SATURACION DE FLUIDOS SATURACION DE FLUIDOS

METODOS DE SATURACIÓN DE FLUIDOS

BASICOS CONCEPTOS DE LA ACUMULACIÓN DE HIDROCARBUROS Y DEFINICIÒN

• Metodo de retorta.

• Extracción por destilación Dean Stark.

• Presión retenida.

• Analisis con esponja.

• Shale productiva.

• Muestras de carbón.

• Núcleos con alto contenido de yeso.

Inicialmente el agua llenó el 100% del espacio poroso.

Los hidrocarburos migraron y se metieron en las trampas.

Los hidrocarburos se distribuyeron por fuerzas capilares.

Finalmente queda agua connata remanente en la zona de hidrocarburos.

Conceptos básicos sobre la acumulación de HC

Definición de saturación

Se denomina Saturación a la fracción del espacio poroso ocupado por el fluido. Así, en general: Saturación de fluido = volumen de fluido/ Espacio poroso en la roca

METODOS EMPLEADOS PARA LA SATURACIÓN DE FLUIDOS

Aproximación directa: Todos aquellos métodos que involucran estudios de núcleos

Método de retorta:

Proceso:

1.Se calienta un pequeña muestra de roca.2. El aceite y el agua se evaporizan, así que se condensan y

son recogidos en un recipiente.3. Se miden los volúmenes de aceite y agua recogidos.4. Se calcula.

Desventajas:

1.Se deben lograr unas temperaturas de 1000 a 1100 °F, para evaporizar el aceite, así que el agua de cristalización de la formación se evaporiza causando un aumento en la saturación del agua.2.A altas temperaturas el aceite sufre cracking and coke (cambio en las moléculas de los hidrocarburos (liquido se pierde).3.Generalmente las muestras se arruinan.

Ventajas:

1. Prueba de corto tiempo.2. Datos aceptables.3. La perdida de granos no afecta la saturación.

Esquema Básico del Equipo

Método de extracción por destilación (Dean Stark)Método de extracción por destilación (Dean Stark)

PROCEDIMIENTO:

• Se pesa la muestra que va a ser extraída.

•  Se aplica calor al sistema causando que el agua del núcleo se evaporice.

•   El agua se condensa se recoge en un recipiente graduado, El solvente vaporizado también se condensa, remoja la muestra y extrae el aceite.

•   La muestra se seca al horno y se pesa. . El contenido de aceite es determinado por diferencia gravimétrica.

Dispositivo de destilación Dean Stark

Desventajas:.

• El aceite puede contener sustancias cancerígenos y este puede ser inflamable.

• El tolueno es moderadamente tóxico. Este posee propiedades irritantes y es altamente inflamable.

• El proceso es lento

• El volumen de aceite debe ser calculado.

• Si no se conoce la verdadera densidad del aceite, se introduce un error en el cálculo de saturación de aceite porque se debe suponer un valor para la densidad del aceite.

Ventajas:

• Las determinaciones del volumen de agua por lo general son bastante exactas.

•Generalmente, la muestra no se daña y puede utilizarse para pruebas adicionales.

•Se utilizan temperaturas relativamente bajas [212ºF (100ºC)]; por lo tanto, se remueve poco o nada de las aguas de hidróxilo en la arcilla.

• El procedimiento es sencillo y requiere poca atención durante la destilación.

Análisis de núcleos con presión retenida

El objetivo es determinar datos de saturación minimizando la expulsión de fluidos durante la recuperación de barril evitando la disminución de presión del fondo del hueco a condiciones de superficie.

Además, el barril está diseñado para mantener la presión predeterminada durante la recuperación con una provisión de presión que compensa la pérdida de presión debido a una temperatura menor en la superficie.

Proceso:

Los núcleos se mantienen congelados con hielo seco hasta que se inicia el análisis de laboratorio.

La muestra congelada se coloca en un cilindro metálico con una malla fina en el fondo, se pesa rápidamente y se coloca en el sistema de recolección de gas.

•       Se ensambla inmediatamente el sistema y se evacua durante 45 segundos para retirar el aire sin sacar el gas de la muestra. Se permite la descongelación.

• El agua y el petróleo que salen por causa del gas en movimiento se recogen en un tubo graduado.

•Se retiran de la celda la muestra se pesan y se colocan en un aparato de destilación que se ha preparado con anterioridad.

• Luego se practica el proceso de destilación y calcula volumen del aceite teniendo en cuenta el valor de densidad.

Desventajas

a. El corazonamiento con presión retenida es una operación costosa, meticulosa y toma su tiempo realizarlo.

b.  Se debe ubicar un laboratorio que incluya los equipos especiales necesarios y supervisores expertos tan cerca al pozo como sea posible dado que puede ser difícil transportar con seguridad un núcleo congelado por grandes distancias.

Ventajas

a.  Las relaciones de gas – petróleo, cuando se promedian en un intervalo, han concordado favorablemente con las mediciones de producción.

b. La gravedad del petróleo puede determinarse por cada pie en todo el intervalo de la muestra para así determinar si esta gravedad cambia de acuerdo con la profundidad. Los cambios de gravedad deben ser apreciables para ser observados por este método.

ANÁLISIS CON ESPONJA

PROCESO:

•En esta técnica la muestra entra en una manga hecha con esponja de Poliuretano o de celulosa / poliuretano

•los gases en expansión desplazan a medida que asciende, el crudo que se captura en la esponja

•La esponja se satura con salmuera, (compatible con la que existe en la formación). O con aceite mineral para el caso de esponja mojada por agua.

•Cualquier cantidad de petróleo que salga de la muestra va a desplazar el agua presente en la esponja y se distribuirá en una capa delgada sobre las paredes de los poros de la esponja.

• Debido a que el petróleo en la esponja se ha distribuido uniformemente en una capa delgada sobre la esponja mojada por aceite, la compresión mecánica de la esponja no constituye un buen método para tratar de recobrar el aceite que ha sido capturado allí.

•Se puede utilizar un instrumento de Resonancia Magnética Nuclear.

•Finalmente se aplica un proceso de extracción del aceite (soxhlet) y se calcula el valor de saturación.

Ventajas

•El corazón de esponja es una alternativa menos costosa al método de presión retenida

•La cantidad de aceite (o de agua) capturada en la esponja se agrega a la cantidad de aceite (o agua) que permanece en el corazón para obtener valores de saturación de aceite (o agua) más exactos.

Desventajas

•No se cuenta con la cantidad de gas del Núcleo (p retenida sí).

•Se trabaja o con esponja mojada con agua o aceite y no con las dos al tiempo.

"shale productora de petróleo” - rocas compuestas de partículas de tamaño que varía desde la arcilla hasta el limo y son potencialmente productoras de petróleo. El análisis de muestras tomadas de este tipo de formación pueden requerir un manejo especial debido a su baja permeabilidad, una posible presencia de agua densa y presencia potencial de orgánicos sólidos.

• Shale productiva.

Ventajas

•a. Todas las mediciones pueden realizarse sobre la misma muestra.

•b.  Los orgánicos sólidos no son representados en volúmenes de petróleo.

Desventajas

•a. Los volúmenes de petróleo son sensibles a las técnicas de secado.

•Se requieren largos tiempos de extracción debido a la baja permeabilidad de este tipo de material rocoso

ANÁLISIS DE CARBON

En el caso del carbón el fluido de principal importancia es el agua. La saturación de agua, o más bien, el contenido de humedad es una propiedad fundamental del carbón que debe determinarse con exactitud para evaluar un estrato de carbón apropiadamente

Equipo:

•Triturador

•Matriz.

•Recipientes de secado

•Horno para el secado

•Balanza

PROCESO:

1. Se procede a triturar una muestra de carbón, La muestra se hace pasar por un tamiz

2. Se pesa la muestra (se necesitan mínimo 500 gramos).

3. Se introduce en el horno (1 hora) y se deja enfriar, se registra el peso y se repite el mismo proceso en intervalos de media hora hasta que el peso disminuya solo un 0.05%

Ventajas

• La ventaja principal de este método es su simplicidad.

• El procedimiento no requiere una inversión muy grande de capital en equipos especializados.

• Tampoco se necesita un entrenamiento especial para realizar las mediciones.

Desventajas

Algunas clases de carbón tienen la tendencia a oxidarse cuando se utiliza la técnica descrita, la oxidación añade peso y causará un peso seco muy alto.

CORAZONES QUE CONTIENEN YESO

Los corazones que contienen yeso (CaSO4.2H2O) a menudo provienen de formaciones de carbonato

Tales formaciones son generalmente heterogeneas, es decir en toda la muestra no presentan las mismas cantidades de yeso.

EQUIPO:

El mismo de retorta para temperaturas altas.

Un aparato de limpieza a baja temperatura ( saturador de presión) que haga que el solvente circule en ciclos al mismo tiempo por varias muestras.

GENERALIDADES

No se pueden tratar los núcleos con métodos como el de Dean Stark, pues deshidrataria la muestra.

Es un proceso cualitativo ( de ajuste a causa de la heterogeneidad).

Utiliza otro tipo de solventes en el aparato Dean Stark ( acetona, coclohexano, metanol)

PROCESO:

Las muestras se colocan en la vasija de presión por aire haciendo circular la mezcla de adentro hacia fuera, con el fin de extraer el agua y el aceite de la muestra.

1. Se espera 24 horas y se revisa fluorescencia, si hay presencia de hidrocarburos inicia el proceso nuevamente.

2. Se colocan las muestras al horno (49ºC) se espera 24 horas para que se seque y no quede mezcla.

3. Se pesa, se calcula la porosidad.

4. Aplicamos el método de retorta y se pesa y calcula porosidad nuevamente, comparamos porosidades e identificamos zonas con alto contenido de yeso.

5. Determinamos la cantidad de yeso, la porosidad de la muestra y hallamos la saturación de oil con el volumen recogido

APROXIMACIÓN INDIRECTA

Consiste en analizar otras propiedades petrofísicas de la roca que puede estar relacionada a la saturación de fluido, y a partir de las relaciones existentes con esta propiedad calcular las saturación de fluidos del yacimiento.

Algunos de estos procesos son:

•Electric logs•Analisis de presiones capilares.

BIBLIOGRAFÍA

TIAP Djebbar y DONALDSON Erle, PETROPHYCS, Segunda Edición, Ed Elsevier, capitulo 1. Petrophysics. Peter, University of Texas ”NORMAS API, Petrofísica