bases del comportamiento de fases

Curso de Comportamiento de Fases - 2013

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COMPORTAMIENTO DE FASES

Ing. Javier Andrés Martínez P.

1. BASES DEL COMPORTAMIENTO DE FASES EN SISTEMAS DE

HIDROCARBUROS

Ing. Javier Andrés Martínez P.


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INTRODUCCION

El término “fase” es definido como cualquier partehomogénea de un sistema que es físicamentedistinta y separada de otras partes del sistema porfronteras definidas. Por ejemplo, el hielo, el agualíquida y el vapor de agua constituyen tres fasesseparadas de la sustancia pura H2O porque cadauna es homogénea y físicamente diferente de lasotras; por otra parte, cada una está claramentedefinida por las fronteras existentes entre ellas. Siuna sustancia existe en una fase sólida, líquida ogaseosa, se determina por la temperatura y lapresión que actúa sobre la sustancia.


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INTRODUCCIONSe sabe que el hielo (fase sólida) puede cambiar aagua (fase líquida) incrementando su temperatura yal aumentar aún más la temperatura, el agua cambiaa vapor (fase vapor). Este cambio de fases esdenominado “Comportamiento de Fases”.

Los sistemas de hidrocarburos encontrados enyacimientos de petróleo son conocidos por mostrarun comportamiento multifásico sobre un amplio rangode presiones y temperaturas. Las fases másimportantes que ocurren son:

• Fase Líquida (Petróleo Crudo o Condensados)• Fase Gaseosa (Gases Naturales)



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INTRODUCCION

Las condiciones bajo las cuales estas fasesexisten es un asunto de considerableimportancia práctica. Las determinacionesexperimentales o matemáticas de estascondiciones están convenientementeexpresadas en diferentes tipos de diagramascomúnmente llamados Diagramas de Fases.


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SISTEMAS DE COMPONENTES PUROS

El tipo más simple de sistemas de hidrocarburosconsidera que contiene un componente. Lapalabra “componente” se refiere al número deespecies atómicas o moleculares presentes en unasustancia. Un sistema de un componente estácompuesto enteramente de una clase de átomo omolécula.

La comprensión cualitativa de la relación entretemperatura T, presión P y volumen V decomponentes puros proporcionan unas basesexcelentes para la compresión del comportamientode fases de mezclas complejas.



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Suponga que una cantidad fija de uncomponente puro se coloca en un cilindroprovisto de un émbolo sin fricción a unatemperatura fija T1. Además considere que lapresión inicial ejercida sobre el sistema es losuficientemente baja que todo el sistema está enEstado de Vapor.


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En el punto crítico la tenemos la Presión Crítica Pc yVolumen Crítico Vc respectivamente. La últimaisoterma de la figura anterior tiene un punto deinflexión en el punto crítico. Esta isoterma es llamadatemperatura crítica Tc del componente puro. Estasobservaciones se pueden representar por la siguienterelación:

En el Punto Crítico


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El punto crítico describe el estado crítico delcomponente puro y representa el estado limitantepara la existencia de dos fases (Ej. Líquido y gas).

La temperatura Crítica de un componente puro sedefine como la temperatura por encima de la cualel vapor y el líquido no puede coexistirindependientemente de la presión. Del mismomodo la presión Crítica se define como la presiónpor encima de la cual el vapor y el líquido nopueden coexistir independientemente de latemperatura.



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En otras palabras el punto crítico es el valor depresión y temperatura más alto al cual las dosfases coexisten.

Una definición más generalizada aplicable acualquier sistema es: “El punto crítico es elpunto en el cual todas las propiedadesintensivas del gas y líquido son iguales”.


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Una propiedad intensiva es aquella que tieneel mismo valor para cualquier parte de unsistema homogéneo y es independiente de lacantidad de materia presente. Ej. Presión,temperatura, densidad, composición yviscosidad.

Una propiedad extensiva es aquella cuyo valores determinado por la cantidad de materiapresente. Ej. Masa y volumen.



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Muchas propiedades características de lassustancias puras han sido compiladas entablas, gráficas y correlaciones. Estaspropiedades proporcionan información vitalpara calcular las propiedades termodinámicastanto de sustancia puras como de mezclas.



PRESION DE VAPOR

Es la presión que ejerce la fase gaseosa ovapor de una sustancia sobre la fase líquida yen la que ambas fases se encuentran enequilibrio termodinámico, para una temperaturadeterminada; su valor es independiente de lascantidades de líquido y vapor presentesmientras exista este equilibrio. El valor límite deesta presión es el punto crítico.

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CURVA DE PRESIÓN DE VAPOR (Línea AC)

Si P < Pv El sistema estáenteramente en la fase vapor.

Si P > Pv El sistema estáenteramente en la fase Líquida.

Si P = Pv El sistema está enequilibrio Líquido - Vapor.

PRESIÓN DE VAPOR


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Pv = Presión de Vapor, Psia

Pc = Presión crítica, Psia

T = Temperatura, °R

Tc = Temperatura crítica, °R

Tr = Temperatura reducida

= Factor acéntrico

De acuerdo a Lee and Kesler (1975) la Pv es:



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Ejemplo 1: Un propano puro es retenido en una celdade laboratorio a 80°F y 200 Psia. Calcular la presiónde vapor y determinar el “estado de existencia” de lasustancia (Gas o Líquido)

Solución.Obtener las propiedades críticas de tablasTc =666.01°RPc = 616.3 Psia = 0.1522


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Calcular la Temperatura Reducida:

Resolver para los parámetros A y B:

Resolver Pv aplicando la ecuación de Lee andKesler:

Como P > Pv la celda contiene propano en estadolíquido.



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DENSIDAD

La densidad se define como la relación entre la masa deuna sustancia y el volumen total ocupado por esta. En elequilibrio líquido-vapor, se debe tener en cuenta ladensidad de cada una de las fases presentes.

Las densidades de las fases saturadas de un componentepuro puede ser graficadas como una función de latemperatura. Al incrementar la temperatura, la densidaddel liquido saturado decrece, mientras que la densidad delvapor saturado se incrementa. En el punto crítico lasdensidades del líquido y del vapor convergen.


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El promedio aritmético de las densidades delíquido y vapor es una función lineal de latemperatura. La línea recta de la densidadpromedio contra la temperatura hace fácil dedefinir la intersección con la curva dedensidades. Esta intersección da entonces latemperatura y densidad crítica.

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Matemáticamente, esta relación se expresa como:

En el punto crítico se expresa como:

c = Densidad crítica de la sustancia, Lbm/ft3L = Densidad del líquido saturado, Lbm/ft3V = Densidad del vapor saturado, Lbm/ft3T = Temperatura, °Ra,b = Intercepto y pendiente línea recta



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Este diagrama de densidad-temperatura es útilpara calcular el volumen crítico dedatos de densidad. La determinación experimentaldel volumen crítico a veces es difícil, ya querequiere la medición precisa de un volumen a altatemperatura y presión.

Sin embargo, es evidente que la recta que seobtiene mediante el trazado de la densidad mediase cruza con la temperatura crítica, en la densidadcrítica. El volumen crítico molar se obtienedividiendo el peso molecular por la densidad crítica


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El diagrama densidad-Temperatura también puedeser usado para determinar el estado delcomponente puro. Suponga que se conoce ladensidad total del sistema, ρt, a una temperaturadada. Si la densidad total es igual o menor que ρv,el sistema está compuesto de vapor. Similarmentesi ρt, es mayor o igual que ρL, el sistema estácompuesto de líquido. Si la densidad total delsistema está entre ρv y ρL, el vapor y el líquidoestán presentes.



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Para calcular los pesos de liquido y vaporpresentes, los siguientes balances de peso yvolumen son impuestos:

Donde:mL,mv,mt: masa de líquido, de vapor y totalpresente.VL,Vv,Vt: Volumen de líquido, de vapor y totalpresente


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Combinando las dos ecuaciones anteriores eintroduciendo la densidad, la ecuación resultantees:



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EJEMPLO 2: Diez libras de un hidrocarburo soncolocados en una vasija de 1 ft3 a 60°F. Lasdensidades del líquido y vapor que coexisten son25 Lb/ft3 y 0.05 Lb/ft3, respectivamente. Calcularlas masas y volúmenes de las fases líquida yvapor.

Solución:

Calcular la densidad total del sistema


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Como la densidad total del sistema está entre lasdensidades de las fases, el sistema estácompuesto tanto de líquido como de vapor.

Calcular el peso de la fase vapor:



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Calcular los volúmenes de las fases líquida yvapor:


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Rackett (1970) Propuso una ecuación generalizada parapredecir la densidad del líquido saturado de componentespuros:

MW =Peso Molecular sustancia PuraR = Constante de los gases, 10.73 ft3Psia/lb-mol °RZc = Factor de compresibilidad crítico



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Spencer and Danner (1973) modificaron la Ec. De Rackett,reemplazando el factor de compresibilidad crítico, con unparámetro llamado Factor de Compresibilidad de Rackett,ZRA, el cual es único para cada componente:

Los valores de ZRA están dados en tablas. Si el valor no estádisponible Yamada and Gunn (1973) sugirieron la siguientecorrelación:


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Ejemplo 3: Calcular la densidad saturada delíquido del propano a 160°F usando:

a. La ecuación de Rackettb. La ecuación modificada de Rackett

SoluciónObtener las propiedades críticas de tablas:

Tc =666.01°RPc 616.3 PsiaMW = 44.097Vc = 0.0727 lb/ft3



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Calcula Zc y Tr:

a. La ecuación de Rackett:

b. La ecuación modificada de Rackett. ZRA = 0.2766


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SISTEMAS BINARIOS

Una característica particular de un sistema decomponentes puros, es que a una temperatura fija,las dos fases (Líquido y Vapor) pueden existir enequilibrio a una sola presión; esta es la presión deVapor. Para un sistema binario, las dos fasespueden existir en equilibrio a varias presiones a lamisma temperatura y su comportamiento se hacemás complejo debido a la introducción de una nuevavariable: la composición.

Una de las características más importantes en unsistema binario es la variación de las propiedadestermodinámicas y físicas con la composición. Por lotanto, es importante especificar la composición de lamezcla en fracción molar o fracción por peso.



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SISTEMAS BINARIOS

Se acostumbra designar uno de los componentescomo el componente más volátil y el otro como elmenos volátil, dependiendo de su presión devapor relativa a una temperatura dada.

Suponga que el experimento descritoanteriormente es repetido, pero esta vezintroducimos en el cilindro una mezcla binaria decomposición conocida. Considere que la presióninicial, P1 ejercida sobre el sistema a unatemperatura fija T1, es lo suficientemente baja queel sistema entero esté en Estado de Vapor.


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SISTEMAS BINARIOS

El punto 1 representa la presión inicial que actúasobre el sistema. Como la presión se incrementaisotérmicamente, se alcanza el punto 2. Aquí unacantidad infinitesimal de líquido se condensa (Pd

de la mezcla). El proceso de condensacióncontinua hasta alcanzar el punto 3 donde sóloquedan trazas del gas (Pb de la mezcla). Luego,la presión se eleva abruptamente hasta el punto 4con un descenso del volumen.


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SISTEMAS BINARIOS

Ahora observamos la repetición delexperimento con un progresivoaumento de la temperatura. Seobservan varias isotermas.

AC. Curva de Puntos de Burbuja

BC. Curva de Punto de rocío

C. Punto Crítico.

ABC. Envolvente de dos Fases

Fuera de la Envolvente una sola fasepuede existir.



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SISTEMAS BINARIOS


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En el gráfico anterior se observa que la relaciónpresión-Temperatura no se puede representar con unasimple curva de presión de vapor. Las líneaspunteadas dentro de la envolvente de fases ABC sonllamadas “líneas de calidad” y describen lascondiciones de presión y temperatura bajo las cualesse presentan iguales volúmenes de líquido. Las curvasde puntos de burbuja y rocío, representan 100% y 0%de líquido respectivamente.



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SISTEMAS BINARIOS


SISTEMAS BINARIOS

En el gráfico anterior se muestra el efecto delcambio de composición del sistema binariosobre la forma y la localización de la envolventede fases. Dos de las líneas representan lascurvas de presión de vapor del metano y etanorespectivamente, las cuales terminan en elpunto crítico. Cinco de las curvas representanla envolvente de fases para varias mezclas demetano y etano.



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Cuando uno de los componentes se vuelvepredominante, la mezcla binaria tiende a exhibiruna relativa envolvente de fases estrecha ymuestra propiedades críticas cercanas alcomponente dominante. El tamaño de laenvolvente de fases se amplía notablemente yaque la composición de la mezcla se distribuyeuniformemente entre los dos componentes


SISTEMAS BINARIOS

DIAGRAMA PRESION/COMPOSICION

El diagrama de presión/composición, comúnmente llamadoel diagrama p/x, es otro medio de describir elcomportamiento de fases de un sistema binario, así comosu cambio en la composición total, a una temperaturaconstante. Se construye mediante el trazado de laspresiones del punto de rocío y del punto de burbuja comouna función de la composición.

Las líneas de punto de burbuja y punto de rocío de unsistema binario se extraen a través de los puntos querepresentan estas presiones cuando la composición delsistema se cambia a una temperatura constante.



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SISTEMAS BINARIOS


SISTEMAS BINARIOS

El punto A en la figura representa la presiónde vapor (punto de rocío, punto de burbuja)del componente más volátil, mientras que elpunto B representa la del componentemenos volátil. Suponiendo una composiciónde 75% en peso del componente 1 (esdecir, el componente más volátil) y 25% delcomponente 2, esta mezcla se caracterizapor una presión del punto de rocíorepresentada como el punto C y unapresión del punto de burbuja por la letra D.Las diferentes combinaciones de los doscomponentes producen valores diferentespara las presiones del punto de burbuja ydel punto de rocío. La curva ADYBrepresenta la curva de presión de burbujeopara el sistema binario como una función dela composición, mientras que la línea ACXBdescribe los cambios en la presión delpunto de rocío con los cambios en lacomposición del sistema a una temperaturaconstante.



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SISTEMAS BINARIOS

El área de debajo de la línea del puntode rocío representa vapor, el área porencima de la línea del punto de burbujarepresenta líquido, y el área entre estasdos curvas representa la región de dosfases, donde el líquido y vapor coexisten.

En el diagrama, la composición seexpresa en porcentaje en peso delcomponente menos volátil, aunque lacomposición también se puede expresartérminos de porcentaje en peso delcomponente más volátil, en cuyo caso elpunto de burbuja y las líneas de punto derocío tienen la pendiente opuesta.Además, la composición puede serexpresada en términos de porcentaje enmoles o fracción molar.


SISTEMAS BINARIOS

Los puntos X y Y en los extremosde la línea horizontal XYrepresenta la composición de lacoexistencia de la fase vapor(punto X) y la fase líquida (punto Y)que existen en equilibrio a lamisma presión. En otras palabras,las composiciones del vapor ylíquido que coexisten en la regiónde dos fases están dadas por wV ywL, y representan los porcentajesen peso del componente menosvolátil en el vapor y el líquido,respectivamente.



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SISTEMAS BINARIOS


SISTEMAS BINARIOS

En el diagrama p/x que se muestra enla figura, la composición se expresaen términos de la fracción molar delcomponente más volátil. Supongamosque un sistema binario con unacomposición total z existe en el estadode vapor y se representa por el puntoA. Si la presión en el sistema seincrementa, sin cambio de fase hastala presión P1 se alcanza el punto derocío, B. A esta presión del punto derocío, una cantidad infinitesimal delíquido se forma y su composición seda por x1. La composición del vaportodavía es igual a la composiciónoriginal z.



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SISTEMAS BINARIOS

A medida que la presión se incrementa,se forma más líquido y lascomposiciones del líquido y vaporcoexistentes se dan mediante laproyección de los extremos de la línearecta, horizontal a través de la regiónde dos fases del eje composición. Porejemplo, en P2, el líquido y el vaporestán presentes y las composicionesestán dadas por x2 e y2. En la presiónP3, el punto de burbuja, C, esalcanzado. La composición del líquidoes igual a la composición original z conuna cantidad infinitesimal de vaportodavía presente en el punto de burbujacon una composición dada por Y3.


SISTEMAS BINARIOS

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Ejemplo:

El siguiente es un diagrama P-X a unatemperatura de 260°F para una mezcla de C4 yC6. A 200 Psi con una composición total delsistema de C4 de 60%, cual es la composiciónde cada una de las fases?

Repetir para una presión de 100 Psi y unacomposición de C4 de 25%.



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SISTEMAS BINARIOS


SISTEMAS BINARIOS

REGLA DE FASES DE GIBBS:Los llamados “diagramas de fases” representanesencialmente una expresión gráfica de la “regla de fases”,la cual permite calcular el número de fases que puedenexistir en equilibrio en cualquier sistema:

F= Número de grados de libertad o número de variablesrequeridas para determinar el estado de un sistema enequilibrio.P= Número de fasesC= Número de componentes constitutivos del sistema.



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SISTEMAS BINARIOS

Los grados de libertad para un sistema incluyenlas propiedades intensivas, tales como latemperatura, la presión, la densidad y lacomposición de las fases. Estas variablesindependientes deben especificarse para definirel sistema completamente. En un sistema decomponentes puros (C=1), dos fases (P=2),hay solamente un grado de libertad. Por lotanto, solamente la presión o la temperaturanecesita ser especificada para determinar elestado termodinámico del sistema.


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DIAGRAMAS TERNARIOS

Son diagramas que representan el equilibrioentre las distintas fases que se formanmediante tres componentes, como función de latemperatura.

Se representa mediante un triangulo equilátero,en el que cada uno de los vértices representa el100% de un componente puro y cada ladorepresenta la composición (en fracción en pesoo molar) del correspondiente componente.



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DIAGRAMAS TERNARIOS

Un punto interno del triángulo representa una mezclacuya composición se obtiene trazando líneas paralelasa los lados del triángulo. La suma de las proporcionesde los componentes es siempre una constante e iguala 1 (Fracción molar).

Normalmente, la presión no es una variableindispensable en la construcción de diagramasternarios, y por lo tanto se mantiene constante.


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nC5 C3

C1

Gas

p=14.7 Psia

C1

nC5

2-phase

Liquid

p=380 PsiaC3 nC5

C1

C3

2-phase

Liquid

p=500 Psia

C1

2-phase

Liquid

nC5p=1500 Psia

2-phase

Liquid

C1

nC5p=2000 Psia

C1

nC5 C3

Liquid

p=2350 Psia

DIAGRAMAS TERNARIOS



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DIAGRAMAS TERNARIOS


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DIAGRAMAS TERNARIOS

El equilibrio de fases puede ser representado en undiagrama ternario mediante “Líneas Tie”, que unen lascomposiciones de la fase líquida y vapor que están enequilibrio a una presión y temperatura dada. Cualquiermezcla con una composición total a lo largo de la“Línea Tie” tiene la misma composición en equilibrioen el líquido y el gas (xi y yi), pero las cantidadesrelativas sobre una base molar de gas y líquido (ng ynL) cambian linealmente.



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DIAGRAMAS TERNARIOS

Composición de la mezcla en la fase gaseosa, yi

Composición total de la Mezcla zi

Composición de la mezcla en la fase Líquida, xi


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DIAGRAMAS TERNARIOS



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SISTEMAS MULTICOMPONENTES

El comportamiento de fases en sistemas dehidrocarburos multicomponentes es muy similar alde sistemas binarios. Sin embargo, el sistema sevuelve más complejo debido al gran número dediferentes componentes, y los rangos de presión ytemperatura en los cuales existen dos fases seincrementan significativamente.


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Los diagramas P-T de sistemas multicomponentes seusan esencialmente para:

Clasificar Yacimientos Clasificar los Sistemas de Hidrocarburos Describir el comportamiento de fases del fluido deyacimiento

Para entender completamente el significado de losdiagramas P-T, es necesario definir los siguientespuntos clave:



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● Cricondentérmico (TCT): Es definido como lamáxima temperatura por encima de la cual ellíquido no puede ser formadoindependientemente de la presión.

● Cricondenbárico (PCb): Es la máxima presiónpor encima de la cual el gas no puede serformado independientemente de la temperatura.

● Punto Crítico (PC): Para una mezclamulticomponente es referida como el estado depresión y temperatura al cual todas laspropiedades intensivas del líquido y del gasson iguales.


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Envolvente de Fases: Es la región encerradapor la curva de puntos de burbuja y de rocío,donde el gas y el líquido existen en equilibrio.

Líneas de Calidad: Describen lascondiciones de presión y temperatura paraiguales volúmenes de líquido.

Curva de Puntos de Burbuja: Es definidacomo la línea que separa la región de faselíquida de la región de dos fases.

Curva de Puntos de Rocío: Es definidacomo la línea que separa la región de la fasegas de la región de dos fases.



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Los diagramas Ternarios también pueden aproximarsea un Comportamiento de Fases Multicomponenteagrupándolos en 3 pseudocomponentes.

Pesados (C7+)

Intermedios (C2-C6, CO2,...) livianos (C1, N2)



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CLASIFICACION DE LOS YACIMIENTOS Y FLUIDOS DEL YACIMIENTO

La apropiada clasificación de un yacimientorequiere el conocimiento del comportamientotermodinámico de las fases presentes en elyacimiento y las fuerzas responsables delmecanismo de producción. El comportamiento deun fluido de yacimiento se determina por lalocalización del punto que representa laTemperatura Ti y Presión inicial Pi, la forma de sudiagrama de fase y la posición de su punto crítico.



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De acuerdo a lo anterior los yacimientos seclasifican en dos tipos:

1. Yacimientos de aceite – Si la Temperatura delyacimiento, Ty, es menor que la Temperaturacrítica Tc.

2. Yacimientos de Gas - Si la Temperatura delyacimiento Ty es mayor que la Temperaturacrítica Tc.


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YACIMIENTOS DE ACEITE

Dependiendo de la presión inicial Pi, estos a su vez sesubclasifican las siguientes categorías:

Yacimiento Subsaturado: Si la presión inicial delyacimiento, Pi, es más grande que la presión del punto deburbuja, Pb del fluido de yacimiento. Inicialmente solo sepresenta la fase líquida.

Yacimiento Saturado: Si la presión inicial del yacimiento esmenor o igual que de la presión del punto de burbuja delfluido de yacimiento. Tiene un comportamiento bifásico conuna zona gaseosa suprayaciendo una zona líquida.



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Los aceites crudos cubren un amplio rango enpropiedades físicas y composiciones químicas ycomúnmente se clasifican en los siguientes tipos, deacuerdo al diagrama de fases:

Black Oil Petróleo Volátil

Los yacimientos de aceite poseen una amplia variedadde moléculas intermedias y muy grandes por lo quesus diagramas de fase son extremadamente grandes ycubren un amplio rango de temperatura.


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BLACK OIL

Consta de una amplia variedad de especiesquímicas incluyendo moléculas grandes, pesadasy no volátiles.

Su diagrama de fase cubre un amplio rango detemperatura.

El punto crítico está bien por encima de lapendiente de la envolvente de fase.


Este tipo de fluido de yacimiento también se conocecomo petróleo crudo de baja reducción opetróleo normal.


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DIAGRAMA DE FASE BLACK OIL


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CARACTERÍSTICAS DE CAMPO YLABORATORIO:

GOR menor de 2000 scf/STB API menor de 45 Temperatura de yacimiento menor de 250 ºF Factor volumétrico menor de 2.0 (crudos de

merma baja) Color verde oscuro a negro Composición de C7

+ > 30%



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PETRÓLEO VOLATIL

Contienen relativamente menos moléculas pesadas ymás intermedias que los Black Oils.

El rango de temperatura es algo más pequeño. La temperatura crítica está cercana a la temperatura

del yacimiento. Las líneas de iso-volúmenes no están espaciadas

pero están trasladas por encima de línea del puntode burbuja.


Los petróleos volátiles también se conocen comopetróleos crudos con alta reducción, y petróleoscercanos-críticos.

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DIAGRAMA DE FASE PETROLEO VOLATIL



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GOR entre 2000 y 8000 scf/STB API entre 45 y 60 Factor volumétrico mayor a 2.0 (crudos de

merma grande) Color café claro a verde Composición de C7

+ > 12.5%


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YACIMIENTOS DE GAS

Los yacimientos de gas, en los cuales predominael metano, tienen diagramas de fase relativamentepequeños. A su vez de acuardo a su diagrama defases se subclasifican en tres categorías:

Gas Retrógrado Gas Húmedo Gas Seco



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GAS RETROGRADO

Diagrama de fase es algo más pequeño que para lospetróleos.

El punto crítico está más por debajo en el lado izquierdode la envolvente por tener menos hidrocarburos pesadosque los petróleos.

La temperatura crítica menor que la temperatura delyacimiento.

La temperatura cricondentérmica es mucho mayor que latemperatura del yacimiento.


Los gases retrógrados se conocen también comogases condensados retrógrados, gasescondensados o condensados.

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DIAGRAMA DE FASE GAS RETROGRADO



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GOR entre 8000 y 150000 scf/STB API mayor de 60 Color claro o ligeramente coloreado Composición de C7

+ < 12.5%


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GAS HUMEDO

El diagrama de fase con moléculas predominantesmuy pequeñas, estará por debajo de la temperaturade yacimiento.

Gas húmedo no significa que el gas es humedecidocon el agua; se refiere a los hidrocarburos líquidosque se condensan a condiciones de superficie.

El líquido en superficie normalmente se conocecomo condensado, y el gas del yacimiento seconoce como gas condensado.



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DIAGRAMA DE FASE GAS HUMEDO


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GOR mayor de 150000 scf/STB API mayor de 60 en superficie Color claro en superficie No hay formación de líquido en el yacimiento



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GAS SECO

El gas seco es principalmente metano con algunasmoléculas intermedias.

El gas seco indica que el gas no contiene suficientesmoléculas pesadas para formar hidrocarburoslíquidos en la superficie.

La mezcla de hidrocarburos es solamente gas en elyacimiento y a condiciones normales del separadoren superficie caen por fuera de la envolvente de fase.Un yacimiento de gas seco se conoce simplementecomo yacimiento de gas.


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DIAGRAMA DE FASE GAS SECO



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CARACTERÍSTICAS DE CAMPO YLABORATORIO

No hay producción de líquido en superficie Composición esencial de metano


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COMPOSICIONES TIPICAS

ComponenteBlack

OilVolátil Retrógrado Húmedo Seco

CO2 0.02 0.93 2.37 1.41 0.10

N2 0.34 0.21 0.31 0.25 2.07

C1 34.62 58.77 73.19 92.46 86.12

C2 4.11 7.57 7.80 3.18 5.91

C3 1.01 4.09 3.55 1.01 3.58

C4 1.25 3.00 2.16 0.52 1.72

C5 0.64 1.92 1.32 0.21 0.50

C6 1.61 1.75 1.09 0.14 -

C7+ 56.40 21.76 8.21 0.82 -

MW C7+ 274 228 184 130 -

GOR 300 1490 5450 105000 -

º API 24 38 49 57 -



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Envolventes para diferentes mezclas con proporciones distintas de los

mismos componentes hidrocarburos


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EJEMPLO

Asuma que ha descubierto un yacimiento quecontiene una mezcla de etano y n-heptano.

Las condiciones iniciales de yacimiento son de1300 Psia y 300ºF.

Las condiciones finales de yacimiento son de 400Psia y 300ºF.

Condiciones de separador de 100 Psia y 150ºF. Como clasificaría los fluidos del yacimiento bajo

las siguientes condiciones cambiantes de lamezcla: 100% etano, 90–10, 70-30, 50-50, 30-70y 100% n-heptano.



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EJEMPLO


02/09/2013 10:17 94

EJEMPLO

Separador

Presión Ycto



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EJEMPLO

Presión Ycto

Separador


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EJEMPLO

Presión Ycto

Separador



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EJEMPLO

Presión Ycto

Separador


bases del comportamiento de fases

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