Flujo De Fluidos

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada Bolivariana (UNEFA)

Núcleo – Trujillo

Flujo de fluidos

Integrantes.

Emmy Delgado

Cesar Rivas B.

Sección N° 5

valencia, 2013

INTRODUCCION

El flujo de fluidos en medios porosos ha sido escrito principalmente flujo del crudo, drenaje de aguas en el suelo, filtración, Flujo de fluidos en reactores o lechos empacados, fluidización, intercambio iónico para fundamentales del flujo en medios porosos como base para un mejor análisis e interpretación de pruebas de presión transitoria en pozos que producen crudo, gas y/o agua. Según la ley de Darcy, la permeabilidad es una característica intrínseca del lecho, y la relación entre el caudal y caída de presión es lineal, sin embargo la relación puede no ser lineal y la ley de Darcy es aplicable en el Mismo intervalo en el cual se aplica la ecuación de carman-kozeny.

En la presente investigación se pretende conocer los flujos de fluidos en medios porosos y su comportamiento de ellos en el yacimiento. Los flujos en

yacimientos existen “muchas personas que tienen la errónea idea de que el petróleo se encuentra como un “rio” o una piscina bajo la superficie. El petróleo se encuentra en el subsuelo en espacios porosos entre las rocas sedimentarias son las de mayor importancia desde el punto de vista petrolero.

FLUJO DE FLUIDOS EN MEDIO POROSO

Se considera un lecho poroso, al que está formado por partículas contiguas que dejan entre ellas huecos o espacios libres y a través de ellos circula el fluido.

La cantidad de espacio libre depende de las variables siguientes:

- Porosidad de la capa

- Diámetro de las partículas

- Esfericidad o forma de las partículas

- Orientación o disposición del empaquetado de las partículas

- Rugosidad de las partículas

Es de interés aclarar la velocidad lineal real del fluido a través de los huecos del lecho poroso, que se puede expresar en función de la velocidad lineal superficial (calculada como velocidad de flujo del fluido por la sección transversal total no obstruida del lecho) y de los Parámetros ya mencionados (Brown etc.al., 1950).

También el número de Reynolds tiene modificaciones que toman en cuenta las características del lecho; en forma análoga hay que correr el coeficiente de roce.

siendo:

Dp : diámetro de la partícula. Si tienen todas el mismo tamaño, Dp es el tamaño medio de tamizado. Para tamaños mixtos se aplica:

mi : fracción de masa correspondiente a un tamaño dado Di de partícula.

Di : diámetro de las partículas, en cada una de las fracciones, según tamaños tomados como valores medios aritméticos de las aberturas de tamices utilizados para aislar las partículas.

v : velocidad superficial, velocidad calculada, como si el tuba no contuviese partículas, m/s.

Caracterización de un medio poroso

Las hipótesis básicas en las que se sustenta el modelo de flujo en medios porosos son:

- El fluido es compresible, es decir puede haber variación de la densidad como Función de la presión.

-El sólido poroso conocido también como matriz es elástico, es decir en general la porosidad depende de la presión,

-No hay difusión del fluido, La velocidad del fluido está dada por la ley de Darcy, que es una ecuación constitutiva que relaciona a la velocidad de las partículas del fluido con la presión.

-La fricción es mucho mayor de lo que sería en un flujo análogo sin medio poroso. El factor de fricción se calcula de manera diferente.

-La variación de la velocidad del fluido a través de un medio poroso es despreciable comparada con la fricción.

CLASIFICACIÓN DEL FLUJO DE FLUIDOS EN UN MEDIO POROSO.

Esta clasificación se realiza de acuerdo a:

 La configuración geométrica del flujo.

-Flujo lineal.

-Flujo esférico: disparos (cañoneo) en el centro de la arena.

-Flujo radial: disparos en toda la sección de la arena o del espesor. (h´= h).

 De acuerdo a la compresibilidad de los fluidos.

La compresibilidad de los fluidos esta definida por:

C=- _1_( dv/dp)

v

Donde c, es el módulo bruto de elasticidad o compresibilidad a temperatura constante y representa el cambio de volumen del material por unidad de volumen porcada unidad de variación de la presión.

A: Fluido incompresible

En este tipo de fluido tenemos que ( dV /dP)=0

Ej: el agua

B: Fluido ligeramente compresible

En este tipo de fluido tenemos que ( dV/dP) = pequeño (negativo)

Ej.: el petróleo

C: Fluido compresible

En este tipo de fluido tenemos que (dV/dP) = grande (negativo)

Ej.: el gas.

 De acuerdo a la variación espacial de la composición y propiedades de la roca.

Según la composición de la roca, el medio puede ser:

Homogéneo

Heterogéneo

Según las propiedades de la roca, el medio puede ser:

• Isotrópico: las propiedades no varían en el espacio, es decir:

kx = ky = kz

• Anisotrópico: las propiedades varían en el espacio, es decir:

Kx ≠ ky ≠ kz

Φx ≠ Φy ≠ Φz

donde:

Φ: porosidad

kx es la permeabilidad en la dirección x.

ky es la permeabilidad en la dirección y.

kz es la permeabilidad en la dirección z.

 De acuerdo a la variación del caudal q y la presión p al pozo con respecto al tiempo.

El flujo puede ser, entonces:

• qw constante, pwf = f (t).

• pwf constante, qw = f (t).

r : radio, distancia desde el pozo a un punto del yacimiento.

rw: radio del pozo

re: radio externo frontera del área de drenaje del pozo.

pwf : presión de flujo al pozo (well flowing pressure)

qw: tasa (caudal al pozo).

La Ecuación De La Difusividad

Es la combinación de las principales ecuaciones que describen el proceso físico del movimiento de fluido dentro del reservorio, combina la ecuación de continuidad (que es el principio de la conservación de la masa, y de aquí obtenemos el balance de materia),la ecuación de flujo (ecuación de Darcy) y la ecuación de estado (compresibilidad).

Esta ecuación tiene 3 variables: 1 presión que es la del reservorio y 2saturaciones que son generalmente el petróleo y la de gas en reservorios volumétricos(Cerrados).

A partir de esta ecuación se obtienen las ecuaciones para los tipos de flujo que existen en el reservorio, por ejemplo en la segunda parte de la ecuación de la difusividad la presión varia con el tiempo (P/ t) si estamos en el estado psudoestable es decir la presión no depende del tiempo ya que llego al límite del reservorio (infnit acting) esta variación es 0 por lo que la ecuación de la difusividad tendrá una resolución que es la ecuación de flujo radial para el estado pseudoestable:

Pr – Pwf = Costante*Q*uo*Bo(ln(re/rw)-0.75+S)/kh

Suposiciones de la deducción de la Ecuación de Difusividad

Para la mayoría de los fluidos hidrocarburos, el esfuerzo de corte y la tasa de corte pueden describirse mediante la ley de fricción de Newton la cual combinada con la ecuación de movimiento resulta en la bien conocida ecuación

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