fluidos de yacimiento

7/23/2019 Fluidos de Yacimiento

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Unidad:Instituto Tecnolgico Superior de

Coatzacoalcos.EdicinNo. 1

Fecha de Edicin:Agosto 2015

Departamento: Ingeniera Petrolera

Materia:Mecnica de fluidos.

!P"SICI"#$ %&IP" #o. '

M(T)I(: MC*#IC( D +,&ID"S

C()))(: INGENIERA PETROLERA


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E!ETRE:C&()T"

GRUPO:(


3/89






D"C#T: ING" #ARINA ATR$ ANTONIO

,(-")(D" P"):1. A%enas &asti''o (enis A'ond%a 1)0*0100. &+e,as Ra-o .i,iana Ange'ina 1)0*012//. (a Ag+i'e%a (enise 1)0*010


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0. Len .a',e%de L+is Antonio 1)0*01/3. Ochoa Rod%g+e I,4n 1)0*01*32. Pa'acios Lo-a +'io es6s 1)0*02**

&oatacoa'cos .e%ac%+"7 a de se8tie9%e de 2015"


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Contenido

INTRODUCCIN 3

CONCEPTOSBSICOS 4PROPIEDADESFSICASDELOSFLUIDOS 8Diagramas de fase 10Medicin de fluidos de yacimiento 14

Seleccin del pozo para muestreo 16


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Clasificaci de l!s "acimie#!s seg$ l!s fl%id!s &%e c!#iee 17Aplicaciones en la ingeniera petrolera 19

C!cl%si 20Bi'li!graf(a 21


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I#r!d%cci

Los fluidos de yacimiento raramente existen como lquidos y gases simples que rellenan

estructuras monolticas. Su generacin, migracin y acumulacin estn afectadas por

procesos diversos que se traducen en composiciones y distribuciones de fluidos compleas.


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Las variaciones producidas en la composicin de la materia orgnica original y los procesos

que tienen lugar durante la migracin y la acumulacin de los !idrocarburos, a menudo

incrementan su compleidad composicional. "na vez en sitio, los fluidos de yacimiento

pueden equilibrarse y todava ex!ibir gradientes composicionales grandes.


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"n yacimiento de petrleo contiene gas, crudo y agua. #ebido a que dic!o yacimiento se

encuentra a miles de $m%ft de profundidad del suelo, la cantidad de tierra y rocas que !ay

encima de &ste eercen grandes presiones sobre el gas y el crudo a! presentes. 'l volumen

del crudo y el gas varan con la presin.


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(igura ). (luidos de yacimientos.

C!ce)#!s '*sic!s

*uando !ablamos de fluidos en los yacimientos, se deben conocer ciertos conceptos que

son de gran relevancia en el comportamiento de los mismos.


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+idrocarburos Los !idrocarburos -+* son unos compuestos orgnicos que se

encuentran en la naturaleza y estn constituidos de +idrgeno y carbono. 'stos

pueden ser livianos o pesados -seg/n la cantidad de tomos de carbn que

contengan y se pueden encontrar en estado gaseoso, lquido o slido.


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0gua de yacimiento Las aguas asociadas con los yacimientos de gas o petrleo, se

denominan 0guas del 1acimiento, y se clasifican seg/n su gen&tica, y seg/n su

forma de aparicin.

Sustancia pura Llamamos sustancia pura a cualquier material que tiene unas

propiedades caractersticas que la distinguen claramente de otras. 0lgunas de estas


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propiedades son difciles de medir como color, olor, sabor2 pero otras se pueden

determinar con exactitud, por eemplo la densidad o las temperaturas de fusin y

ebullicin en unas condiciones dadas.

(ase 'l t&rmino fase define a alguna parte !omog&nea y fsicamente distinta de un

sistema, la cual es separada de las otras partes del sistema por alg/n lmite definido.


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#iagrama de fase una sustancia pura Los diagramas de fase permiten tener idea del

comportamiento de los fluidos en base a alteraciones de presin, temperatura y

volumen entre otras propiedades. Los ms empleados en la industria de los

!idrocarburos son los diagramas de presin temperatura, presin volumen.


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Fig+%a 2" (iag%a9a de ;ase de +nas+stancia 8+%a"


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3as seco 'l gas seco representa una mezcla de !idrocarburos constituido

fundamentalmente por metano y un menor porcentae de !idrocarburos intermedios.

'ste gas no posee mol&culas de !idrocarburos lo suficientemente pesadas como para

tender a formar una fase lquida. #ebido a que el gas seco bao condiciones de

superficie y en el yacimiento no cae en la regin de dos fases -formacin de


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lquido no tiene un valor estimado de gravedad 045. 'l gas seco presenta un 63L

mayor de )77777 4*8%98 -relacin gas:lquido.

3as !/medo 'l gas !/medo est formado por una mezcla de !idrocarburos con un

mayor contenido de componentes intermedios y pesados en comparacin con los

gases secos. La denominacin de gas !/medo se refiere a que a las condiciones de


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separacin luego de ser extrado del yacimiento, la mezcla cae en la regin de dos

fases generando relaciones gas ; lquido mayores a )


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3as condensado Los gases condensados son tambi&n denominados gases

retrgrados, y en su composicin qumica todava predomina un alto porcentae de

metano, pero posee una cantidad de relativamente mayor de !idrocarburos pesados

en comparacin a los gases secos y !/medos. Los gases retrgrados contienen

lquido disuelto, su relacin de gas ; condensado -63* es mayor de ?@77


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4*8%98. La gravedad 045 del condensado oscila entre A7 y =7> 045. 'l color del

condensado puede ser incoloro o amarillo claro tornndose ms oscuro al aumentar

su contenido de componentes pesados *


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4etrleo voltil Los crudos voltiles estn formados por !idrocarburos menos

pesados y mol&culas ms intermedias que en el caso de los crudos negros,

abarcando desde el etano !asta los !exanos. Los crudos voltiles son tambi&n

llamados crudos de alta merma o tambi&n crudos cuasicrticos. 4ara que el crudo

voltil pueda ser identificado debe tener una 634 inicial entre @777 y ??77


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4*8%98, el lquido del tanque es usualmente marrn, narana o verde en algunos

casos y su gravedad 045 es mayor a A7 grados.

*rudo negro Los crudos negros estn compuestos de una gran variedad de especies

qumicas incluyendo las mol&culas grandes, pesadas y no voltiles. 'l color


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caracterstico de este fluido es verde oscuro o negro y presenta un 634 -relacin

gas ; petrleo menor de )C


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LI+IANO ,-. /API 0 1-

2EDIANO 3- . /API 0 ,-

PESADO 4- 0 /API 0 3-

E5TRA PESADO 6 BITU2EN7 /API . 4-


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Dabla ). *lasificacin de los petrleos negros seg/n su gravedad 045.


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(igura ?. (luidos presentes en un yacimiento.


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Pr!)iedades f(sicas de l!s fl%id!s

3E6i La relacin 3as : 0ceite inicial -3as Eil 6atio indica que tanto gas !ay por

cada barril de crudo, todo en condiciones estndar -=7>(, )A,Cpsi.


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'l volumen del gas se mide en pies c/bicos estndar -S*(.

'l crudo se mide en barriles en tanque de almacenamiento -SD9.

'sta relacin es clave para determinar el tipo de crudo en un yacimiento.


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6s 's la cantidad de gas en solucin que tiene el crudo -disuelto dentro de &l.


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9o 'l factor volum&trico de formacin del aceite -9o compara los vol/menes de

crudo y gas disuelto en el yacimiento contra el volumen de ese crudo en superficie

-a condiciones estndar.


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res 9l 's el volumen del crudo y del gas disuelto dentro del crudo, en el

yacimiento. #ebido a las altas presiones, el volumen del gas es reducido

dramticamente en comparacin a su volumen arriba en la superficie.


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SD9 Stoc$ Dan$ 9arrel o barril en tanque de almacenamiento. 's el volumen

que ocupa el slo crudo -sin gas a condiciones estndar -=7>( y )A.Cpsi de

presin absoluta.

*on que esto se tiene para el 9o


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'l 9o siempre es mayor que uno.

'l 9o -factor volum&trico del aceite tambi&n es afectado por la liberacin de gas,

cuando la presin del crudo cae por debao de la presin de burbua.


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La expansin del crudo por disminucin en la presin es compensada por la

temperatura, si esta llegase tambi&n a reducirse.

3ravedad o grados 045's una escala adoptada por la 0merican 4etroleum 5nstitute

-045 para determinar la gravedad especfica o densidad de un !idrocarburo. 'ntre ms

grados 045 se obtiene un !idrocarburo de ms baa densidad.


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*oeficiente de Fiscosidad La viscosidad en los fluidos influye en la facilidad de estos

para fluir. *uando se tiene un valor alto de viscosidad, el fluido tiene muc!a resistencia

al fluo. 4ara los !idrocarburos, la viscosidad vara por la presin y la temperatura. 'n

el caso de la presin, cuando el crudo baa de la presin de burbua y comienza la

liberacin de gas, la viscosidad aumenta notablemente


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Diagramas de fase

#iagrama presin:temperatura Los diagramas de fase ms sencillos son los de

presin : temperatura de una sustancia pura, muestran las condiciones bao las

cuales las distintas fases de una sustancia pueden estar presentes. 'l ee de


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ordenadas se coloca la presin y en el de abscisas la temperatura. 3eneralmente,

para una presin y temperatura dadas, el cuerpo presenta una /nica fase excepto en

las siguientes zonas


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4unto triple 'n este punto del diagrama coexisten los estados slido, lquido y

gaseoso. 'stos puntos tienen cierto inter&s, ya que representan un invariante y por lo

tanto se pueden utilizar para calibrar termmetros.

's importante seGalar que la curva que separa las fases vapor:lquido se detiene en

un punto llamado punto crtico. Ms all de este punto, la materia se presenta como


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un fluido supercrtico que tiene propiedades tanto de los lquidos como de los gases.

Modificando la presin y temperatura en valores alrededor del punto crtico se

producen reacciones que pueden tener inter&s industria.


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Fig+%a )" (iag%a9a de' ag+a"


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#iagrama presin ; volumen *onsidere la expansin a temperatura constante

ilustrada por la lnea ):? de la siguiente figura. 'l punto en el cual las primeras

mol&culas dean el lquido y forman una pequeGa burbua de gas, es llamado punto

de burbua. 'l punto en el cual solamente queda una pequeGa gota de lquido, es

conocido como punto de roco.


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(igura


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por la cual los diagramas de fase varan significativamente con respecto a una

sustancia pura, como se muestra a continuacin.

#iagrama presin ; temperatura 'n este caso ya no se tiene una curva de

presin en funcin directa con la temperatura sino que se obtiene un


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diagrama de fases o envolvente que surge a partir de las curvas para de

sustancias puras de las cuales est compuesto el sistema de dos fases.


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(igura =. #iagrama de fases o envolvente.

4ara una sustancia pura un descenso en la presin causa un cambio de fase

de lquido a gas en la lnea de presin de vapor. 5gualmente en el caso de un

sistema de dos componentes un descenso en la presin ocasiona un cambio

de fase de lquido a gas a temperaturas por debao de la temperatura crtica.


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Fig+%a 3" (iag%a9a en,o',ente conca9ios de 8%esin"


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4unto cricondenbrico 4unto de mxima presin a la cual las fases liquidas y vapor

pueden coexistir.

4unto cricondent&rmico 4unto de mxima temperatura a la cual las fases liquidas y

vapor pueden coexistir.


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4unto crtico -sistema dual 0 diferencia de un sistema simple, las dos fases pueden

existir por encima de estas condiciones -4 y D.

Lquido saturado 's aquel lquido que se encuentra en equilibrio con vapor.

4unto de roci 'stado de un sistema completamente gaseoso que est en equilibrio con

una cantidad infinitesimal de lquido.


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*urva del punto roco 4osicin de los puntos de presin y temperatura a la cual se

forma la primera gota de lquido. 0l pasar un sistema del estado gaseoso a la regin de

dos fases.

4resin de burbua 's la presin donde aparece la primera burbua de gas en el petrleo

que esta lquido en el yacimiento. 0 esta presin se dice que el lquido est saturado.


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'l comportamiento de fases se ve influenciado por cuatro factores fsicos, los cuales son

4resin

0traccin molecular

'nerga cin&tica

6epulsin molecular.


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2edici de fl%id!s de "acimie#!

Las mediciones se realizan de dos maneras


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0quellos que se miden en el campo durante las pruebas de produccin presin,

temperatura, relacin gas:petrleo, gravedad 045 y color de lquido en el tanque.

46"'90S #'

46E#"**5E8

H #SD -#65LL SD'M D'SD583

H 4LD -46E#"*D5E8 L5I"5# D'SD583


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(igura J. Mediciones realizadas en campo.


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ED60S 46"'90S

#' 46E#"**5E8

H 2DT-4robador Modular de la #inmica de (ormacin

H RFT-Multiprobador de (ormaciones

H C8DT -4robador de la #inmica de la (ormacin en

4ozos 'ntubados

H CFA-0nalizador de la *omposicin de (luidos


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(igura K. Etras pruebas realizadas en campo.

0quellos que se obtienen en laboratorio usando muestras representativas y simulando el

comportamiento de los fluidos durante el agotamiento isot&rmico de presin.


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0nlisis 4FD

Ferificacin de la informacin 4FD disponible

#eterminacin de la representatividad de las muestras

Falidacin de la consistencia interna de los informes 4FD

4osible variacin areal y vertical de las propiedades 4FD


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Seleccin y preparacin de los datos 4FD a utilizar

0uste de la ecuacin de estado seg/n el obetivo de estudio

46"'90S 4FD #'L09E60DE65E

H 6ecombinacin

H *omposicinH 4rueba **' -*E8SD08D *EM4ES5D5E8 '408S5E8

H 4rueba *F# -*E8SD08D FEL"M' #'4L'D5E8H 4rueba de separador


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(igura )7. 4ruebas 4FD de laboratorio


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.

Selecci del )!9! )ara m%es#re!


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+ay ciertas caractersticas que se deben tener en cuenta al momento de seleccionar el pozo

para realizar el muestreo de los fluidos

La produccin del pozo debe ser estable antes del muestreo.


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#ebe tener un alto ndice de productividad del tal manera que la presin alrededor del

pozo sea la ms alta posible.

#ebe ser un pozo nuevo y presentar poca formacin de lquido en el fondo.

La 634 y 045 del condensado deben ser representativas de varios pozos.


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8o debe producir agua libre. 'n caso de que el pozo de prueba est& produciendo agua

se recomienda tomar la muestra en un separador trifsico.


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Clasificaci de l!s "acimie#!s seg$ l!s fl%id!s &%e c!#iee

1acimientos de gas seco La mezcla de !idrocarburos permanece en fase gaseosa a

condiciones de yacimiento y de superficie. Sin embargo, en algunas oportunidades se

forma una pequeGa cantidad de lquido, la cual no es superior a )7 98%MM4*8=. 'l

gas est compuesto principalmente por metano -N *)OK7 con pequeGas cantidades de


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pentano y ms pesados -N *< BP)N. La obtencin de lquidos del gas producido solo

se alcanza a temperaturas criog&nicas -bao 7 >(

1acimiento de gas !/medo Los gases !/medos tienen un mayor porcentae de

componentes intermedios y pesados que los gases secos. La temperatura de estos


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yacimientos tambi&n es mayor que la cricondert&rmica del gas !/medo. 'l lquido

producido es incoloro con gravedad 045 mayor a =7>

1acimiento de gas condesado 'l gas condensado se puede definir como un gas con

lquido disuelto. 'l contenido de *) es mayor de =7N y el *CB menor de )@.


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La mezcla de !idrocarburos a las condiciones iniciales de presin y temperatura se

encuentra en fase gaseosa o en el punto de roco . La temperatura del yacimiento tiene

una valor entre la temperatura crtica y la cricondent&rmica de la mezcla. 'l gas

presenta condensacin retrgrada durante el agotamiento isot&rmico de presin.


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1acimientos de petrleo voltil La mezcla de !idrocarburos se encuentra inicialmente

en estado lquido cerca del punto crtico. La temperatura del yacimiento es ligeramente

menor que la crtica de la mezcla 'l equilibrio de fases de estos yacimientos es

precario y se produce un alto encogimiento del crudo -!asta de un A


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presin cae ligeramente por debao de la presin de burbueo La 634 de estos

yacimientos se encuentra en el rango de @777 a


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1acimientos de petrleo negro o baa volatilidad 'l petrleo de baa volatilidad -9lac$

Eil se caracteriza por tener un alto porcentae de *CB -OA7N La temperatura de

yacimiento es muy inferior a la temperatura critica La 634 es menor de @777 4*8%98

'l petrleo de tanque tiene una gravedad 045 menor de A7> y un color negro o verde

oscuro 'l factor volum&trico regularmente es inferior a ).< 91%98.


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A)licaci!es e la igeier(a )e#r!lera

'l primer paso que se realiza luego de descubrir un yacimiento de !idrocarburos es

determinar el estado en que se encuentra la mezcla y esto es posible mediante la

determinacin de algunas de las propiedades mencionadas anteriormente, tales como la


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634, la gravedad 045 y el factor volum&trico. 'sto se !ace en base a la caracterizacin de

mezcla de !idrocarburos en estado gaseoso, tales como gas seco, !/medo y condensado.


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C!cl%si

'l tipo de fluido de yacimiento puede ser identificado por parmetros como relacin gas:

petrleo de produccin inicial -634i, gravedad del lquido de tanque -045 y color.


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'xisten cinco tipos de fluidos de yacimiento identificados seg/n las caractersticas que

presenten en superficie crudo negro, crudo voltil, gas condensado, gas !/medo y gas

seco.

0 medida que aumenta la cantidad de gas producido, seg/n el tipo de fluido, aumenta la

634 y la gravedad 045 tiende a aumentar.


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'n el caso del gas condensado la 4resin se debe tratar de mantener por encima de la

4resin de 6oco -4r, para evitar que los componentes pesados se condensen y se genere el

fenmeno de condensacin retrgrada.

'l yacimiento de gas seco no produce lquido en superficie ni en el yacimiento a medida

que declina la presin.


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Bi'li!graf(a

9riones Mario. -@77= .*aracterizacin de los fluidos presentes en el yacimiento tomando

en cuenta el comportamiento termodinmico y otros parmetros fundamentales. 9arcelona

"niversidad de Eriente. 6ecuperado de !ttp%%es.slides!are.net%tonitatique%=?A@77J=:

caracterizaciondefluidos


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Mousalli Fictoria. -#esconocido. (luidos del yacimiento. #esconocido. 6ecuperado de

!ttp%%Qebdelprofesor.ula.ve%ingenieria%mvictoria%materia%3'ELE350#'L4'D6EL'E%D

'M0N@7=N@7(L"5#ESN@7#'N@710*5M5'8DE.pdf

*ree$ Refferson. -@7)7. Laboratorio de fluidos de fondo. +ouston Eilfield 6evieQ.

6ecuperado de


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fluidos de yacimiento

Documents