Download - Propiedades Del Agua de Formación
1PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO
JULIO CÉSAR PÉREZ ANGULO
PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
2PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Para el ingeniero de petróleos es muy importante el conocimiento acerca del agua connata, intersticial o de formación, ya que el agua está presente en todos los depósitos de petróleo.
Fuente:http://www.bbmgif.com/es/gallery/item.php?id=4498#.VV-IHvl_Oko
AGUA DE FORMACIÓN
3PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Saturan los poros de las rocas, arenas y carbonatos que constituyen los yacimientos petroleros.
AGUA DE FORMACIÓNLa hidrogeoquímica permite caracterizar a las aguas de formación, proporciona información acerca de los procesos físicos y químicos que han ocurrido en un yacimiento.
También llamada salmuera o agua salada pero no se relaciona con el agua del mar
Fuente: http://gifsanimados.de/agua
Fuente: http://gifsanimados.de/agua
4PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Aguas que quedaron entrampadas durante la sedimentación
Aguas meteóricas infiltradas
Una combinación de ambas
EL AGUA DE FORMACIÓN PUEDE SER
Fuente:http://es.slideshare.net/naturvida777/ciclo-hidrologico-10473544
Formación de nubes Lluvia
Escorrentía
Infiltración al agua subterránea
Usada por las plantas
Evapotranspiración
Evaporación
Bombeo de agua subterránea por un pozo
5PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
COMPOSICIÓN DEL AGUA DEL YACIMIENTO
DENSIDAD COMPRESIBILIDAD
FACTOR VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN
VISCOSIDADSOLUBILIDAD DE HIDROCARBUROS
EN AGUA
SOLUBILIDAD DEL AGUA EN
HIDROCARBUROS
TENSIÓN INTERFACIAL
AGUA-HIDROCARBUROS
6PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
FACTORES QUE AFECTAN LAS PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Mineralogía de la
formación
Interacción con la roca
Migración de fluidos
Presión y temperatura
7PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO GENERALIZADO DE UN MODELO CONCEPTUAL DEL ORIGEN, MIGRACIÓN Y ACUMULACIÓN DE AGUAS DE FORMACIÓN E HIDROCARBUROS EN YACIMIENTOS PETROLEROS
Diseñado por el grupo de Geofluídos-UNAM
8PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
COMPOSICIÓN DEL AGUA DE FORMACIÓN
•Sólidos disueltos NaCl•Salmuera o agua salada•Mayor concentración de sólidos
•200 y 300 000 ppm
COMPOSICIÓN
9PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
COMPOSICIÓN DEL AGUA DE FORMACIÓNCA
TIO
NES
Calcio Formación de escamas y solidos en suspensión
Hierro Indicador de corrosión
Sodio Precipitación de NaCl en aguas muy saladas
Bario Formación de escamas
Estroncio Formación de escamas
Magnesio Formación de escamas y solidos en suspensión
10PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
COMPOSICIÓN DEL AGUA DE FORMACIÓNAN
ION
ES
Cloruro Indicador de salinidad, causa corrosión
Sulfato
Bicarbonato Formación de escamas
Carbonato
11PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
•Salmuera + microorganismos•Microorganismos: inducidos o naturales
•Corrosión, taponamiento•Bacterias anaerobias inhibidoras de sulfato
MICROORGANISMOS
El agua contenida en una formación productora tiene diferente composición que cualquier otra salmuera, aunque sea de formaciones vecinas
COMPOSICIÓN DEL AGUA DE FORMACIÓN
12PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
LAS VARIACIONES DE CONCENTRACIONES Y COMPOSICIONES IÓNICA DE LAS AGUAS DE FORMACIÓN PUEDE SER POR VARIOS FACTORES:
Origen no marino de algunos sedimentos
La dilución por aguas
subterráneas
La concentración a través de la
evaporación del gas de migra
La reducción de sulfuros por bacterias
anaerobias o constituyentes del
petróleo
La absorción e intercambio de
cationes con minerales de
arcilla
La disolución de sales minerales
por migración del agua de la formación
El intercambio de iones de calcio y
magnesio durante la dolomitización
13PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
RESUMEN DE NOMENCLATURAS Y UNIDADES PARA LA CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS DISUELTOS EN AGUAS DE LA FORMACIÓN
Fuente: Adaptado de Momograph Series, SPE 9,38
TÉRMINO SÍMBOLO DEFINICIÓN ECUACIONESMolalidad
Molaridad
Normalidad
Miliequivalente por litro
14PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
RESUMEN DE NOMENCLATURAS Y UNIDADES PARA LA CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS DISUELTOS EN AGUAS DE LA FORMACIÓN
Fuente: Adaptado de Momograph Series, SPE 9,38
TÉRMINO SÍMBOLO DEFINICIÓN ECUACIONESPorcentaje en peso sólido
Parte por millón
Miligramos por litro
Granos por galón
Donde está en a condiciones standard
15PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
DIAGRAMA DE STIFF
Fuente: The Properties of Petroleum Fluids
Es el más utilizado para caracterizar el agua
químicamente.
16PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
DIAGRAMA DE STIFF
Na+KCaMg
ClHCO3+CO3SO4
CATIONES ANIONES
Es un gráfico donde presenta el efecto de dilución o concentración que ha sido reducido al mínimo. En el diagrama los iones positivos son trazados a la izquierda y los iones negativos son trazados a la derecha de una línea central
Fuente: The Properties of Petroleum Fluids. Modificado.
17PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
pH
pH
pH Aumenta la tendencia de formación de escamas
Aumenta corrosión
18PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
A condiciones de yacimiento esta determinada por la densidad a condiciones estándar dividido por el factor volumétrico de formación del agua a condiciones del yacimiento.
DENSIDAD DEL AGUA DE FORMACIÓN
19PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Densidad del agua a P y T, lbs/pie3 Gravedad especifica del agua, adimensional Factor volumétrico de formación del agua a P y T, BY/BN
DENSIDAD DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝛾𝑤=1,0+0,695∗10− 6∗𝑆
𝜌𝑤=62,4𝛾𝑤𝐵𝑤
Donde S es la concentración de solidos disueltos en mg/litro.
20PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES, %
DEN
SIDA
D D
EL A
GU
A a
14.7
psi
a y
60°F
, lb/
0 5 10 15 20 25 30
7674
72
70
68
66
64
62
60
EFECTOS DE LA SALINIDAD SOBRE LA DENSIDAD DE LA SALMUERA
Fuente: MCCAIN, William, D. Jr. “The Properties of Petroleum Fluids”. PennWell. 2ª Ed.
67
21PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝜌𝑤=62,368+0,438603∗𝑆+1,60074∗10−3∗𝑆2
𝜌𝑤=62,368+0,438603∗10+1,60074∗10− 3∗102
𝜌𝑤=66,9 𝑙𝑏/p ie 3
CORRELACIÓN DE MCCAIN, W.D., JR.2
22PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
DUREZA
TEMPORAL PERMANENTE
mg/litro CaCO3 Tipo de agua
0 – 75 Blanda
75 – 150 Semi - dura
150 – 300 Dura
> 300 Muy dura
Se expresa como el número de equivalentes
de miligramos de carbonato de calcio
(CaCO3) por litro.
23PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
La solubilidad del gas en el agua fue determinada por Dodson y Standing. Utilizaron una gravedad específica del gas igual a 0,655 y midieron la solubilidad en agua dulce y en dos salmueras como ejemplos.
SOLUBILIDAD DEL GAS EN EL AGUA
Fuente: http://gifsanimados.de/agua
24PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Fuente: SMITH, Charles R.; TRACY, G. W.; FARRAR, Lance, R. “Applied Reservoir Engineering”. Vol. 1. OGCI Publications. 1992
RESULTADOS OBTENIDOS DE LA SOLUBILIDAD DEL GAS EN EL AGUA POR DODSON Y STANDING
25PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
MUESTRA LA CORRECCIÓN DE LA SOLUBILIDAD DEL GAS EN EL AGUA DEBIDO A LA SALINIDAD DE LA SALMUERA.
Fuente: SMITH, Charles R.; TRACY, G. W.; FARRAR, Lance, R. “Applied Reservoir Engineering”. Vol. 1. OGCI Publications. 1992
26PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Número de pies cúbicos normales (PCN) de gas que pueden disolverse en una barril normal (BN) de agua cuando ambos son llevados a condiciones de yacimiento.
La solubilidad del gas natural en el agua disminuye con aumentos de la
salinidad del agua y aumentos de presión.
Condiciones de Yacimiento
Gas + Agua
60°F Y 0 psigGas [PCN]
Agua [BN]
SOLUBILIDAD DEL GAS EN EL AGUA
27PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
SOLUBILIDAD DEL GAS EN EL AGUA
Solubilidad de hidrocarburos puros en agua pura a 200°F
Fuente: MCCAIN, William, D. Jr. “The Properties of Petroleum Fluids”. PennWell. 2ª Ed.
PRES
IÓN
, psi
a
SOLUBILIDAD, FRACCIÓN MOLAR DE HIDROCARBURO*
10.000
8.000
0,1
6.000
4.0003.000
2.000
1.0000,2 0,3 0,4 0,5 0,8 1,0 2,0 3,0 4,0 6,0 8,0 10,0
28PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
CORRELACIÓN DE CULBERSON, O.L Y MCKETTA, J.J., JR. *1
Todo el rango de temperaturas y presiones entre 1.000 y 10.000 lpca
𝑅𝑠𝑤𝑝=𝐴+𝐵𝑝+𝐶𝑝2
Fuente: MCCAIN, William, D. Jr. “The Properties of Petroleum Fluids”. PennWell. 2ª Ed.
29PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
CORRELACIÓN DE CULBERSON, O.L Y MCKETTA, J.J., JR.
Donde
𝐴=8,15839−6,12265∗10−2𝑇+1,91663+10− 4𝑇2−2,165 4∗10−7𝑇 3
𝐵=1,01021∗10− 2−7,44241∗10−5𝑇+3,05553∗10− 7𝑇2−2,94883∗10−10𝑇3
𝐶=−9,02505+0,130237𝑇 −8,53425∗10−4 𝑇2+2,34122∗10−6𝑇 3−2,37049∗10− 9𝑇 4 ¿∗10− 7
30PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Ajuste por salinidad
0<S (%) <30 y 70<T (°F)<250
CORRELACIÓN DE CULBERSON, O.L Y MCKETTA, J.J., JR.
R swRswp
=10− 0,0840655ST −0,285854
Donde, T en °F y S en %(1%=10.000ppm).
Fuente: MCCAIN, William, D. Jr. “The Properties of Petroleum Fluids”. PennWell. 2ª Ed.
TOTAL DE SÓLIDO DISUELTOS (TDS), %
𝐒𝐨𝐥𝐮𝐛𝐢𝐥𝐢𝐝
𝐚𝐝𝐝𝐞𝐥𝐠𝐚𝐬
𝐧𝐚𝐭𝐮𝐫𝐚𝐥
𝐞𝐧𝐥𝐚
𝐬𝐚𝐥𝐦
𝐮𝐞𝐫𝐚
𝐒𝐨𝐥𝐮𝐛𝐢𝐥𝐢𝐝
𝐚𝐝𝐝𝐞𝐥𝐠𝐚𝐬
𝐧𝐚𝐭𝐮𝐫𝐚𝐥
𝐞𝐧𝐞𝐥
𝐚𝐠𝐮𝐚
𝐟𝐫𝐞𝐬𝐜𝐚
1,0
0,800,90
0,700,600,50
0,40
0,30
0,20
0,150 10 20 30
31PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
CORRELACIÓN DE McCOY, R.L.
𝑅𝑠𝑤𝑝=𝐴+𝐵𝑝+𝐶𝑝2
𝐴=2,12−3,45∗10− 3𝑇+3,59∗10−5𝑇 2
𝐵=0,0107−5,26∗10− 5𝑇 +1,48∗10−7𝑇 2
𝐶=−8,75∗10−7+3,9∗10− 9𝑇 −1.02∗10−11𝑇 2
Donde
32PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
El factor de corrección por salinidad está dado por:
CORRELACIÓN DE McCOY, R.L.
𝑅𝑠𝑤𝑅𝑠𝑤𝑝
=1−(0,0753−1.73∗10− 4𝑇 )𝑆
Donde, T en °F y S en % (1%=10.000ppm).
33PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/ECUACIONES DE ESTADO
EJEMPLO
Para un gas natural con un TDS de 20.000 ppm, presión de 5.000 lpca y 200 °F, determinar la solubilidad del gas natural en la salmuera.
34PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Correlación de Culberson, O.L y McKetta, J.J., Jr.
• Determinar A, B Y C con T= 200 °F
1,84729
SOLUCIÓN
𝐴=8,15839−6,12265∗10−2∗200+1,91663∗10− 4∗2002−2,1654∗10−7∗2003
35PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
* -2,177674
SOLUCIÓN
𝐵=1,01021∗10− 2−7,44241∗10−5∗200+3,05553∗10−7∗2002−2,94883∗10− 10∗2003
36PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝑅𝑠𝑤𝑝=1,84729+5,080336∗ 10−3∗5.000−2,177674 ∗10−7∗5.0002
Correlación de Culberson, O.L y McKetta, J.J., Jr.
• Calcular solubilidad en agua
PCN/BN
22
SOLUCIÓN
37PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Rsw21,804785
=10−0,0840655∗ 2∗ 200−0,285854
• Ajuste por salinidad
𝑅𝑠𝑤=20,0252 PCN /BN
SOLUCIÓN
38PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Correlación de McCoy, R.L.
• Determinar A, B Y C con T= 200 °F
𝐴=2,12+3,45∗10−3∗200−3,59∗10− 5∗2002
𝐴=1,374
SOLUCIÓN
39PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝐵=0,0107−5,26∗10− 5∗200+1,48∗10−7∗2002
SOLUCIÓN
𝐶=−8,75∗10−7+3,9∗10− 9∗200−1,02∗10−11∗2002
-5,03
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
40
𝑅𝑠𝑤𝑝=1,374+6,1∗ 10−3∗5.00 0−5,03 ∗10−7∗5.0002
• Calcular solubilidad en agua
19,299 PCN/BN
SOLUCIÓN
41PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
R sw19,299
=1− (0,0753−1 ,73∗10− 4∗200 )∗2
• Ajuste por salinidad
17,728 PCN/BN
Correlación PCN/BNMcCoy 17,728Culberson 20,025
SOLUCIÓN
42PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
FACTOR VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DEL AGUA
DE FORMACIÓN
Representa el cambio en el volumen de la salmuera cuando es transportada del yacimiento a la superficie.
Las unidades son barriles en el yacimiento por barriles en superficie a condiciones estándar, bbl/STB
43PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
La solubilidad de los hidrocarburos gaseosos en agua es considerablemente pequeña en comparación con la cantidad de gas que puede se disuelto en el aceite; por lo tanto el gas disuelto tiene poco efecto en el factor volumétrico de formación del agua
FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIÓN DEL AGUA DE FORMACIÓN
Fuente:http://www.gif-animados.net/agua/gotas/
44PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
La concentración y expansión debido a la disminución de temperatura y presión son pequeñas y equivalentes; por lo tanto, el factor volumétrico de formación del agua es numéricamente pequeño; raramente es mayor a 1,06 bbl yac/STB
FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIÓN DEL AGUA DE FORMACIÓN
Fuente:http://www.gif-animados.net/agua/gotas/Fuente:http://www.canalgif.net/Gifs-animados/Clima/Termometros.asp
45PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Fuente: SMITH, Charles R.; TRACY, G. W.; FARRAR, Lance, R. “Applied Reservoir Engineering”. Vol. 1. OGCI Publications. 1992
FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIÓN DEL AGUA DE FORMACIÓN
AB
C
0 100 200 300 400
1,14
1,12
1,10
1,08
1,06
1,04
1,02
1,00
0,98
A= Presión de VaporB= Agua pura saturada con gas natural a 5.000psiaC= Agua pura a 5.000 psia
Fact
or v
olum
étric
o de
l agu
a de
form
ació
n, b
bl/b
bl
Temperatura,°F
46PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Fact
or v
olum
étric
o de
form
ació
n
𝐵𝑤𝑏
Presión de yacimiento 𝑃𝑏00
1.0
FORMA TÍPICA DEL FACTOR VOLUMÉTRICO DELAGUA DE FORMACIÓN COMO UNA FUNCIÓN DE LA PRESIÓN A TEMPERATURA CTE DEL YACIMIENTO
47PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
: factor volumétrico del agua de formación, bbl/STB. : corrección por presión de yacimiento, adimensional. : corrección por temperatura de yacimiento, adimensional.
Donde
𝐵𝑤=(1+∆𝑉𝑊𝑃 ) (1+∆𝑉𝑊𝑇 )
PARA CALCULAR EL FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIÓN DEL AGUA DE FORMACIÓN
Correlación de McCain, W.D., Jr.
48PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Adicionalmente las curvas de cada gráfica se encuentran representadas por las siguientes correlaciones respectivamente:
∆𝑉𝑤𝑡=−1 ,0001∗10− 2+1,33391∗10−4𝑇 +5,50654∗10−7𝑇 2
∆𝑉𝑤𝑝=−1 ,95301∗10− 9𝑝𝑇−1,72834∗10−13𝑝2𝑇 −3,58922∗10−7𝑝−2 ,25341∗10−10𝑝2
PARA CALCULAR EL FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIÓN DEL AGUA DE FORMACIÓN
49PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/ECUACIONES DE ESTADO
EJEMPLO
Usando las correlaciones de McCain, determinar el factor volumétrico de una salmuera conteniendo 20.000 ppm de sólidos disueltos a una presión de 5.000 lpca y una temperatura de 200°F.
50PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Gráfica Ecuación = -0, 108 = -0,102
= 0,039 = 0,039870= 1,02806 BY/BN
SOLUCIÓN
51PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
SOLUCIÓN
-0,002
-0,004
-0,008
-0,0010
-0,0012
-0,006
100 200 500
5000 lpca
4000 lpca
3000 lpca
2000 lpca
1000 lpca
∆ Vwp
TEMPERATURA ◦F
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
100 200 300
TEMPERATURA ◦FFuente: Correlaciones Numéricas P.V.T Carlos Banzer.
∆Vwp como función de presión y temperatura del yacimiento ∆Vwt como función de presión y temperatura del yacimiento
∆Vwt
52PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Resistencia a fluir
Baja, a condiciones de yacimiento
Menores a 1cp
Disminuye a la mitad a medida que PR disminuye a 12.000 psia a 1.000 psia
VISCOSIDAD DEL AGUA DE FORMACIÓN
53PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Una determinación de la viscosidad del agua de formación es posible gracias a los resultados obtenidos por Beal.
VISCOSIDAD DEL AGUA DE FORMACIÓN
54PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
VISCOSIDAD DE AGUA PURA Vs TEMPERATURA
Fuente: SMITH, Charles R.; TRACY, G. W.; FARRAR, Lance, R. “Applied Reservoir Engineering”. Vol. 1. OGCI Publications. 1992
TEMPERATURA,°F
VISC
OSI
DAD
, cp
1,81,71,61,51,41,31,21,1
10,90,80,70,60,50,40,30,20,1
20 60 100 140 180 220 260 300
La curva es promedio entre 14,2 y 7100psia
55PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
RELACIÓN DE VISCOSIDAD ENTRE AGUA SALADA Y PURA Vs SALINIDAD
Fuente: SMITH, Charles R.; TRACY, G. W.; FARRAR, Lance, R. “Applied Reservoir Engineering”. Vol. 1. OGCI Publications. 1992. Modificado.
0 4 8 12 16 20SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES,%
241,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,6
1,5
Viscosidad
𝐬𝐚𝐥𝐦
𝐮𝐞𝐫𝐚
Viscosidad
𝐚𝐠𝐮𝐚
𝐩𝐮𝐫𝐚
300°F
150°F60°F
200°F
56PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
COEFICIENTE DE VISCOSIDAD DEL AGUA DE FORMACIÓN
PRESIÓN
TEMPERATURA
SOLIDOS DISUELTOS
Presión de yacimiento, psia
Visc
osid
ad d
e la
sa
lmue
ra, c
p
12.0000
0
1,0
Fuente: MCCAIN, William, D. Jr. “The Properties of Petroleum Fluids”. PennWell. 2ª Ed.
57PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
COEFICIENTE DE VISCOSIDAD DEL AGUA DE FORMACIÓN
Salmuera 60000ppm a 147lpca a 14.2 lpca. a 7100 lpca. a la presión de vapor
Visc
osid
ad d
inám
ica,
Cp.
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
050 100 150 200 250 300
Temperatura °F
CORRELACIÓNVAN WINGEN
Fuente: Correlaciones Numéricas P.V.T Carlos Banzer. Pág. 127
58PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
CORRELACIÓN VAN WINGEN
¿
Las curvas en esta figura sugieren que los efectos de presión y salinidad son despreciables.
Aproximación promedio a las curvas de la Figura.
59
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
25% NaCl
24
1612
208
0
0 80 120 150 200 240 280 320 360 400TEMPERATURA °F
VISC
OSI
DAD
DEL
AG
UA
Y SA
LMU
ERA
A 1
atm
, Cp
4
10000
lpc8000 600040002000
1.141.121.101.081.061.041.021.00 100 200 300 400
FACTOR
DE COR
RECCIÓN
TEMPERATURA °FFACTOR DE CORRECCIÓN POR PRESIÓN EN FUNCIÓN DE TEMPERATURA SE APLICA A SALMUERAS
Fuente: Correlaciones Numéricas P.V.T Carlos Banzer. Pág. 128
CORRELACIÓN MATTHEWS, CS Y RUSSEL
Fig. (1)
60PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
CORRELACIÓN MATTHEWS, CS Y RUSSEL
Ajuste de las curvas de la figura anterior:
𝜇𝑤=𝐴+𝐵𝑇
T: Temperatura en °FS: Salinidad , % por peso de sólidos disueltos (1%=10.000ppm)
61PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
El factor de corrección por presión:
)
Estas correlaciones fueron desarrolladas para el siguiente rango de datos :
• Ρ ≤ 10.000 Lpca• 60 ≤T(°F)≤ 400• S (%) ≤ 26
CORRELACIÓN MATTHEWS, CS Y RUSSEL
62PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
CORRELACIÓN Mc Cain , W.D., Jr.
Esta correlación es un ajuste de las curvas de la Fig. (1) , dentro de un 5% para temperaturas entre 100 Y 400°F y salinidades hasta 26%, está dada por:
63PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝜇𝑊𝐼=𝐴𝑇𝐵
𝑩=−1,12166+2 ,63951∗10 ‾ ²𝑆– 6,79461∗10⁻ ⁴𝑆 ²−5,47119∗10⁻ ⁵𝑆 ³+1,55586∗10⁻⁶𝑆 ⁴T : Temperatura , °F.S : Salinidad , % por peso de sólidos disueltos ( 1% = 10.000ppm)
CORRELACIÓN Mc Cain , W.D., Jr.
A = 109,574-8,40564 S + 0,313314 S + 8,722213*10² ⁻ S³ ³
64PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
La ecuación ajusta la curva de la figura en un 4% para presiones menores a 10.000 lpca y en 7% para presiones entre 10.000 y 14.000 lpca
CORRELACIÓN Mc Cain , W.D., Jr.
65PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
CORRELACIÓN Mc Cain , W.D., Jr.
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.0001,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
𝐕𝐈𝐒𝐂𝐎𝐒𝐈𝐃𝐀𝐃𝐃𝐄𝐋𝐀𝐆𝐔𝐀𝐕𝐈𝐒𝐂𝐎𝐒𝐈𝐃𝐀𝐃𝐃𝐄𝐋 𝐀𝐆𝐔𝐀𝐀𝟏𝐀𝐓𝐌
PRESIÓN , lpcaFuente: Correlaciones Numéricas P.V.T Carlos Banzer. Pág. 129
Factor de corrección por presión
𝜇𝑤𝜇𝑤𝐼
=0,9994+4,0295∗10− 5𝑃+3,1062∗10− 9𝑃2
66PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
CORRELACIÓN DE McCoy , R.L.:
𝐶=0,02414∗10( 247,8𝑇− 140)
Donde :
La corrección de por salinidad está dada por :
67PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/ECUACIONES DE ESTADO
EJEMPLO
Utilizando las correlaciones de Van Wingen , Matthews C.S y Russel, D.G, McCain, W.D.Jr y de McCoy, R.L. , determinar la viscosidad de una salmuera conteniendo 20.000ppm de solidos disueltos a una presión de 5.000 lpca y una temperatura de 200°F .
68PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
SOLUCIÓN
CORRELACIÓN VAN WINGEN
Por medio de la fig. (1) o de la ecuación de Van Wingen , hallamos :
¿
¿
69PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
GRAFICA 0,32ECUACIÓN 0,313
𝜇𝑤=0,313𝑐𝑝
SOLUCIÓN
70PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
SOLUCIÓN
Por medio de la figura:
𝜇𝑤=0,32
Fuente: Correlaciones Numéricas P.V.T Carlos Banzer. Pág. 127
71
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
25% NaCl
24
1612
208
0
0 80 120 150 200 240 280 320 360 400TEMPERATURA °F
VISC
OSI
DAD
DEL
AG
UA
Y SA
LMU
ERA
A 1
atm
, Cp
4
10000
lpc8000 600040002000
1.141.121.101.081.061.041.021.00 100 200 300 400
FACTOR
DE COR
RECCIÓN
TEMPERATURA °FFACTOR DE CORRECCIÓN POR PRESIÓN EN FUNCIÓN DE TEMPERATURA SE APLICA A SALMUERAS
Fuente: Correlaciones Numéricas P.V.T Carlos Banzer. Pág. 128
𝝁𝑾𝑰=𝟎 ,𝟑
f = 1,016CORRELACIÓN MATTHEWS, C.S Y RUSSEL
SOLUCIÓN
72PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
= 0,30983𝐴=−0,04518+0,009313 (0,02 )−0,000393 (0,02 )2=−0,04333312
Usando la ecuación obtenemos :
CORRELACIÓN MATTHEWS, C.S Y RUSSEL, D.G
SOLUCIÓN
= 70,6340383
73PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
)
= 1,0
El factor de corrección por presión está dado por :
𝜇𝑤=1,0∗0,30983=0,30983
GRAFICA 0,348ECUACIÓN 0,30983
SOLUCIÓN
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
SOLUCIÓN CORRELACIÓN Mc Cain , W.D., Jr.
𝜇𝑊𝐼=𝐴𝑇𝐵
A = 109,574-8,40564 (0,02) + 0,313314(0,02) + 8,722213*10² ⁻ (0,02) = ³ ³109,4060126
= 0,287927
74
75PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝜇𝑤𝜇𝑤𝐼
=0,9994+4,0295∗10− 5𝑃+3,1062∗10− 9𝑃2
1,279
0,287927*1,279 = 0,3681
SOLUCIÓN
𝑩=−1,12166+2 ,63951∗10 ‾ ²𝑆– 6,79461∗10⁻ ⁴ (0,02) ²−5,47119∗10⁻ ⁵(0,02) ³+1,55586∗10⁻⁶(0,02) ⁴=−1,12113237
76PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
MÉTODO GRAFICO CORRELACIÓN McCAIN
Al igual que para la correlación de Matthews y Russel , se lee de la grafica
𝝁𝑾𝑰=𝟎 ,𝟑
SOLUCIÓN
77
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.0001,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
𝐕𝐈𝐒𝐂𝐎𝐒𝐈𝐃𝐀𝐃𝐃𝐄𝐋𝐀𝐆𝐔𝐀𝐕𝐈𝐒𝐂𝐎𝐒𝐈𝐃𝐀𝐃𝐃𝐄𝐋 𝐀𝐆𝐔𝐀𝐀𝟏𝐀𝐓𝐌
PRESIÓN , lpca
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Fuente: Correlaciones Numéricas P.V.T Carlos Banzer. Pág. 129
leemos el factor de corrección por presión =1,27
SOLUCIÓN
𝜇𝑤=1,27∗0,3=0,381
78PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
SOLUCIÓN
CORRELACIÓN DE McCoy , R.L.:
µ𝑤𝑝=0,02414∗10( 247,8366,48−140 )
=0,299𝑐𝑝
Donde :
La corrección de por salinidad está dada por :
𝜇𝑤𝜇𝑤𝑝
=1,0 = *1,00 =0,299 POR LO TANTO
79PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
COEFICIENTE COMPRESIBILIDAD DELAGUA DE FORMACIÓN
Fuente:http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/1089/A5.pdf?sequence=5
Por medio de esta gráfica se puede observar que el coeficiente de compresibilidad isotérmica del aceite presenta una discontinuidad en el punto de burbujeo.
Expansión del agua de formación
Incremento del volumen del sistema
Coefi
cien
te d
e co
mpr
esib
ilida
d is
otér
mic
a,
Presión del yacimiento, psia𝑃𝑏
80PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
La compresibilidad del agua es influenciada por la presión, temperatura, gas en solución y por los sólidos disueltos.
COMPRESIBILIDAD DELAGUA A PRESIÓN POR ENCIMA DEL PUNTO DE BURBUJA
𝐶𝑊=− 1𝑉𝑊 (𝜕𝑉𝑊𝜕𝑃 )
𝑇
𝐶𝑊=− 1𝑃𝑊 (𝜕𝐵𝑊𝜕𝑃 )
𝑇
𝐶𝑊= 1𝑃𝑊 ( 𝜕𝑃𝑊𝜕𝑃 )
𝑇
81PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Fuente: SMITH, Charles R.; TRACY, G. W.; FARRAR, Lance, R. “Applied Reservoir Engineering”. Vol. 1. OGCI Publications. 1992 . Modificado.
COMPRESIBILIDAD DEL AGUA PURA
2,4
2,6
100 140 180 220 26060
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
TEMPERATURA °F
COM
PRES
IBIL
IDAD
DEL
AG
UA
C bb
l/bb
l psi
1000 psi
2000
3000 4000 5000 6000
82PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Fuente: SMITH, Charles R.; TRACY, G. W.; FARRAR, Lance, R. “Applied Reservoir Engineering”. Vol. 1. OGCI Publications. 1992
CORRECCIÓN DE LA SOLUBILIDAD POR GAS EN SOLUCIÓN
0 5 10 15 200,7
0,8
0,9
1,0
SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES, % peso
𝑪𝒘𝒅𝒆𝒍𝒂
𝑺𝒂𝒍𝒎
𝒖𝒆𝒓𝒂
𝑪𝒘𝒅𝒆𝑨𝒈𝒖𝒂𝑷𝒖𝒓𝒂
Presión, psia20.00010.000
0
83PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
1. Correlación de Dodson, C.R. y Standing, M.B.
Donde
PRESIONES POR ENCIMA DEL PUNTO DE BURBUJA
84PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
PRESIONES POR ENCIMA DEL PUNTO DE BURBUJA
El factor de corrección de Cwp por solubilidad del gas
𝐶𝑤𝐶𝑤𝑝
=1+8 ,9∗10− 3𝑅𝑤
Donde Rw es la solubilidad del gas en el agua en PCN/BN.
85PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
La corrección de Cwp por efectos de sólidos disueltos
𝐶𝑊𝐶𝑊𝑃
=1+𝑆0 ,7 (−5 ,2∗10− 2+2 ,7∗10− 4𝑇 −1 ,14∗10−6𝑇 2+1 ,121∗10−9𝑇 3 )
Donde, T se da en ⁰F y S (salinidad) en porcentaje por peso de sólidos disueltos (1%=10.000 ppm).
PRESIONES POR ENCIMA DEL PUNTO DE BURBUJA
86PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
2. Correlación de Osif, T.L:
𝑪𝒘=𝟏
𝟕 ,𝟎𝟑𝟑𝐩+𝟓𝟒𝟏 ,𝟓𝑺−𝟓𝟑𝟕𝑻 +𝟒𝟎𝟑 .𝟑𝟎𝟎
Los rangos son: 1.000<ρ<20.000 200< T(⁰F)<270 0<S<200
Donde:P en lpca, T en ⁰F y S (salinidad) en grs/litro.
PRESIONES POR ENCIMA DEL PUNTO DE BURBUJA
87PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
COMPRESIBILIDAD DELAGUA A PRESIÓN BAJO EL
PUNTO DE BURBUJA
𝐶𝑊=− 1𝐵𝑊 [(𝜕𝐵𝑊𝜕𝑃 )
𝑇
−𝐵𝑔(𝜕𝑅𝑆𝑊𝜕𝑃 )𝑇 ]
SE CALCULA CON:
88PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000
0,002
0,004
0,006
0,008
PRESIÓN, psia
, -PS
I
0
Promedio para todas las temperaturas desde 100°F hasta 250°F
Error promedio desde 150°F hasta 250°F es 9,5% máximo error es 15%
AGUA FRESCA
Fuente: MCCAIN, William, D. Jr. “The Properties of Petroleum Fluids”. PennWell. 2ª Ed.
COMPRESIBILIDAD DEL AGUA
89PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
PRESIONES POR DEBAJO DEL PUNTO DE BURBUJA
El primer término de esta ecuación es Cw a presiones mayores a la presión del punto de burbujeo y se determina mediante las correlaciones anteriormente presentadas.
El segundo término se determina separándolo en tres partes:
90PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
Calculando el factor volumétrico del agua utilizando la siguiente ecuación:
𝑩𝑾=¿ (1+∆𝑽𝒘𝒑 ) (1+∆𝑽 𝒘𝒕 )¿
Calculando el factor volumétrico de la formación del gas.
𝑩𝒘 𝒈=0,00502𝒁𝑻𝑷 ( 𝒃𝒃𝒍𝒔𝒄𝒇 )
PRESIONES POR DEBAJO DEL PUNTO DE BURBUJA
91PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
PRESIONES POR DEBAJO DEL PUNTO DE BURBUJA
Se debe usar un valor de 0,63 para la gravedad específica del gas despedido del agua, éste debe ser tratado como gas natural.
Por lo tanto calculamos la temperatura pseudocrítica y la presión pseudocrítica del gas natural.
Con estos datos se calculan la presión y temperatura pseudoreducida.
Seguidamente se calcula el Z de la gráfica de standing and kats.
92PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
INDICE DE SATURACIÓN
𝐼𝑆𝐿=𝑝𝐻−𝑝𝐻 𝑠
𝑝𝐻 𝑠=𝑝𝐾 2′ +𝑝𝐶𝑎2+¿−𝑝𝐾𝑠
′ − log (2 [ 𝐴𝑙𝑘] )− 𝑙𝑜𝑔(𝛾 ¿¿𝑚)¿ ¿
Índice de saturación de Langelier
Índice de estabilidad de Stiff y Davis
93PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
ÍNDICE DE SATURACIÓN LANGELIER
Concentraciones de solidos totales
disueltos menores a 10.000 ppm
Concepto teórico de saturación
Concentración de CaCO3
94PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
ÍNDICE DE SATURACIÓN LANGELIERISL
Positivo
Depositacion de CaCO3
Negativo
El agua disolverá CaCO3
0Un ligero cambio de temperatura, presión o
concentración de CaCO3,cambiara el ISL
95PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
GRAFICA PARA EL CALCULO DE ISL
Fuente: The water handbook
96PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/ECUACIONES DE ESTADO
EJEMPLO
Alcalinidad: 190 mg de CaCO3/l pH: 6,8Temperatura: 70 FDureza: 240 mg de CaCO3 / l
97PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
7,3
SOLUCIÓN
98PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝐼𝑆𝐿=𝑝𝐻−𝑝𝐻 𝑠
−0 ,5=6 ,8−7 ,3
SOLUCIÓN
EL AGUA ESTÁ CERCANA A LA SATURACIÓN
99PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
ÍNDICE DE ESTABILIDAD DE STIFF Y DAVIS
Concentraciones de solidos totales
disueltos mayores a 10.000 ppm
Especial para salmueras de
yacimientos de petróleo
Introducción de la fuerza iónica
100PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
ÍNDICE DE ESTABILIDAD DE STIFF Y DAVIS
𝑝𝐻 𝑠=𝑝𝐾 2′ +𝑝𝐶𝑎2+¿−𝑝𝐾𝑠
′ − log (2 [ 𝐴𝑙𝑘] )− 𝑙𝑜𝑔(𝛾 ¿¿𝑚)¿ ¿
: logaritmo de la constante de fuerza iónica monoatómica
: logaritmo de la concentración de calcio
: logaritmo de la constante de fuerza iónica biatómica
: logaritmo de la alcalinidad del agua
: logaritmo de coeficiente de actividad de los iones monovalentes
101PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝑝𝐾 2′
𝐼 (𝑀 )=(2,5𝑥10−5[𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠𝑚𝑔 ])∗(𝑆𝑇𝐷 [𝑚𝑔𝑙 ])
ÍNDICE DE ESTABILIDAD DE STIFF Y DAVIS
𝑆𝑖 𝐼<0,5𝑀 𝑙𝑜𝑔 (𝛾𝑚 )=−𝐴𝑍2( √𝐼1+√ 𝐼
−0,2∗𝐼 )
102PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝑆𝑖 0,5𝑀<𝐼<1,0𝑀
A = 1,28 x 106 *D =constante dieléctrica del agua y tiene un valor de 78,3T = temperatura del agua en grados Kelvin.Z = número de oxidación de las especies químicas en cuestiones, que para iones monovalentes es 1
𝑙𝑜𝑔 (𝛾𝑚 )=−𝐴𝑍2( √𝐼1+√ 𝐼 )
ÍNDICE DE ESTABILIDAD DE STIFF Y DAVIS
103PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
ÍNDICE DE ESTABILIDAD DE STIFF Y DAVIS
𝑝𝐾 2′
𝑝𝐾 2=2 .902,39𝑇
+0,02379 (𝑇 )−6,498
𝐾 2=10−𝑝𝐾2
𝑙𝑜𝑔 (𝛾𝑑)=− 𝐴𝑍2( √ 𝐼1+√𝐼 )
104PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
𝐾 2′=𝐾 2
𝛾𝐷
𝑝𝐾 2′= log ( 1
𝐾 2′ )
ÍNDICE DE ESTABILIDAD DE STIFF Y DAVIS
105PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
ÍNDICE DE ESTABILIDAD DE STIFF Y DAVIS
𝑝𝐾 𝑠′
𝑝𝐾 𝑠=0,01183∗𝑡+8,03
𝐾 𝑠=10−𝑝𝐾𝑠
𝐾 𝑠′ =𝐾 𝑠
(𝛾𝑑)2𝑝𝐾 𝑠
′ =𝑙𝑜𝑔 ( 1𝐾 𝑠′ )
106PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
ÍNDICE DE ESTABILIDAD DE STIFF Y DAVIS
𝐶𝑎2+¿[𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 ]= [𝐶𝑎+2 (𝑚𝑔𝑙 )]∗ 10− 3
40¿
𝑝𝐶𝑎2+¿=log ¿¿
𝑝𝐶𝑎2+¿ ¿
107PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
ÍNDICE DE ESTABILIDAD DE STIFF Y DAVIS
[𝐴𝑙𝑘(𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 ) ]= [𝐶𝑎𝐶𝑂3( 𝑚𝑔𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 ) ]∗10− 3
100
log (2 [𝐴𝑙𝑘 ] )
108PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
NORMATIVIDAD PARA EL VERTIMIENTO DE AGUAS
DECRETO 1594 DE 1984
DECRETO 3930 DE 2010
PROYECTO DE NORMA
109PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
DECRETO 1594 DE 1984
Se sientan las bases para el vertimiento de aguas.
Se establecen las EMAR (Entidades encargadas del manejo y administración del recurso)
Se presentan los valores máximos de pH, temperatura, cantidad de grasas y aceites, carga máxima permisible y demás elementos que regulan el vertimiento de las aguas .
110PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
DECRETO 3930 DE 2010
Actualmente establece las disposiciones relacionadas con los usos del recurso hídrico, el Ordenamiento y los vertimientos al recurso hídrico
Parámetros específicos del agua para que pueda ser usada en diversas actividades.
Solo se permite la inyección de las aguas provenientes de la exploración y explotación petrolífera y de gas natural, siempre y cuando no se impida el uso actual o potencial del acuífero.
111PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
PROYECTO DE NORMA
Busca generar estándares de
vertimientos en cada industria
Se establecen los parámetros y valores
límites máximos permisibles en
vertimientos puntuales.
Se muestran en tablas los parámetros y sus
valores maximos
112PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
PARÁMETRO UNIDADESVALORES LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES
CUERPO DE AGUA SUPERFICIAL ALCANTARILLADO PÚBLICO
GeneralesDemanda Química de Oxígeno (DQO) mg/L O2 400,0 600,0
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) mg/L O2 200,0 300,0
Sólidos Suspendidos Totales (SST) mg/L 180,0 200,0Sólidos Sedimentables (SSED) mL/L 5,0 10,0Grasas y Aceites mg/L 50,0 50,0Fenoles mg/L 0,2 0,2Sustancias Activas al Azul de Metileno (SAAM) mg/L 15,0 15,0
HidrocarburosHidrocarburos Totales (HTP) mg/L 10,0 10,0
NutrientesFósforo Total (P) mg/L 3,0 5,0
Compuestos NitrogenadosNitrógeno Total (N) (*) mg/L 10,0 (*) 10,0 (*)
Fuente: Proyecto de norma. Modificado
PROYECTO DE NORMA
113PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
La producción de este fluido ha llegado a ser de preocupación para la industria petrolera, debido a que esta agua se tiene que tratar cuidadosamente y el costo de este proceso es elevadoEl agua de formación tiene que ser reinyectadaProducción del agua de formación se incrementa
a medida que el reservorio de petróleo/gas es drenado
AGUA DE FORMACIÓN
114PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
El costo de la producción de petróleos con un alto contenido de agua es mas elevado
De acuerdo a las leyes ambientales de cada país esta agua puede ser reinyectada o descargada en el medio ambiente siempre y cuando cumpla con las especificaciones y parámetros químicos.
El proceso de re-inyección es costoso
AGUA DE FORMACIÓN
115PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
BIBLIOGRAFÍA
• MCCAIN, William D, jr. The properties of petroleum fluids. 2da edicion. Oklahoma. Pennweell books, 1990.
• Oilfield Waters Sistems Second Edition , DR Charles C.
Patton
• Correlaciones Numéricas P.V.T , Carlso Bánzer S.
116PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
• Capitulo II Propiedades de los Fluidos- UNAM
• La Dureza del Agua, Seminario Agua, Especializacion y
Maestría en Ingeniería Ambiental.Universidad Tecnológica
Nacional.• MacCain William D. The Properties of Petroleum Fluids.
Second Edition.
• SMITH, Charles R.; TRACY, G. W.; FARRAR, Lance, R. “Applied Reservoir Engineering”. Vol. 1. OGCI Publications. 1992. (Modificado)
BIBLIOGRAFÍA
117PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO
PREGUNTA
S
TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
118PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO TERCERA UNIDAD/PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN
FIN DE PROPIEDADES DEL AGUA DE FORMACIÓN