SEP S.E.I.T .G.E.S.T.

CATEDRÁTICO: ING.FRANCISCO BARRAGÁN OLIVEROS

CARRERA: ING. PETROLERA

TEMA:CAPITULO 1

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

PRESENTAN:CASTRO BENITEZ KENIA LIZETHGALLARDO LIRA VIVIANA ITZEL

LARA HERVERT DANIEL ALFONSORAMIREZ HERNANDEZ JESSICA G.

SALAZAR CASANOVA SAIRA Y.

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CERRO AZUL, VER.

Cerro Azul, Ver., /24Feb/ 2015

MATERIA:FLUJO MULTIFÁSICO EN TUBERÍAS

DEFINICIONES

FLUIDO:

Sustancia que se deforma constantemente cuando se somete a un esfuerzo cortante (por más pequeño que sea).

Aceite estabilizado: Aceite que ha sido sometido a un proceso de separación con el objeto de ajustar su presión de vapor y reducir su vaporización .

Aceite Residual: Es el liquido que permanece en la celda Pvt al terminar un proceso de separación en el laboratorio.

1.1 INTRODUCCION

Aceite en el tanque de almacenamiento: Es el líquido que resulta de la producción de hidrocarburos de un yacimiento a través del equipo superficial empleado para separar los componentes gaseosos.

Condiciones estándar: Las condiciones estándar son definidas por los reglamentos de los estados o países. En México se consideran de p=14.69 lb/abs y T= 60ª F.

Densidad relativa de un gas: Es el peso molecular de un gas entre el peso molecular del aire.

Encogimiento: Es la disminución de volumen que experimenta una fase liquida por efecto de la liberación del gas disuelto y por su contracción térmica.

Factor de Compresibilidad (Z). Se denomina también factor de desviación factor de supercompresibilidad . Es un factor que se introduce a la ley de los gases ideales para tomar en cuenta la desviación que experimenta un gas real con respecto aun gas ideal.

Factor de volumen de gas: Se define como el volumen de una masa de gas medido a presión y temperatura del yacimiento, dividido por el volumen de la misma masa de gas medido a condiciones estándar.

Factor de volumen de liquido: Es la relación del volumen del líquido medido a condiciones de yacimiento.

Fase: Es la parte de un sistema que difiere en sus propiedades intensivas, de la otra parte del sistema.

Gas disuelto: Es el conjunto de hidrocarburos que a condiciones atmosféricas constituyen un gas, pero que forman parte de la fase líquida a condiciones de yacimiento o de flujo.

Liberación de gas diferencial: Es el proceso de remoción de la fase gaseosa, de un sistema de hidrocarburos, a medida que se forma a condiciones de burbujeo.

Liberación de gas instantánea: Es el proceso en que el gas se forma del liquido, al reducirse la presión, manteniéndose constante la composición total del sistema.

Mole: Es el peso molecular de cualquier sustancia.

Presión de vapor: Es la presión que ejerce el vapor de una sustancia cuando esta y el vapor están en equilibrio.

Relación Gas-Aceite: Son los pies cúbicos de gas disuelto en el aceite a ciertas condiciones de presión y temperatura.

DENSIDAD RELATIVA DEL GAS

En los cálculos de las propiedades de los fluidos, se utilizan tres tipos de densidades relativas del gas, por lo que es conveniente distinguirlas. 1. Densidad relativa del gas producido

Donde: n= es el número de etapas de separación= es la densidad relativa del gas en la salida del separador i.= es el gasto de gas a la salida del separador i (a c.s / día).

1.2 PROPIEDADES DEL GAS NATURAL

2. Densidad relativa del gas disuelto.

Puede obtenerse con la correlación de Katz.

= 0.25+0.02° API + x (0.6874-3.5864° API)

El gas que primero se libera es le metano(= 0.55). Al declinar la presión se vaporizan los hidrocarburos con mayor peso molecular. 3. Densidad relativa del gas libre.

Puede obtenerse de un balance másico.

= +

 

= (R () () ( lb/ a c.s / / / a c.s) x 0.0764 ( a c. s)

=0.0764

= (R-) () () x

( lb/ a c.s / / / a c.s) 0.0764 ( a c. s )

= 0.0764(R-)

FACTOR DE VOLUMEN DEL GAS

DENSIDAD DEL GAS LIBRE

La densidad del gas libre está dada por la siguiente expresión:

= (1.10)

Sustituyendo la Ec. (1.9) en Ec. (1.10)

=

 

VISCOSIDAD DEL GAS

La viscosidad del gas se obtiene con la correlación de Lee.

= K x exp (X ( / 62.428

Y=2.4 – 0.2 XX= 3.5+ + 0.2897

1.3.1 PROPIEDADES DEL ACEITE SATURADO

Esta correlación establece las relaciones empíricas observadas entre la presión de saturación y el factor de volumen el aceite, en función de la razón gas disuelto-aceite producidos, la presión y la temperatura. La correlación se estableció para aceites y gases producidos en california y para otros sistemas de crudo de bajo encogimiento, simulando una separación instantánea en dos etapas a 100º F. La primera etapa se realizo a una presión atmosférica.Debe entenderse que la densidad de aceite producido en el tanque de almacenamiento dependerá de las condiciones de separación (etapas, presiones y temperaturas). Mientras mas etapas de separación sean, el aceite será mas ligero (mayor densidad API)

La presión del aceite saturado se correlaciona en la siguiente forma:

Por lo que despejando la relación gas disuelto-aceite () de la ecuación anterior se tiene:

El factor de volumen del aceite fue correlacionada con la relación gas disuelto-aceite, la temperatura, la densidad relativa del gas y la densidad del aceite. Se obtuvo la siguiente expresión:

 

1.3.2 Correlación de Vázquez

Los valores de los coeficientes son:

La expresión que se obtuvo para determinar el factor de volumen es:

Los valores de los coeficientes son:

La correlación para determinar se afino dividiendo los datos en dos grupos, de acuerdo con la densidad del aceite. Se obtuvo la siguiente ecuación:

1.3.3 Correlación de Oistein

Esta correlación fue establecida utilizando muestras de aceite producido en el mar del norte, donde predominan los aceites de tipo volátil.Los valores de y se obtienen de la forma siguiente:

Donde: a= 0.130. para aceites volátiles. a= 0.172. para aceites negros.Para lograr un mejor ajuste, se puede variar el valor del exponente a.

La correlación de lasater se basa en 158 mediciones experimentales de la presión en el punto de burbujeo de 137 sistemas independientes, producidos en Canadá, en el centro y oeste de los estados unidos y América del sur. El error promedio en la representación algebraica es del 3.8% y el máximo error encontrado es del 14.7%Las ecuaciones siguientes corresponden a la correlación de lasater para un aceite saturado:

1.3.4 Correlación de J.A. Lasater

Donde es el factor de la presión en el punto de burbujeo, el cual fue relacionado con la fracción molar del gas (), a cuya curva resultante le fue ajustada la siguiente ecuación:

La fracción molar del gas se calcula con la siguiente expresión:

El peso molecular del aceite en el tanque () se correlaciono con los ºAPI del aceite en el tanque de almacenamiento, a cuya curva se le ajustaron las siguientes expresiones:

La expresión para determinar se obtuvo a partir de la Ec.

A la fracción molar del gas en función de se le ajusto la siguiente ecuación:

Recientemente se publico un articulo, en el que se presenta una correlación para calcular la relación gas-aceite del aceite contenido en el tanque de almacenamiento.

La densidad del aceite saturado, se calcula con la siguiente expresión:

1.3.5 Densidad del aceite saturado

La viscosidad del aceite saturado se puede calcular de la manera siguiente:

1.3.6 Viscosidad del aceite saturado

1.3.7 Tensión superficial del aceite saturado

La tensión superficial del aceite saturado, se puede determinar con la siguiente expresión.

o = (42.4 – 0.047 T – 0.267 °API exp (-0.007p)Ơ

1.4.1 Compresibilidad del aceite bajo saturado

La ecuación siguiente sirve para determinar la compresibilidad del aceite bajo saturado:

Co = (C1 + C2 Rs + C3T + C4 ygs + C5 °API)/C6 p

Donde:C1 = -1433, C2 = 5, C3 = 17.2, C4 = -1180, C5 = 12.61, C6 = 105

1.4.2 Densidad del aceite bajo saturadoLa densidad del aceite bajosaturado esta dada por la siguiente expresión

Ǫo = Ǫob exp (Co (p – pb))

1.4 PROPIEDADES DEL ACEITE BAJO SATURADO

1.4.3 Viscosidad del aceite bajosaturadoLa viscosidad del aceite bajosaturado se obtiene de la siguiente

maneraµo = µob (p/pb)m

m = C1 pc2 exp (C3 + C4 p)

donde:C1 =2.6, C2 = 1.187, C3= -11.513, C4=-8.98 x 10-5

1.4.4 Factor de volumen del aceite bajosaturadoPara el aceite bajosaturado se tiene la ecuación

Bo = Bob exp (-Co (p – pb)

1.4.5 Correlaciones para obtener la presión en el punto de burbujeo

El primer paso para obtener las propiedades del aceite bajosaturado es la determinación de la presión de saturación del aceite.

Por lo general presión de saturación del agua se considera igual a la presión de saturación del aceite.

También se puede usar la relación de solubilidad del aceite como parámetro para saber si el aceite esta saturado o bajosaturado, tomando en cuenta que Rs ≤ R cuando el aceite esta saturado

1.5 PROPIEDADES DEL AGUA SATURADA

1.5.1 Factor de volumen de agua saturadaEl factor de volumen del agua se puede calcular con la siguiente ecuación:

Bw = 1.0 + 1.2 x 10¯ ( T – 60) + 1.0 x 10¯

( T – 60 )- 3.33 x 10

4 6

6

1.5.2 Densidad del agua saturadaLa densidad del agua saturada puede obtenerse con la siguiente expresión:

1.5.3 Viscosidad del agua saturada

La viscosidad del agua saturada es función del porcentaje de NaCl que contenga, y esta dada por:

Donde: A = -0.04518 + 0.009313 (% NaCl) – 0.000393B= 70.634 + 0.09576 (% NaCl)²

1.5.4 Tensión superficial agua – gasLa tensión superficial agua – gas se calcula con las siguientes expresiones:

σw = (280 – T) (σw2 – σw1) + σw1

σw1 = 52.5 – 0.006pσw2 = 76 exp (-0.00025 p)

1.5.5 Solubilidad del gas en el aguaLa Rsw se calcula de la siguiente manera:P’ = 1 – exp ( -p/2276)T‘ = 5 ( T – 32 )

T‘= T‘ - 32

S = P’ (A + BT‘ + CT’² + DT'³

206

9

1.6 Propiedades del agua bajo saturada

1.6.1 Compresibilidad del agua bajo saturadaSe puede determinar de la siguiente manera:

Cw = (A + BT + CT²) 10¯ F'6

A = 3.8546 – 0.000134p

B = -0.01052 + 4.77 x 10¯

C = 3.9267 X 10 ¯ - 8.8 X 10¯ P

F’= 1 + 8.9 X 10 ¯³ Rsw

F’ Es el factor de corrección por presencia de gas en solución

7

5 10

La densidad del agua bajosaturada se determina con la ecuación:

1.6.3 factor de volumen del agua bajosaturada

El factor de volumen del agua bajosaturada está dado por la siguiente expresión:

Bw = Bwb exp ( - Cw (p – pb))

1.6 PROPIEDADES DEL AGUA BAJO SATURADA

Durante la producción de un yacimiento se presentan dos procesos de separación: Diferencial e Instantánea • Diferencial: Esta definida como un proceso en el que cada nivel de

presión de le extrae gas liberado.• Instantánea: Se conserva todo el gas liberado a cada nivel de presión.

Cuando la saturación de gas en el yacimiento alcanza la saturación critica, el gas comienza a fluir y es removido del yacimiento, presentándose una liberación diferencial. Sin embargo, gran parte del gas permanece en el yacimiento cuando la presión baja, lo que corresponde a una liberación instantánea.

1.7 AJUSTES PVT RELACIONADOS CON LAS CONDICIONES DE SEPARACIÓN..

El proceso de liberación en el yacimiento se simula en el laboratorio con una liberación diferencial y la liberación instantánea se simula en el laboratorio con pruebas en separadores.

En el laboratorio la liberación diferencial consiste en una serie de 10 a 15 liberaciones instantáneas. Una serie infinita de liberaciones instantáneas es el equivalente de una verdadera liberación diferencial.

La curva de burbujeo tiene un valor de 1.0 en el punto de burbujeo y valores menores para presiones bajas. Describe el volumen de un barril original de aceite en el yacimiento cuando la presión declina, y no lo relaciona con el barril a condiciones de tanque.