Tipos de fluidos en el yacimiento

Comportamiento PVT

Antes de comenzar a hablar sobre el comportamiento de los fluidos en los yacimientos,  se deben conocer ciertos parámetros que son de gran relevancia en el comportamiento, como son:

definición de diagrama de fase, sustancia pura, fase.

Sustancia pura

Llamamos sustancia pura a cualquier material que tiene unas propiedades características que la distinguen claramente de otras. Algunas de estas propiedades son difíciles de medir como color, olor, sabor; pero otras se pueden determinar con exactitud, por ejemplo la densidad o las temperaturas de fusión y ebullición en unas condiciones dadas

Fase

El término fase define a alguna parte homogénea y físicamente distinta de un sistema, la cual es separada de las otras partes del sistema por algún límite definido.

DIAGRAMA DE FASE SUSTANCIA PURA:

Los diagramas de fase permiten tener idea del comportamiento de los fluidos en base a alteraciones de presión, temperatura y volumen entre otras propiedades. Los más empleados en la industria de los hidrocarburos son los diagramas de presión temperatura, presión volumen.

Diagrama presión-temperatura:

Los diagramas de fase más sencillos son los de presión - temperatura de una sustancia pura, muestran las condiciones bajo las cuales las distintas fases de una sustancia pueden estar presentes. (Ejemplo el diagrama del agua-Ver figura), El eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abscisas la temperatura. Generalmente, para una presión y temperatura dadas, el cuerpo presenta una única fase excepto en las siguientes zonas:

Punto triple: En este punto del diagrama coexisten los estados sólido, líquido y gaseoso. Estos puntos tienen cierto interés, ya que representan un invariante y por lo tanto se pueden utilizar para calibrar termómetros.

 

Es importante señalar que la curva que separa las fases vapor-líquido se detiene en un punto llamado punto crítico. Más allá de este punto, la materia se presenta como un fluido supercrítico que tiene propiedades tanto de los líquidos como de los gases. Modificando la presión y temperatura en valores alrededor del punto crítico se producen reacciones que pueden tener interés industrial, como por ejemplo las utilizadas para obtener café descafeinado.

  

Diagrama Presión Volumen:

Considere la expansión a temperatura constante ilustrada por la línea 1-3 de la siguiente figura. El punto en el cual las primeras moléculas dejan el líquido y forman una pequeña burbuja de gas, es llamado punto de burbuja. El punto en el cual solamente queda una pequeña gota de líquido, es conocido como punto de rocío.

 

DIAGRAMA DE FASE SISTEMA DUAL:

En un sistema de dos o más componentes las propiedades de ese sistema se alternan de tal manera que toman características independientes de cada sustancia pura de la cual está conformada la mezcla. Razón por la cual los diagramas de fase varían significativamente con respecto a una sustancia pura, como se muestra a continuación.

Diagrama Presión-Temperatura

En este caso ya no se tiene una curva de presión en función directa con la temperatura sino que se obtiene un diagrama de fases o envolvente que surge a partir de las curvas para de sustancias puras de las cuales está compuesto el sistema de dos fases.

 

Recuerde que para una sustancia pura un descenso en la presión causa un cambio de fase de líquido a gas en la línea de presión de vapor. Igualmente en el caso de un sistema de dos componentes un descenso en la presión ocasiona un cambio de fase de líquido a gas a temperaturas por debajo de la temperatura crítica.

 

· Punto cricondenbárico: Punto de máxima presión a la cual las fases liquidas y vapor pueden coexistir.

· Punto cricondentérmico: Punto de máxima temperatura a la cual las fases liquidas y vapor pueden  coexistir.

· Punto crítico (sistema dual): A diferencia de un sistema simple, las dos fases pueden existir por encima de estas condiciones (P y T).

· Líquido saturado: Es aquel líquido que se encuentra en equilibrio con vapor.

· Punto de roció: Estado de un sistema completamente gaseoso que está en equilibrio con una cantidad infinitesimal de líquido.

· Curva del punto rocío: Posición de los puntos de presión y temperatura a la cual se forma la primera gota de líquido. Al pasar un sistema del estado gaseoso a la región de dos fases.

Fluidos asociados al yacimiento

 

ACEITE NEGRO

 Consiste de una amplia variedad de especies químicas que incluyen moléculas grandes, pesadas y no volátiles. El punto crítico está localizado hacia la pendiente de la curva. Las líneas (isovolumétricas o de calidad) están uniformemente espaciadas y tienen un rango de temperatura amplio. Los primeros crudos de este tipo fueron de color negro, de allí su nombre. También se le llama crudo de bajo encogimiento o crudo ordinario. Estos crudos tienen GOR ≤ 2000 pcs/STB, el cual se incrementa por debajo del punto de burbuja. Bo ≤ 2 y API ≤ 45. La gravedad decrece lentamente con el tiempo hasta bien avanzada la vida del yacimiento donde vuelve a incrementarse ligeramente. Este crudo es normalmente negro (compuestos pesados) aunque pude ser marrón o verduzco.

 

ACEITE VOLATIL:

El rango de temperatura es más pequeño que en petróleo negro. La temperatura crítica, Tcr, es también menor que en crudos negros y está cerca de la temperatura del yacimiento, TR (Tcr > TR). Las líneas de calidad no están igualmente espaciadas y están desplazadas hacia arriba hacia el punto de burbuja. Una pequeña reducción en presión por debajo del punto de burbuja causa una liberación enorme de gas. Hasta un 50 % de estos crudos puede convertirse en gas en el yacimiento cuando la presión cae unos cientos psi debajo del punto de burbuja. Estos también se llaman crudos de alta encogimiento o crudos cercanos al punto crítico. Bo > 2 y con un GOR mayor de2000 y menor a 3300 scf/STB. El GOR y La API, normalmente mayor de 40°.

GAS RETROGRADO:

 El diagrama de fases es menor que el de los aceites negros y el punto crítico está bien por debajo y a la izquierda de la envolvente. Esto es el resultado de gases retrógrados conteniendo muy pocos hidrocarburos pesados que los crudos. La (Tcr < TR) y el punto cricondentérmico es mayor que TR(Temperatura de yacimiento). A medida que la presión cae, el líquido se condensa y se forma líquido en el yacimiento, el cual normalmente no fluye y no puede producirse. 3300 < GOR < 150000 pcs/STB y se incrementa a medida que la producción toma lugar. 40 < API < 60 y se incrementa a medida que la presión cae por debajo de la presión de rocío.

GAS HUMEDO:

 Todo el diagrama de fases de la mezcla de hidrocarburos con moléculas predominantemente pequeñas yacen debajo de la temperatura del yacimiento. La línea de presión no entra la envolvente y por tanto no se forma líquido en el yacimiento, pero si en superficie. La gravedad de los líquidos es similar a la de los gases retrógrados. La gravedad se mantiene constante y el color de los líquidos es transparente. GOR > 50000 pcs/STB y permanece constante durante toda la vida del yacimiento.

GAS SECO:

Está formado principalmente por metano y algunos intermedios. El diagrama de fases muestra una mezcla de hidrocarburos gaseosa tanto en superficie como en el yacimiento. No hay presencia de líquidos ni en yacimiento ni superficie.

 Bibliografía

http://kamiloyattetopicos.blogspot.com