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Copy of Universidad Nacional Autónoma de México

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Meyvi De la cruz Arias

on 2 November 2013

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONÓMA DE MÉXICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

“CONSISTENCIA DE EXPERIMENTOS PVT”


TESIS PROFESIONAL
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO PETROLERO
PRESENTA:

DE LA CRUZ ARIAS MEYVI LEYVI


DIRECTOR:
ING. HECTOR ERICK GALLARDO FERRERA

MÉXICO, D.F. CIUDAD UNIVERSITARIA, 2013.

"Fundamentos del comportamiento de fases de los hidrocarburos"

Capítulo 2
"Propiedades PVT de los hidrocarburos"
Capítulo 3
"Experimentos PVT convencionales"
Capítulo 4
"Métodos de validación de estudios PVT"
Capítulo 5
"Corrección del comportamiento de un diagrama de fases construido mediante una Ecuación de Estado cúbica"
Conclusiones y Recomendaciones
PROPIEDADES DEL GAS NATURAL
Factor de desviación Z
Factor de volumen del gas
Densidad del gas
Coeficiente de compresibilidad isotérmico del gas
Viscosidad del gas
Propiedades del aceite
Factor de volumen del aceite
Relación de solubilidad del gas en el aceite
Coeficiente de compresibilidad isotérmico del aceite
Viscosidad del aceite
Factor de volumen de la mezcla
Densidad del aceite
Propiedades del agua de formación
Son afectadas por la temperatura, presión y cantidad de gas en solución y sólidos disueltos, pero en menor cantidad, por lo cual se asume que su comportamiento volumétrico no es afectado por la liberación de gas disuelto, por lo que se asume como fluido incompresible, debido a que los valores típicos del factor de volumen suelen ser próximas a la unidad en prácticamente todos los casos.
El ingeniero petrolero trabaja con aceite, gas y agua. Por lo que conocer sus propiedades PVT a diferentes condiciones termodinamicas es indispensable.
MÉTODO DE BASHBUSH

El método presentado por Bashbush (1981) consiste en efectuar un balance de materia (molar), para cuantificar las moles de gas extraído, de gas en la celda, y de líquido en cada etapa del experimento de laboratorio de agotamiento a volumen constante. Con lo que es posible calcular los valores de las constantes de equilibrio, k, a diferentes presiones.

La información utilizada es la siguiente :
-Composición inicial del fluido
-Composición del fluido producido para cada etapa de presión
-Factor de desviación “Z” del gas
-Cantidad de gas desplazado (% Mol) en cada etapa
-Volumen en la fase liquida en la celda PVT
-El procedimiento es aplicado para gas y condensado y para aceite volátil, para aceite volátil es necesario conocer el peso molecular, del fluido original y la densidad a la presión de saturación.


Método de Whitson y Torp
Parte del principio de conservación de la materia para determinar el volumen que ocuparía una mol de hidrocarburos a condiciones de saturación, y determinar la composición de la mezcla contenida en la celda mediante el balance realizado con la composición del gas extraído a cada etapa, pudiendo validar la información obtenida mediante los experimentos AVC mediante el comportamiento gráfico de las constantes de equilibrio.

Los parámetros que pueden ser obtenidos mediante el método de Whitson y Torp son:
Composición del líquido en cada etapa del experimento;
Comportamiento de K;
Densidades del líquido y vapor;
Peso molecular de la fracción C7+ en la fase líquida; y
Peso molecular promedio para el sistema de dos fases.

Consistencia de los Datos Experimentales
Las curvas obtenidas al graficar los valores del logaritmo de k de cada uno de los componentes contra la presión para cada una de las etapas de agotamiento, para una primera validación de los experimentos PVT de AVC debe cumplir los siguientes requisitos:
1.- No deben cruzarse entre sí;
2.- Deben acomodarse en orden ascendente de acuerdo al peso molecular de cada componente, ubicándose en la parte superior el componente más ligero; y
3.- Deben mostrar una tendencia suave.




Capítulo 1
El comportamiento de fase de diversos sistemas de hidrocarburos se puede explicar mediante el uso de diagramas de fase, dado que son la mejor base para el estudio de estos.
Introducción
Fig.1 Diagrama P-T de una mezcla de 0.9683%mol de etano y 0.0317%mol de n-heptano (Standing, 1977).
Fig. 2 Esquematización genérica del Diagrama p-T de los fluidos petroleros (Craft y Hawkins, 1991).
Fig4. Comportamiento de las constantes de equilibrio
Yacimientos de aceite: Poseen una temperatura menor crítica de la mezcla, estos pueden ser de aceite negro si son de una densidad relativa mayor a 0.8 y de aceite volátil si la densidad relativa se encuentra entre 0.74 y 0.8
Yacimientos de gas y condensado: Son aquellos que poseen una temperatura menor que la cricondenterma y mayor que la temperatura crítica con densidad relativa entre 0.74 y 0.78
Yacimiento de gas húmedo: Poseen temperaturas mayores que la cricondenterma pero a condiciones superficiales se encuentran dentro de la envolvente de fase.
Yacimientos de gas seco: Su temperatura es mayor a la cricondenterma y en condiciones superficiales se encuentra fuera de la envolvente de fases.
Experimentos PVT convencionales
Un estudio PVT consiste en una serie de procedimientos de laboratorio diseñados para proveer valores de las propiedades físicas requeridas para caracterizar a un fluido.
Los principales procedimientos que son abordados en este capitulo son:
1.- Medición de composición
2.- Vaporización flash
3.- Vaporización diferencial
4.- Pruebas de separación
5.- Medición de viscosidad
El procedimiento mas utilizado para representar la extracción de yacimientos de composición variable son los de AVC.

Tabla 1. Experimentos recomendados para los fluidos petroleros (Méndez et al., 1979).
Los yacimientos de composición variable presentan problemas en la predicción de su comportamiento.

Realizar análisis PVT en el laboratorio se torna complicado.

Atención al gas que se extrae, para no provocar errores
Introducción
Se han desarrollado métodos para la validación de análisis PVT de mezclas de hidrocarburos en yacimientos de aceite volátil y gas y condensado. El método base utilizado para el desarrollo del algoritmo iterativo del Ing. Gallardo fue el método de Bashbush.
Fig. 3 Proceso de Agotamiento a Volumen Constante para una muestra de gas y condensado.
Fig. 5 Comportamiento de las constantes de equilibrio calculadas.
Aplicando la metodología al campo Jujo-Tecominoacan
Metodología de caracterización de Fong-Samaniego
1.- Consistencia del análisis experimental.
2.- Caracterización de C7+ y agrupamiento de otros componentes.
3.- Uso y ajuste de una EDEC para construir la envolvente de fase de la mezcla.
4.- Validación de las envolventes construidas para asegurar maximizar el valor económico del campo estudiado.
Las EDEC son utilizadas para simular el comportamiento
de las fases en el yacimiento, pero se debe tener cuidado de no introducir una composición no validad de una mezcla ya que esto puede llegar a cometer grandes errores en las predicciones realizadas.
La validación por alguno de los métodos expuestos permite el ajuste de la envolvente de fases construida mediante una EDEC al ajustarla a los puntos medidos.
Para mostrar su aplicación se muestra el caso del ajuste realizado a los fluidos del campo Jujo-Tecominoacan mediante la métodologia expuesta por Fong-Samaniego (1992).
Conclusiones
Recomendaciones
Se presenta un material de consulta del comportamiento de fases y volumétricos de los fluidos petroleros, así como de las diferentes experimentos PVT, y de los métodos de validación de los análisis de AVC.

Se presenta un programa útil para la validación de los experimentos de AVC de aceite volatil y gas y condensado mediante el método de Balance Molar de Bashbush

Se observó que los resultados de los cálculos volumétricos de una envolvente no son precisos, por lo que es conveniente contar con experimentos PVT validados y hacer uso de los coeficientes de translación volumétrica para poder corregir este comportamiento.
El programa realizado puede ser mejorado mediante una interfaz gráfica que permita un manejo más sencillo de la información.

En futuros trabajos es conveniente realizar un análisis exhaustivo del efecto de los pseudocomponentes en las mezclas de gases retrógrados.

El ajuste de los experimentos PVT de AVC debe realizarse en forma automática para evitar que la composición final de la mezcla analizada sufra alteraciones considerables, se recomienda continuar el desarrollo del algoritmo utilizado en la validación del experimento presentado en este trabajo.

Contenido
GRACIAS
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