PRACTICA DE LABORATORIO No. 3DETERMINACION DE LA SATURACION POR EL METODO DE DESTILACION-EXTRACCION

PRESENTADO POR:HUBER ALEJANDRO PUENTES ROA 20122114529OSCAR EDUARDO CORREA CERQUERA 20122115190

PRESENTADO A:ING JAVIER ANDRES MARTINEZ

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANAINGENIERIA DE PETROLEOSNEIVA, HUILA 2014CONTENIDO

1. OBJETIVOS

2. MARCO TERICO

3. PROCEDIMIENTO

4. TABLA DE DATOS

5. MUESTRA DE CLCULOS

6. ANLISIS DE RESULTADOS

7. CUESTIONARIO

8. CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFA

1. OBJETIVOS

GENERALES

Determinar el objetivo de agua y aceite de una muestra empleando el mtodo de destilacin extraccin con un solvente.

ESPECIFICOS

Aplicar los conceptos bsicos de Balance de masa para la determinacin de saturaciones en una muestra de yacimiento.

Conocer las caractersticas de los solventes necesarios para llevar a cabo la destilacin en una muestra saturada con fluidos.

Calcular la fraccin de saturacin de agua, crudo y gas de una muestra representativa del yacimiento.

Conocer la aplicabilidad de los mtodos de obtencin de fluidos como Dean-Stark y Soxhlet..

2. MARCO TERICO

Saturacin se conoce como la relacin que expresa la cantidad de fluido que satura el medio poroso. Conocida dicha cantidad y la extensin del volumen poroso se puede volumtricamente determinar cunto fluido existe en una roca.

En Ingeniera de Yacimientos es indispensable conocer las propiedades del medio poroso ya que de ellas dependen las cantidades de crudo que se puedan producir hacia superficie. Entre dichas propiedades se cuentan: la porosidad, permeabilidad y saturacin de fluido; para entender estas propiedades se deben conocer conceptos bsicos como: Agua innata, connata o intersticial: Es el agua existente en las zonas gasferas y petroleras de un yacimiento por encima de la zona de transicin. Saturacin residual de petrleo: Es el valor de la saturacin por debajo de la cual no puede reducirse la saturacin del petrleo. Saturacin residual de gas: Es la saturacin de gas en el yacimiento al momento de abandonar el reservorio. Esta saturacin puede medirse mediante muestras representativas de la formacin. La saturacin residual de gas se puede obtener en parte de un yacimiento invadido por agua, siempre y cuando pueda estimarse con precisin el volumen invadido. Saturacin critica o en equilibrio de un gas: Es la saturacin mxima alcanzada en el yacimiento, al disminuir la presin por debajo del punto de burbujeo antes de que la permeabilidad relativa al gas tenga un valor definido, o sea antes de que el gas libre del yacimiento comience a fluir a travs de los canales de la roca.Para determinar la saturacin existen mtodos directos o indirectos. En los mtodos directos se usan muestras de la formacin y se les determina la saturacin en el laboratorio. Los mtodos indirectos son las mediciones de presin capilar, registros elctricos, etc. Un procedimiento simple para determinar el petrleo en una roca se basa en determinar la saturacin de agua en un ncleo por un mtodo apropiado, y posteriormente se mide la prdida total de peso en la muestra despus de ser sometida al proceso de extraccin y secamiento. La cantidad de petrleo presente se calcula restando el peso del agua de la prdida total de peso.

POROSIDAD

Desde el punto de vista de ingeniera de yacimientos, la porosidad describe el espacio en la roca no ocupado por algn mineral o material slido, lo que permite el almacenamiento de los fluidos. Se define por la razn:

Donde, = PorosidadVp = volumen poroso o espacio vacioVt = volumen bruto de la roca

La proporcin de los espacios porosos en la roca depende del tamao y empaquetamiento de los granos que la forman. As, la porosidad es mayor en los sedimentos no consolidados que en aquellos sometidos a litificacin, ya que la conversin de los sedimentos en roca sedimentaria origina la prdida de la porosidad como consecuencia de la compactacin y la cementacin.

Tipos de porosidad

La porosidad de una roca de yacimiento puede clasificarse de dos formas:

Segn la comunicacin de los poros Segn el origen de la porosidad

Clasificacin de la porosidad de acuerdo a la interconexin del volumen poroso:

De acuerdo a la interconexin del volumen poroso, la porosidad se define en porosidades absoluta, efectiva y no efectiva.

Porosidad absoluta: se define como la razn entre el espacio poroso total en la roca y el volumen bruto. Es aquella porosidad que considera el volumen poroso de la roca est o no interconectado.

Porosidad efectiva: se define como el porcentaje del espacio poroso interconectado con respecto al volumen total de la roca. Esta propiedad es la que normalmente miden los porosmetros comerciales y es en realidad la que interesa ya que finalmente sta permitir que haya flujo de fluidos

Porosidad no efectiva: es la diferencia que existe entre la porosidad absoluta y efectiva.

Clasificacin geolgica de la porosidad

1. Porosidad primaria o intergranular. La cual se desarroll al mismo tiempo que los sedimentos fueron depositados. Rocas sedimentarias con este tipo de porosidad son: areniscas (detrticas o clsticas) y calizas (no detrticas). La porosidad es primaria cuando se origina paralela a la formacin de la roca y est condicionada principalmente por los intersticios entre los granos, intersticios entre los fragmentos de conchas, cavidades de naturaleza primaria en la roca o sus elementos componentes.

2. Porosidad secundaria, inducida o vugular: se denomina Porosidad Secundaria a aquella que se origina sobre la roca luego que sta se ha formado; puede resultar de procesos qumicos como disolucin, dolomitizacin, recristalizacin, etc. o procesos fsicos como fracturamiento, diaclasamiento etc. en la roca. En trminos generales para rocas sedimentarias se considera una porosidad igual a 5% como baja, entre el 5%-15% como media y mayor del 15% como alta; las calizas pueden tener alta porosidad secundaria. A Las rocas gneas y metamrficas frescas, en general se les atribuye una porosidad de 1%.

SATURACIN DE FLUIDOS, Sf

Es la relacin que expresa la cantidad de fluido que satura el medio poroso. Conocida dicha cantidad y la extensin del volumen poroso se puede volumtricamente determinar cunto fluido existe en una roca.

3. PROCEDIMIENTOINICIO

Pese el dedal previamentedesecado

Pesar el conjunto muestra-dedal

Pasar rpidamente la muestra al extractor ASTM, conectarel refrigerante e iniciar la destilacin

Cuando el volumen de agua en la trampa permanezcaConstante durante 30 minutos

Pase la muestra a un extractor Soxhlet

Color del solvente en el sifn es limpio

SiColoque el dedal con la muestra en un horno precalentado y squela cuando no exista olor a solvente

Pese el conjunto dedal-muestra

Reporte datos

FIN DE LA PRUEBA

4. TABLA DE DATOS

MUESTRA290

Peso antes de Saturar con tolueno (grs)132,07

Peso Saturado (grs)144,76

Peso Seco final (grs)132,07

Volumen de Agua en la Trampa (ml)3

Temperatura de laboratorio (F)86

5. MUESTRA DE CALCULOS

Saturacin de Agua

Volumen de agua en la trampa reportada = 3 ml.

La Densidad del tolueno es de 0,87

la saturacin de agua ser:

Saturacin de Aceite

La densidad del aceite se calcula con los datos pozo sanfrancisco 25, API a 60oF es de 26 por lo tanto:

Temperatura de laboratorio 86F

relacionando el peso del crudo con la densidad:

Entonces:

Saturacin de Gas

La saturacin de Gas es cero, pues en el laboratorio solo se utilizo agua y aceite para la prueba.

RESULTADOS

FLUIDOS(%)

Agua20,568

Crudo75,24

Gas0

Total81.41

6. ANALISIS DE RESULTADOS

El desarrollado en esta prctica fue el de Extraccin por destilacin, el cual es un mtodo de un procedimiento fcil pero que requiere de tiempo para obtener la informacin necesaria, dentro de la cual est la fraccin de destilacin de agua y crudo, los pesos de la muestra en diferentes condiciones. La muestra tiene buenas caractersticas de entrampamiento, ya que arroj una saturacin de 75,24% de aceite, evidenciando la supremaca de l sobre los dems fluidos que almacena la formacin. La saturacin con solvente se considera como ms exacto ya que el solvente fluye por todo el espacio poroso interconectado Los datos obtenidos presenta errores en suposiciones de datos, tales como la densidad del tolueno, el volumen de agua ledo, etc.

7. CUESTIONARIO

1. Indique y explique las ventajas y desventajas que posee este mtodo.

Ventajas: La determinacin del volumen de agua es generalmente muy precisa. Por lo general, la muestra no se perjudica y puede ser usada para pruebas posteriores. Sin embargo la humectabilidad puede ser alterada en ciertas arcillas o yeso. Temperaturas relativamente bajas (100C) son usadas. Por lo tanto, pueden ser menores si se remueve cualquiera se las aguas de las arcillas. El procedimiento es simple y requiere poca atencin durante la destilacin lo que le da una practicidad especial al mtodo.

Desventajas: imprecisiones que se podran presentar en la determinacin del agua debido a lo siguiente: condensacin de agua atmosfrica en el condensador. Los tubos desecadores pueden ser usados para evitar el problema. El agua es evaporada de la muestra a temperatura de laboratorio cuando no se ubica inmediatamente en el extractor con el condensador de agua. El agua adherida al vidrio sucio del condensador o la trampa. La sal puede precipitarse dentro de la muestra si es agua salina intersticial. Esto puede resultar en cambios en la porosidad y la permeabilidad. Se requiere una correccin por la alta densidad del agua salada cuando la concentracin total de slidos excede los 20000 ppm. Prdidas de agua debido a que las uniones del frasco de extraccin no fueron apretadas o por una temperatura demasiado alta de extraccin. El tiempo de extraccin puede ser insuficiente. Si la verdadera densidad del crudo no se conoce se puede introducir un error en el clculo de saturacin de crudo debido a que debe asumirse una densidad de crudo.

Los volmenes de crudo no se encuentran directamente y pueden ser imprecisos debido a lo siguiente:

Al agua adicional recogida o a la prdida. Prdida de slidos. Limpieza incompleta de la muestra. La humectabilidad de la roca puede ser alterada.

2. Cuales son los solventes mas conocidos para este tipo de prueba y en que condiciones debemos usar esos solventesSe usan solventes como tolueno y benceno, tambin segn el material de prueba se tienen los siguientes solventes: Aromticos Asfaltos Alquitrn Alquitranes libres de agua Asfalto lquido Alquitrn cido

Destilados del petrleo Petrleo Combustibles del petrleo Aceites lubricantesEstos solventes deben tener las siguientes caractersticas para ser usados en esta prueba: Presentar una temperatura de ebullicin ms alta que la del agua y menor que la del crudo Que sea inerte Debe presentar una densidad menor que la del El solvente debe ser inmiscible con el agua si la concentracin de sales es mayor a 45000 ppm, no se debe trabajar con xileno, tolueno o mezclados

3. Que otros mtodos existen para conocer la saturacin de las muestras. Diga sus ventajas y desventajas.

Mtodo de retorta a presin atmosfrica: Dichas saturaciones se obtienen teniendo en cuenta el aceite y el agua contenidos en una muestra fresca de material de nucleo triturado, los cuales son vaporizados, condensados y recolectados en una probeta calibrada.

Ventajas: los fluidos son recolectados a partir de muestras grandes, los datos de saturacin requeridos se proporcionan de una manera rpida, los volmenes de fluido son medidos directamente, las perdidas de granos no afectan los datos de saturacin de fluido. Desventajas: muestras que contienen grandes cantidades de montmorillonita o yeso, muestras que contienen hidrocarburos solidos, se requiere un segundo fragmento del material del ncleo, los lquidos destilados pueden formar emulsiones.

Nucleos de pared por percusin: las mediciones de volmenes de gas, aceite y agua se realizan sobre la misma muestra.

Ventajas: las mediciones se realizan teniendo en cuenta una muesta, mtodo rpido, mtodo directo y las mediciones son realizadas independientemente. Desventajas: los liquidos destilados pueden formar emulsiones, los volmenes de aceite son difciles de determinar con exactitud, manejar muestras con cuidado, muestras que contienen yeso y arcilla.

4. Explique porque este metodo no es recomendable hacerlo cuando tenemos alta presencia de arcillas. cual es la reaccin quimica que se presenta en estos casos.Se tienen errores en la determinacin de la porosidad y saturaciones cuando se tienen alta presencia de arcillas, ya que gracias a su caracterstica hidratante aumentan de tamao, pero existe un mtodo para limpiar las muestras la cual usan una seria de solventes mutuamente miscibles y se van inyectando en secuencia.

5. cual es el solvente a utilizar en el metodo dean- stark cuando la concentracin de los solidos provenientes del agua de formacin es mayor de 20000 ppm.Como sabemos de las caractersticas de los solventes, cuando la concentracin de los solidos es mayor de 20000 ppm se usa una mezcla de xileno con alcohol metlico o tolueno y si es mayor de 45000 no se debe trabajar con xileno, tolueno o mezclados

8. CONCLUSIONES

Se calcularon las fracciones de saturacin de Agua, crudo y gas de una muestra representativa del yacimiento siendo de 20,568%, 75,24% y 0% respectivamente.

Se determin el contenido de agua y aceite de una muestra, empleando el mtodo de destilacin con un solvente, obteniendo un volumen de agua de 3ml y de crudo de 10,975ml.

Se considera un factor de confinamiento, que al no estar la muestra sometida a las fuerzas axiales su porosidad se vera afectada y por tanto la saturacin tambin se ver afectada, sin embargo estas desviaciones pueden ser halladas como insignificantes.

BIBLIOGRAFIA

PARS DE FERRER, MAGDALENA. Fundamentos de Ingeniera de Yacimientos, Ediciones Astro Data S.A, Maracaibo, 2009 Captulo 5: Propiedades de la roca (Porosidad, saturacin) PARRA PINZON, RICARDO. Propiedades Fsicas de los Fluidos de Yacimiento. Editorial Universidad Surcolombiana, Neiva, 2008 Capitulo 7: Propiedades fsicas del agua (factor volumtrico del agua, densidad del agua). Gua de laboratorio para la experiencia de determinacin de la saturacin por el mtodo de la destilacin - extraccin. Experiencia 3, laboratorio de yacimientos. http://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/spanish13/sum13/2_core_truth.pdf