presentación(2)

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COMPORTAMIENTO DE FASES DE HIDROCARBUROS

1

PRÓLOGO

Esta asignatura ha sido preparada para los alumnos del Programa de Reservorios, con

el objetivo principal de proporcionar a los profesionales un material que facilite su

estudio y comprensión.

Hoy día uno de los temas más polémicos que se dan en el campo petrolero y sus

diferentes áreas; por lo tanto hay que asumir los nuevos retos de cambio y

transformación del país, buscando mejorar la calidad de los profesionales y la calidad

de vida de la sociedad.

Para ser parte de ese cambio la Dirección Regional de Post Grado le presenta el

material que busca facilitarle su estudio y comprensión, pero no por ello constituye una

fuente absoluta de conocimientos sobre el tema, para poder complementar lo aquí

expuesto se deben consultar otras fuentes bibliográficas disponibles en la biblioteca de

la universidad o aquellos materiales que sean de sugerencia del docente.

El material se encuentra dividido en dos partes, la primera presenta la introducción del

mismo donde pueden encontrar la identificación del módulo, la planificación del

contenido y la guía de las actividades. Por otra parte la segunda sección fue elaborada

por el docente que contiene un resumen de los temas más importantes a tratar para

cumplir con los objetivos de la asignatura.

Una vez concluido el módulo si el postulante ha logrado adquirir o enriquecer sus

conocimientos y, por sobre todas las cosas, desarrollar habilidades se puede decir que

se ha cumplido nuestro cometido lo cual nos hará sentir satisfechos.

Msc. Katia Viruez Algarañaz

Directora Regional de Post Grado

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ALEJANDRA DEL CARMEN KLINSKY ALBA

I. DATOS PERSONALES

Profesión : Ingeniero Civil Nacionalidad : Boliviana C.I. : 4562621 S.C. E-mail : [email protected]

II. EDUCACION

Maestría en Ingeniería y Gestión del Gas Natual Universidad de Oklahoma, Oklahoma, USA

Ingeniería Civil - Universidad Privada de Santa Cruz (UPSA), Santa Cruz, Bolivia.

III. EXPERIENCIA PROFESIONAL

Fiscal de Obra en el Gobierno Autónomo de Santa Cruz de la Sierra.

Asistente Post-graduado Investigación - Universidad de Oklahoma, Oklahoma, USA.

Asistente Post-graduado de enseñanza - Universidad de Oklahoma, Oklahoma, USA.

IV. PUBLICACIONES

Analisis de Producción con flujo bifásico para Reservorios Hidraulicamente fracturados, Klinsky A, Callard J. Analisis de Producción en pozos Horizontales Multifracturados incluyendo el efecto de adsorción, mojabilidad mixta y doble porsidad. Kalakkadu S, Klinsky A, Callardj Devegowda D.

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IDENTIFICACIÓN

Programa: Reservorios Módulo: Comportamiento de Fases de Hidocarburos

OBJETIVO GENERAL

Capacitar a los profesionales en el comportamiento termodinámico de las fases constituyentes de un fluido de reservorio para la generación de tablas de propiedades utilizando correlaciones, realizar el análisis composicional y ejecutar el cálculo de equilibrio de fases.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Clasificar los fluidos de reservorio según el comportamiento termodinámico de fases

Generar tablas de propiedades en función a la presión utilizando reportes de laboratorio

Interpretar correlaciones gráficas para el cálculo de propiedades

Utilizar MS Excel para el cálculo automático de propiedades mediante correlaciones

Generar tablas de propiedades en función a la presión utilizando correlaciones

Estimar las propiedades críticas de un gas natural dada su composición

Modelar la ecuación de estado de sustancias puras y compuestos de hidrocarburos

Utilizar MS Excel para el cálculo automático de la ecuación de estado

Modelar el equilibrio termodinámico de un sistema vapor/líquido

Utilizar MS Excel para el cálculo automático del equilibrio termodinámico

PLAN TEMÁTICO

UNIDAD 1: Introducción a Fluidos de Reservorios Tipos de empuje natural de un reservorio. Rol de las propiedades PVT en el modelaje de los empujes naturales. Clasificación de fluidos de reservorios según el compartimiento de diagrama de fase vapor/líquido y según tablas de propiedades relevantes. Descripción gráfica de la expansión isotérmica de hidrocarburos líquidos con gas en solución y de gas con condensados.

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UNIDAD 2: Cálculo de Propiedades con Métodos gráficos y Correlaciones Descripción del comportamiento termodinámico de las propiedades de las fases petróleo, gas y agua sujetas a condiciones isotérmicas y despresurización. La presión de burbuja y la solubilidad de la fase petróleo. El factor volumétrico de formación, la compresibilidad isotérmica y viscosidad de la fase petróleo en condiciones tanto saturado como insaturado de gas. La presión crítica, la temperatura crítica, el factor volumétrico de formación, el factor de compresibilidad, viscosidad y compresibilidad isotérmica de la fase gas. El factor volumétrico de formación, compresibilidad isotérmica y viscosidad de la fase agua. Determinación de las propiedades de las fases petróleo, gas y agua con correlación gráfica, numérica y automatizada en MS Excel. UNIDAD 3: Cálculo Composicional de Propiedades de un Gas natural Fundamentos de la teoría cinética de los gases. La ecuación de estado de Van der Waals. Fundamentos de las ecuaciones de estado Cúbicas. Ecuaciones de estado Benedict-Webb-Rubin y Soave-Redlich-Kwong. Ecuación de estado Peng-Robinson para un compuesto de hidrocarburos. Cálculo en MS Excel de la presión crítica y temperatura crítica de un gas natural con corte en heptanos más superiores y ajustando por lo los contaminantes dióxido de carbono, ácido sulfhídrico, nitrógeno y agua. Calculo en MS Excel del factor volumétrico de formación, el factor compresibilidad, viscosidad y compresibilidad isotérmica de un gas natural. Cálculo en MS Excel de curvas isotérmicas de presión versus volumen de un gas natural. UNIDAD 4: Equilibrio termodinámico de un sistema vapor/líquido Fundamentos de la termodinámica de un sistema vapor-líquido. Fugacidad de una fase. Cálculo en MS Excel del equilibrio de un sistema vapor-líquido y el diagrama de fases de un hidrocarburo utilizando la ecuación de estado Peng-Robinson.

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METODOLOGÍA

El método esencial que se aplicará es el interactivo, con el propósito que se logre manejar los

instrumentos conceptuales y poder así realizar análisis técnicos.

Las estrategias de enseñanza se basarán en:

1.- Exposiciones orales.

2.- Clases participativas.

3.- Exposición y debates (talleres).

4.- Trabajos prácticos (evaluación).

5.- Evaluación periódica

6.- Evaluación final (examen final).

8.- Metodología de seguridad

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PLANIFICACIÓN POR ENCUENTRO

FECHA UNIDADES ACTIVIDADES ORIENTACIONES PARA EL PRÓXIMO ENCUENTRO

23/08/2014

1

Introducción a Fluidos de

Reservorios 2

Cálculo de Propiedades con Métodos

gráficos y Correlaciones

Previa lectura del material se

explicarán los siguientes temas: 1.1 Empujes naturales

1.2 Diagrama de fase vapor-líquido

1.3 Clasificación de fluidos de reservorios

1.3.1 Distinción según propiedades relevantes.

1.4 Descripción gráfica de la expansión isotérmica

1.4.1 Expansión de hidrocarburos líquidos con gas en solución 1.4.2 Expansión de gas con

condensados.

2.1 Definición de una función en MS Excel

2.2 Propiedades de la fase petróleo

2.2.1 Presión de burbuja 2.2.2 Solubilidad del Gas

Revisar los temas que se abordarán en el próximo

encuentro, prepararse para el Primer Control Académico y prepararse para la Primera

Exposición Grupal

30/08/2014

2




explicarán los siguientes temas: 2.2.3 Factor volumétrico de

formación 2.2.3.1 Insaturado de Gas 2.2.3.2 Saturado de Gas

2.2.4 compresibilidad isotérmica 2.2.4.1 Insaturado de Gas 2.2.4.2 Saturado de Gas

2.2.5 Viscosidad 2.2.5.1 Insaturado de Gas 2.2.5.2 Saturado de Gas

2.2.6 Calculo de propiedades 2.2.6.1 Según correlación gráfica 2.2.6.2 Computada en MS Excel 2.3 Propiedades de la fase gas

2.3.1 Presión crítica 2.3.2 Temperatura crítica

2.3.3 Factor volumétrico de formación

2.3.4 Factor de compresibilidad 2.3.5 Viscosidad

2.3.6 Compresibilidad isotérmica 2.3.7 Calculo de propiedades


encuentro, prepararse para el Segundo Control Académico y prepararse para la Segunda

Exposición Grupal

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7

2.3.7.1 Según correlación gráfica 2.3.7.2 Computada en MS Excel

Desarrollo del Primer Control

académico.

Desarrollo de la Primera Exposición Grupal

06/09/2014

2



3

Cálculo Composicional de Propiedades

de un Gas natural


explicarán los siguientes temas: 2.4 Propiedades de la fase agua

2.4.1 Factor volumétrico de formación

2.4.2 Viscosidad 2.4.3 Compresibilidad isotérmica

2.4.4 Calculo de propiedades 2.4.4.1 Según correlación gráfica 2.4.4.2 Computada en MS Excel

2.5 Generación de tablas de propiedades

3.1 Teoría cinética de los gases. 3.2 Ecuación de estado de Van

der Waals. 3.3 Fundamentos de las

ecuaciones de estado Cúbicas. 3.3.1 Ecuación de Benedict-

Webb-Rubin 3.3.2 Ecuación de Soave-Redlich-

Kwong. 3.3.3 Ecuación de Peng-Robinson

3.4 Cálculo composicional de propiedades de un gas natural

3.4.1 Presión crítica 3.4.2 Temperatura crítica

Desarrollo del Segundo Control académico.

Desarrollo de la Segunda

Exposición Grupal


encuentro, prepararse para el Tercer Control Académico y prepararse para la Tercera

Exposición Grupal

13/09/2014

3

Cálculo Composicional de Propiedades

de un Gas natural

Previa lectura del material se explicarán los siguientes temas:

3.4.3 Ajuste por el corte de

heptanos y superior 3.4.4 Ajuste por contaminación de

dióxido de carbono y ácido sulfhídrico

3.4.5 Ajuste por contaminación de nitrógeno y agua

3.5 Ecuación de Peng-Robinson para un compuesto de


encuentro, prepararse para la Cuarta Exposición Grupal y prepararse para el Examen

Final escrito

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8

hidrocarburos. 3.6 Calculo en MS Excel de

propiedades 3.6.1 Factor volumétrico de

formación, 3.6.2 Factor compresibilidad,

viscosidad 3.6.3 Compresibilidad isotérmica

3.7 Cálculo en MS Excel de curvas isotérmicas de presión

versus volumen

Desarrollo del Tercer Control académico.

Desarrollo de la Tercera

Exposición Grupal

20/09/2014

4

Equilibrio termodinámico de un sistema vapor/líquido

Previa lectura del material se explicarán los siguientes temas: 4.1 Fundamentos de un sistema

vapor-líquido 4.2 Fugacidad de una fase 4.3 Equilibrio de un sistema

vapor-líquido 4.4 Diagrama de fases 4.4.1 Sustancia Pura 4.4.2 Compuesto de

Hidrocarburos 4.4.3 Metodología aplicando la

ecuación Peng-Robinson. 4.4.4 Cálculo en MS Excel

Desarrollo de la Cuarta

Exposición Grupal

Desarrollo del Examen Final escrito

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SISTEMA DE EVALUACIÓN

Tipo de evaluación Objetivos a evaluar Puntos

Primer Control Académico Correspondiente a la unidad 1 10%

Segundo Control Académico Correspondiente a la unidad 2 20%

Tercer Control Académico Correspondiente a la unidad 3 20%

Exposición Grupal Correspondiente a una unidad 20%

Evaluación final examen escrito Integración de los conocimientos de la

asignatura

30%

Total 100

BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA

Materiales entregados por el docente y notas de clases.

Base:

William D. McCain, Jr., “The Properties of Petroleum Fluids”

Complementario: John Lee & Robert A. Wattenbarger, “Gas Reservoir Engineering", SPE Libro de Texto

Volumen 5 C. H. Whitson y M. R. Brulé, " Phase Behavior", SPE Monografía Volumen 20

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