Punto Burbuja

INTRODUCCION

Una vez ya se ha obtenido la muestra representativa de fondo, la cual es llevada al laboratorio en una botella de transferencia de alta presión, se empezaran a realizar el análisis PVT del los fluidos del reservorio, para ello la muestra debe ser transferida a la celda PVT, es aquí donde realizaremos el análisis respectivo para determinar los parámetros principales del fluido de subsuelo tales como presión de saturación, factor de volumen de formación, compresibilidad de la muestra, etc. Para esto es importante haber realizado cálculos y análisis previos del comportamiento de la celda y el fluido desplazante que suele ser mercurio , es decir tenemos que tener calibrado el equipo ya que estas pruebas que vamos a realizar son muy costosas y se deben de realizar con la mayor precisión posible y ademas de tener mucho cuidado.

OBJETIVOS:

 Realizar un análisis a la muestra , evaluando la relación presión-volumen para poder determinar la presión de saturación del crudo.

 Calcular el coeficiente de compresibilidad del crudo.

FUNDAMENTO TEORICO

En este laboratorio de vera la formación de la primera burbuja de gas lo cual es conocido como la liberación instantánea o flash

Las pruebas de liberación flash son pruebas que se realizan a los fluidos del yacimiento para poder determinar las propiedades de los fluidos.

En esta prueba todos los gases liberados de la fase líquida durante la reducción de presión permanecen en contacto y en equilibrio con la fase líquida de la que se liberan, es decir la composición del sistema siempre permanece constante.

Procedimiento.

Fig. 1

1. Se toma una muestra de los líquidos del yacimiento y se colocan en una celda.

2. La celda es ajustan las condiciones de la celda a las condiciones del yacimiento, es decir se coloca la celda a condiciones de temperatura y presión similares a las del yacimiento.

3. La presión es reducida como se observa en la Fig.1

La celda es constantemente agitada para mantener en equilibrio el contenido, como se dijo anteriormente no se retira gas o liquido de la celda.

Para cada paso la presión y el volumen de los fluidos son medidos y se grafícan como lo muestra la siguiente figura: Gráfica de Presión vs Volumen

Como se observa en la gráfica se generan 2 rectas que se cortan en un punto, este punto de intersección seria una primera aproximación para el valor de la presión de burbujeo

De esta prueba PVT se puede obtener:

1. Presión de Burbujeo.

2. Volumen relativo en función de la presión.

3. Compresibilidad del petróleo.

Por otro lado :

Es muy importante conocer detalladamente que compone y el significado de las curvas y puntos que forman parte de este diagrama aquí esta una breve pero muy detallada información de cada uno de sus componentes

La envolvente de fase se forma de unir las curvas de punto de rocío y punto de burbuja.

Las curvas de 100% del punto de burbuja y la de 0% de punto de rocío convergen en el punto crítico.

La zona del punto de critico hacia la izquierda esta en fase liquida y del punto critico a la derecha se encuentra en fase gaseosa.

Un punto en el medio de la envolvente como lo es el punto D se dice que el fluido es bifásico.

Para cada yacimiento existe una envolvente diferente, los yacimientos que se encuentran debajo de la temperatura crítica, ejemplo el punto C, el yacimiento se encuentra en estado monofásico.

Para este caso en tase liquida a esta yacimiento se le denomina yacimiento de punto de burbuja.

Un yacimiento que se encuentra fuera de las fases (liquida-vapor), y este exceda la temperatura cricondentermica, este fluido se encontrara en una sola fase durante toda su vida del yacimiento esta fase es gaseosa; a estos yacimientos se les denomina yacimientos de gas.

Para yacimientos donde la temperatura mayor a la temperatura crítica, el fluido se encuentra en fase gaseosa, A medida que la presión disminuye la composición del fluido permanecerá constante. Hasta alcanzar la presión del punto de rocío por debajo de esta presión se condensa el liquido del fluido del yacimiento en forma de rocío, a ese yacimiento se le denomina yacimiento de punto de rocío.

Lo que ocurre en un yacimiento de punto de rocío es una condensación retrograda, cuando la presión esta por debajo de la presión de punto de rocío. Debido a esta condensación la fase gaseosa disminuirá su contenido líquido; como el líquido condensado se adhiere al material sólido o paredes de los poros de la roca permanecerá inmóvil. Por consíguete el gas promedio en la superficie tendrá un contenido liquido menor encontrando la razón gas-petróleo de producción esto ocurre hasta alcanzar el punto de máximo volumen de liquido.

Se dice retrograda porque generalmente una dilatación isotérmica ocurre vaporización en lugar de condensación

La vaporización del liquido formado por condensación retrograda. Liquido retrogrado presenta a partir del punto de presión de rocío hasta la presión de abandono; Esta revaporización ayuda a la recuperación liquida y se hace evidente por la disminución en las razones gas-petróleo en la superficie.

En el punto crítico las propiedades intensivas del gas y líquido son idénticas.

Temperatura cricondertermica: Es la maxima temperatura donde existe un equilibrio entre el vapor y el líquido, temperatura superior a esta el sistema se encuentra en fase gaseosa.

Presión criconderbarica: Es la máxima presión donde existen en equilibrio el vapor y el líquido

La posición relativa de los puntos criconderbaricos y cricondertermicos van a depender de la composición del sistema.

Se puede observar que a medida que la mezcla es más liviana y volátil las presiones de burbuja y rocío son mayores.

PROCEDIMIENTO:

 Luego de que la muestra ha sido transferida a la celda se determina la relación presión-volumen a la temperatura ambiente. Para ello preparamos el equipo como se muestra continuación:

 Cerramos la válvula de entrada de la bomba de mercurio, y elevamos la presión en la línea a 1000 psia para tener uniformidad en el sistema.

 Podemos abrir la válvula inferior de entrada a la celda y enseguida cerrarla para así comprobar que la presión en la celda y en toda la línea es de 1000 psi, si no es así debemos elevar hasta igualar las condiciones.

 Una vez que la presión es uniforme en todo el sistema se toma la lectura de la bomba y se registra la temperatura ambiente. Cada vez que se tome la lectura la válvula de entrada a la celda debe estar cerrada.

 Vamos tomando lecturas disminuyendo la presión en un rango escogido, en nuestro caso cada 100 psia. Hasta que llegamos a la presión de 500 de acá en adelante se diminuirá de 50 en 50 psia. Para bajar la presión, la válvula de entrada a la celda debe estar abierta, para lograr estabilización podemos agitar un poco la celda.

 No olvidar de observar por la ventana de celda la formación de la primera burbuja de gas.

CALCULOS Y RESULTADOS:

 Presión inicial=1000psia

 Temperatura ambiente=27.5 ºC

Se registraron las lecturas de bomba cada 100 psi desde 1000 psi hasta 500 psi,luego se bajo cada 50 psia; los resultados fueron:

presion lectura del dial cambio

1000 336,44 0

900 336,36 0,08

800 336,3 0,14

700 336,22 0,22

600 336,13 0,31

500 336,05 0,39

450 335,99 0,45

400 335,93 0,51

350 335,88 0,56

300 335,815 0,625

250 335,645 0,795

200 335,06 1,38

150 333,93 2,51

Con los datos obtenidos vamos a calcular la variación del volumen del crudo considerando las variaciones del volumen de la celda y del mercurio respecto a cambio de presión.

Nosotros ya hemos calculado anteriormente los coeficientes de compresibilidad y expansión térmica de la celda en laboratorio pasado y por otro lado los coeficientes correspondientes al mercurio son valores conocidos del manual .

1. Primero calculamos el volumen de mercurio retirado en la bomba, por simple diferencia entre la lectura inicial y lectura actual de la bomba. Luego corregimos este volumen a condiciones de la celda.

 Corrección por temperatura del volumen retirado de mercurio=0

Como la variación de temperatura es casi:0 entonces este valor se hace: 0 debido a que las temperaturas son casi iguales a la hora de la prueba

 Corrección por presión del volumen de mercurio retirado (casi despreciable)

ep= corrección por presión

ΔP= variación de presión

ΔVb=variación de lectura de la bomba

 Volumen de mercurio retirado a condiciones de celda

presion Δ P lectura del dial cambio(ΔVb) ep ΔVc

1000 336,44 0

900 100 336,36 0,08 2,4E-06 0,080002

800 200 336,3 0,14 8,4E-06 0,140008

700 300 336,22 0,22 1,98E-05 0,22002

600 400 336,13 0,31 3,72E-05 0,310037

500 500 336,05 0,39 5,85E-05 0,390058

450 550 335,99 0,45 7,425E-05 0,450074

400 600 335,93 0,51 9,18E-05 0,510092

350 650 335,88 0,56 0,0001092 0,560109

300 700 335,815 0,625 0,00013125 0,625131

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