460)2-0.45169(10-6)(Tb-460)3

()N = ()P 0.075Mtodo de BergmanBergman asign los siguientes valores especiales de factor acntrico a los naftenos C8,C9 y C10.C8 : ()N = 0.26C9 : ()N = 0.27 C10 : ()N = 0.35- Aromticos(Tc)A = 289.535+1.7017(Tb-460)-0.0015843(Tb-460)2+0.82358(10-6) (Tb-460)3(Pc)A = 1184.514-3.44681(Pc)N =+0.0045312(Tb-460)2-0.23416(10-5) (Tb-460)3()A = ()P -0.1Mtodo de BergmanPaso 4. Calcular la presin y temperatura crtica y el factor acntrico de la fraccin no definida a partir de las siguientes relaciones:

Pc = Xp(Tc)P + XN(Tc)N + XA(Tc)A

Tc = Xp(Tc)P + XN(Tc)N + XA(Tc)A

()c = Xp()P + XN()N + XA()A

Whitson (1984) sugiri que los mtodos de PNA de Peng-Robinson y Bergman no se recomiendan para caracterizar fluidos de yacimientos que contienen fracciones ms pesadas de C20.MTODO DE ROWECALCULO DE LA TEMPERATURA CRTICA:Otros mtodos para caracterizar las fracciones pesadas de hidrocarburosCALCULO DE LA PRESIN CRTICA:MTODO DE ROWEMTODO DE ROWEMathews, Roland y Katz presentaron correlaciones grficas para determinar la presin y temperatura crtica de la fraccin "heptano-ms". Standing expres estas correlaciones grficas ms convenientemente en la siguiente forma matemtica:(Tc)C7+ = 608+364log[(M)C7+ - 71,2] + [2,450log(M)C7+ - 3,800]log()C7+

(Pc)C7+ = 1188-431log[(M)C7+ -61,1]+{2,319 852log[(M)C7+ - 53,7]}(()C7+ - 0,8)

Donde (M)C7+ y ()C7+ son el peso molecular y la gravedad especifica del C7+MTODO DE STANDINGEjemplo: Si el peso molecular y la gravedad especfica de la fraccin de heptano-ms son 216 y 0,8605, respectivamente, calcular la presin y temperatura crtica usando:

Correlaciones de Rowe.Correlaciones de Standing.Solucin

Solucin empleando la correlacin de RoweCampoCorrienteAPIVisc T1, cStT1, CVisc T2, cStT2, C%SVolumen Produccin, B/mesVolumen Produccin, KB/daCompaa OperadoraSistema de OleoductosRubialesRubiales12,33.883,00100,0368,00150,01,36150.8215,03Flamingo OilOAMCastilla Apiay Blend13,02.044,4640,0909,1850,02,24546.07718,20Ecopetrol ApiayJazminOmimex11,2339,2880,0111,50100,01,69339.57411,32OmimexOmimexNareOmimex11,8167,6480,063,15100,01,5938.6601,29OmimexOmimexChichimeneChichimene17,91,37128.6294,29ApiayTecaVelsquez12,01,50Velsquez 26-CIBCRUDOS PESADOS EN COLOMBIA Y SUS CARACTERSTICAS MS RELEVANTESImagen 1. Obtenido de http://5-quimiks.blogspot.com/2008/04/qu-es-el-petrleo-el-petrleo-o-tambin.html

Imagen 2. torre de destilacin fraccionada del petrleo, Obtenido de http://www.lubetek-spectrol.com/2013/06/18/proceso-de-destilaci%C3%B3n-del-petr%C3%B3leo-las-refiner%C3%ADas/

Imagen 3. Crudo pesado, Obtenido de http://www.slb.com/resources/ publications/industryarticles/oilfield_review/2006/or2006sum03_highlighting_heavyoil.aspx

Imagen 4. Crudo pesado, Obtenido de http://www.agenciadenoticias.unal. edu.co/ndetalle/article/expertos-en-crudos-pesados-se-forman-en-la-un.html

Imagen 5. Cromatgrafo, Obtenido de http://www.ecopetrol.com.co/ especiales/RevistaInnova4ed/idi3.htm

Imagen 6. Cromatgrafo, Obtenido de http://www.imp.mx/comunicacion/ gaceta/?imp=nota&nota=091029-1espReferencias de imgenes

http://intellectum.unisabana.edu.co:8080/jspui/bitstream/10818/7653/1/123789.pdf

http://prezi.com/9tcyu0wxoeya/reservas-no-convencionales-crudos-pesados-y-extrapesados/

https://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/spanish02/win02/p32_55.pdf

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URBINA P. Rafael J., Tesis de grado Impacto de la caracterizacin de la fraccin c7+ sobre las predicciones del comportamiento de fase y estimaciones de produccin, Caracas 2007

VEGA MORENO Sandra Milena, Anlisis y desarrollo de modelos de fluidos asociados a la simulacin numrica de procesos de combustin in situ, Bucaramanga, 2012

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