Exposicion Cce
-
Upload
alejandro-meneses -
Category
Documents
-
view
316 -
download
1
Transcript of Exposicion Cce
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER – ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS
PVT-EXPANSIÓN A COMPOSICIÓN
CONSTANTE
OBJETIVOSINTRODUCCIÓNESTUDIO DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO ANÁLISIS PVT •conceptos y característica generales de los fluidos del yacimiento petrolífero•Diagrama típico para un sistema multicomponente•Características generales para describir el tipo de fluido del yacimiento con los datos de producción•pruebas PVT•Control de calidad de muestras en el laboratorio PVTPRUEBA DE EXPANSIÓN A COMPOSICIÓN CONSTANTE DESCRIPSION GENERAL DE LA PRUEBA (CCE) CONTROL DE CALIDAD Y LUGARES DE PRUEBA DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DEL EQUIPO DE PRUEBA CCE PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALPROCEDIMIENTO PRUEBA (CCE)PROPIEDADES MEDIDAS ACTIVIDAD DE AFIANZAMIENTOCONCLUSIONESBIBLIOGRAFIA
AGENDA
OBJETIVOS
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
OBJETIVO GENERALDescribir la practica de laboratorio PVT- Expansión constante para un estudio de los fluidos del yacimiento
OBJETIVOS ESPECIFICOS
•Conocer el procedimiento y el equipo usado en laboratorio para el desarrollo de la Prueba PVT Expansión a Composición Constante (CCE)
•Identificar las propiedades de los fluidos en el yacimiento que se pueden obtener a partir de esta prueba PVT( CCE)
•Servir como referencia bibliográfica.
OBJETIVOS
INTRODUCCION
PVT-EXPANSION A COMPOSICIÓN CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
•Describe el comportamiento de un volumen de muestra a temperatura constante sometida a cambios de presión, sin alterar la composición.
•Es una de las pruebas PVT más importantes, ya que con este análisis podemos obtener la presión de saturación del fluido del yacimiento
PVT-EXPANSION A COMPOSICIÓN CONSTANTE
ESTUDIO DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO ANÁLISIS PVT
Se denomina Fluidos a los estados de materia que pueden fluir. Dentro de estos tenemos que distinguir líquidos y gaseosos
Fase: Sistema homogéneo con sus propias propiedades físicas e idénticas en cualquier punto
CONCEPTOS Y CARACTERÍSTICA GENERALES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PETROLÍFERO
Los yacimientos de hidrocarburos se clasifican de forma general como yacimientos de petróleo o yacimientos de gas. A su vez, esta clasificación general se subdivide dependiendo de:
La composición de la mezcla.
Las condiciones iníciales de presión y temperatura.
La determinación experimental o matemática de esas condiciones se representan mediante diagramas de fases, tales como el diagrama P-T.
Diagrama P-T típico para un sistema multicomponente.
El diagrama de fases es diferente para cada sistema de hidrocarburos. Sin embargo, la configuración general es similar.
Estos diagramas son importantes para:
Clasificar los yacimientos.
Describir el comportamiento de fases de los fluidos
Envolvente de fases (BCA): Región en la que coexisten las dos fases.
Línea de puntos de burbuja (AC): Separa la región líquida de la región de dos fases.
Línea de puntos de rocío (BC): Separa la región gaseosa de la región de dos fases.
Líneas de calidad: Representan porcentajes iguales de volumen de líquido.
En general:
Yacimiento de petróleo: Si Ti < Tc
Yacimiento de gas: Si Ti > Tc
Diagrama P-T típico para un sistema multicomponente.
Diagrama P-T típico para un aceite negro (Black oil).
GOR: 200 – 700 (SCF / STB)
°API: 15 – 45
Colores oscuros (entre más pesados, más oscuros).
C7+ > 20%
Diagrama P-T típico para un aceite volátil (High Shrinkage Oil).
GOR: 2000 – 3200 (SCF / STB)
°API: 45 – 55
Verdosos a naranjas.
Diagrama P-T típico para un sistema Gas condensado retrógrado.
GOR: 8000 – 70000 (SCF / STB).
°API > 50
Color translucidos (agua) o ligeramente coloreados.
C7+ < 12,5%
Diagrama P-T típico para un sistema Gas húmedo.
Tyto > Tct
En el yacimiento sólo habrá una fase presente (gas).
A condiciones de separador, el fluido se manifiesta en dos fases (gas y líquido).
GOR: 60000 – 100000 (SCF / STB).
°API > 60
Color translucidos (agua).
C7+ < 4%
Diagrama P-T típico para un sistema Gas seco.
Tyto > Tct
Tanto a condiciones de yacimiento, como a condiciones de separador, sólo habrá una fase presente (gas).
20 %
10 %
30 %
40 %50 %
60 %70 %80 %
90 %
Pb
Yacimientos de aceiteYacimientos de gas condensado
Yacimientos de gas
En un yacimiento de petróleo, coexisten una o dos fases diferentes en los poros de la roca.
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
Características generales para describir el tipo de fluido del yacimiento con los datos de producción
La relación gas-aceite de producción inicial.
La gravedad API del líquido en el tanque de venteo
El color del líquido en el tanque de venteo
La composición de la fracción pesada.
•El estudio de los fluidos del yacimiento como una función de la presión, volumen y temperatura de los mismos, es comúnmente conocido como un estudio PVT.
• se realizan a una muestra de fluido para determinar datos importantes que serán utilizados en una gran variedad de cálculos de ingeniería .
Pruebas PVT
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
•Fundamental importantes en la caracterización y en la adecuada explotación y mantenimiento de un yacimiento de petróleo.
• Es vital para la evaluación de reservas, en el desarrollo óptimo de un plan de recobro y para determinar la cantidad y calidad de los fluidos producidos.
Importancia de un análisis PVT
ANÁLISIS PVT
MEDICION DE LA COMPOSICION
VAPORIZACION FLASH
VAPORIZACION
DIFERENCIAL
PRUEVAS EN EL
SEPARADOR
MEDIDA DE LA VISCOSIDAD EN EL ACEITE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PROPIEDADES OBTENIDAS POR
PVT
Factor volumétrico de formación del
aceite, Bo
Relación gas en solución, Rs
Coeficiente de compresibilidad isotérmica, Co
Densidad del gas y del aceite, ρg y
ρo
Factor volumétrico de formación del
gas, z
Coeficiente de expansión térmica,
Viscosidad del gas y del aceite,
Composición del gas y aceite
PRUEBA DE EXPANSIÓN A COMPOSICIÓN CONSTANTE
DESCRIPSION GENERAL DE LA PRUEBA (CCE)• La Prueba PVT de Expansión a Composición Constante (CCE), también
conocida como Vaporización Flash inicia la serie de Pruebas PVT.
• se realiza para yacimientos de aceite y gas condensado para simular las relaciones de presión-volúmen de estos sistemas.
• La muestra es puesta en equilibrio en una celda a presión igual o superior que la presión inicial del yacimiento bajo condiciones de temperatura (T=Tyac), y composición constante.
• En síntesis, la presión es reducida gradualmente y el volumen total Vt, es medido a cada cambio de presión hasta alcanzar una presión de abandono.
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
Verificar la P y T de recibo de los cilindros y registrar
esta información.
Realizar cromatografía al gas, para verificar que la
muestra no esté contaminada.
Verificar la calidad de la muestra de líquido.
Determinar la gravedad API y el GOR.
Verificar que la muestra llegue al Lab. En las
mismas condiciones que se realizo el muestreo
(condiciones de yacimiento)
muestra
Fluido del yacimiento
CONTROL DE CALIDAD DE MUESTRAS EN EL LABORATORIO P V T.
En El yacimiento
cerca a la cara del pozo.
En la tubería de producción, desde
la cara del pozo hasta superficie.
Desde la cabeza del pozo hasta el separador.
Figura 6: Fase de transición de un aceite negroFuente: autor
SEPARADOR
ACEITE
LUGARES DE LA PRUEBA (CCE)
•Celda visual •Cilindro porta-muestras
•Manómetro de alta presión
•Bomba de mercurio de alta presión
•Bomba de vació
•Líneas de acero de alta presión
•Mercurio
•Baño de temperatura
EQUIPOS Y ELEMENTOS
Bomba
HgACEITE
Chaqueta
térmica
Celda PVT
Válvula de
fondo
P1>>Psat
Hg
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO PRUEBA CCE
EQUIPO PARA LA PRUEBA
• Diseñada para simular condiciones de presión y temperatura de yacimiento.
• Tiene una ventana de vidrio templado que permite observar las interfaces petróleo-mercurio y petróleo-gas dentro de ella
• Tiene un volumen de 650 cc y sus condiciones máximas de trabajo son: 10000 psi de presión , 300o F de temperatura.
Celda PVT Visual
Muestra
Horno
Válvula de tope
Válvula de fondo
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
Bomba de Mercurio. Monitores conectados a la cámara
Bomba
Laboratorio de Análisis PVT-ICP
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
Cilindro con la
muestra
muestra
Válv
ula
de fo
ndo
Válvula de tope
Bomba
Equipo para prueba CCE
Rocking
Fuente: Laboratorio para análisis Petrofísicos, Pruebas PVT Universidad Industrial de Santander , Sede Guatiguara
Lámpara luz fria
Cilindro con mercurio
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE LA PRUEBA PVT - CCE
1. Con la muestra representativa en la celda visual en sólo 1-Fase y a Temperatura de laboratorio se procede a llevar a una presión alta. Se registra el volumen de la bomba.
2. Agitar la muestra y abrir la válvula de fondo de la celda para observar la presión, si es diferente a la del Paso 1, ajustarla con la bomba manual hasta alcanzarla, cerrar la válvula. Hacer el mismo proceso hasta que la presión se mantenga. Registrar volumen y presión
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
3. Disminuir progresivamente la presión por debajo de la presión del yacimiento repitiendo el procedimiento anterior. Cuando se llega a la presión de burbuja, aumenta considerablemente el volumen de muestra dentro de la celda debido a la liberación del gas.
4. Graficar la Presión Vs Volumen de muestra. El punto donde cambia la pendiente, se toma como presión de burbuja a temperatura de laboratorio.
5. A Temperatura de laboratorio, la muestra se lleva de nuevo a 1-Fase y a 500psi por encima de Pb.
6. El baño de la celda visual se coloca a Tyac, para hacer la expansión térmica a presión constante desde Tlab hasta Tyac. Se calcula el volumen inicial y final de muestra y se determina la expansión térmica del fluido del yacimiento con la siguiente ecuación:
Donde : ℬ=expansión térmica
7. Fijar la presión, registrar el volumen y seguir los mismos pasos anteriores que se realizaron para obtener la Pb.
8. El punto de burbuja hallado a Tyac es mayor que a Tlab teniendo en cuenta que la solubilidad del gas disminuye cuando aumenta la temperatura
9. Con los volúmenes a diferentes presiones para hallar el punto de burbuja a Tyac , se calcula la compresibilidad:
P1>>Pb
Hg
ACEITE
V1
P2>Pb
ACEITE
Hg
ACEITE
Hg
P3=PbV3=VsatV3>V2
V2
P4<Pb
ACEITE
Hg
GAS
P5=PabandonoV5>>V4V4>Vsat
ACEITE
ACEITE
Hg
GAS
PROCEDIMIENTO PRUEBA (CCE)
V3 V4 V5
V1
VIDEO PRUEBA PVT-CCE
PROPIEDADES MEDIDAS (CCE)
PROPIEDADES MEDIDAS
(CCE)
Presión de Saturación
Volumen relativo
del fluido
Coeficiente de
expansión térmica
Coeficiente de
compresibilidad isotérmica
PRESIÓN DE SATURACIÓN
Se obtiene graficando la presión vs volumen total, la presión a la cual la pendiente cambia es la presión de punto de burbuja de la mezcla y el volumen en este punto, es el volumen del liquido en el punto de burbuja
PRES
ION
VOLUMENVsat.
Psat.
Punto de Burbuja
VOLUMEN
PRES
IÓN
PRESIÓN DE SATURACIÓN
PRESIÓN DE SATURACIÓN
PRESIÓN DE SATURACIÓN
ACEITE NEGRO ACEITE VOLÁTIL
GAS CONDENSADO GAS SECO
COMPORTAMIENTO PV DE ALGUNOS TIPOS DE HIDROCARBUROS
VOLUMEN RELATIVO
Es la relación del volumen total de hidrocarburos a cualquier presión con el volumen registrado en el punto de saturación
FUN
CIO
N Y
PRESION
a
b pendiente
f (Y) Vs P
Requiere de Una
corrección, por debajo de
la Psat
Calcular la Función Y para todas las presiones por debajo de la presión de saturación
Se procede a corregir Vrel
COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD ISOTERMIICA DEL ACEITE
DEFINICION:cambio fraccional de volumen de un liquido cuando la presión es cambiada a temperatura constante, a presiones mayores al punto de burbuja.
Resolviendo la E.D, asumiendo CO=constante
a) Por encima de la presión del punto de burbuja
Una muestra de aceite de un yacimiento es colocada en una celda de laboratorio a 500 psig y 220 °F. el volumen es 59.55 cc. La presión es reducida a 4000 psig incrementando el volumen de aceite a 60.37 cc. Calcule el coeficiente de compresibilidad isotérmica para este aceite a condiciones de la celda.
EJEMPLO ILUSTRATIVO
solución:V2=60,37 cc ; V1=59.55 cc
Vrel
ativo
PRESION
∂ Vrel/∂P = Pendiente de la línea tangente a la curva
Vrel Vs Pconocer los datos de volúmenes relativos que arroja la vaporización flash
tener la relación existente entre la compresibilidad, el volumen relativo y la presión
Para gases condensados Se traza una línea tangente a la curva de la gráfica Volumen Relativo vs Presión, y se le halla la pendiente
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
EXPANSIÓN TERMICA
Es el cambio de volumen de la muestra con respecto al cambio de temperatura al cual fue sometida a presión constante, se determina por medio de la siguiente ecuación:
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
Para cambios pequeños en temperatura, la solución de la E.D puede ser aproximada a: V2= Volumen de muestra en la celda
a la temperatura inicial, (cc).
V1 = volumen de muestra en la celda a la temperatura final, (cc).
EJEMPLO ILUSTRATIVO 2
Una muestra de aceite de yacimiento fue colocada en el laboratorio en una celda a 5000 psig. Y 76 °F. el volumen fue de 54.74 cc, la temperatura fue incrementada a 220 °F y se mantuvo la presión constante por incremento del volumen de la celda a 59.55 cc. Calcule el coeficiente isobárico de expansión térmica
V1=54.74 cc ; V2=59.55 ccT1=76 ᵒ F ; T2=220ᵒ F P=5000 psig, se mantiene constante
ACTIVIDAD DE AFIANZAMIENTO
1. Los datos dados de una vaporización flash en un aceite negro a 220 °F son dados a continuación. Determine la presión de burbuja y prepare una tabla de presión y volumen relativo para el fluido en estudio
PRESIÓN psig
VOLUMEN TOTAL (cc)
5000 61.030
4500 61.435
4000 61.866
3500 62.341
3000 62.866
2900 62.974
2800 63.088
2700 63.208
2605 63.455
2591 63.576
2516 64.291
2401 65.532
2253 67.400
2090 69.901
1897 73.655
1698 78.676
60,000 65,000 70,000 75,000 80,0000
1000
2000
3000
4000
5000
6000GRAFICA PvsV
VOLUMEN (cc)
PRES
ION
(CC)
Psat=2605
Punto de Burbuja
Determinación el punto de burbuja
Determinación del volumen relativo
Presionpsig Volumen Total
(cc) Volumen Relativo Funcion YV.Relativo corregido
5000 61,030 0,96178394 - 4500 61,435 0,96816642 - 4000 61,866 0,97495863 - 3500 62,341 0,98244425 - 3000 62,866 0,99071783 - 2900 62,974 0,99241983 - 2800 63,088 0,99421637 - 2700 63,208 0,99610748 - 2605 63,455 1 - 2591 63,576 1,00190686 3,8438 1,00522516 64,291 1,01317469 3,6859 1,03302401 65,532 1,03273186 3,5959 1,07532253 67,400 1,06217004 3,513 1,12992090 69,901 1,1015838 3,4257 1,19181897 73,655 1,16074383 3,3218 1,27031698 78,676 1,23987077 3,2275 1,3608
Vsat=63,45 Psat=2605
1600 1800 2000 2200 2400 26003
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
f(x) = 0.000525821873953439 x + 2.32948552903908
FUNCION Y vs PRESION
PRESION psig
FUN
CIO
N Y
graficamos Y vs presión
Determinación de la compresibilidadPresión psig V.Relativo corregido Compresibilidad isotermica
Co
5000 0,961783941,32E-05
4500 0,968166421,40E-05
4000 0,974958631,53E-05
3500 0,982444251,68E-05
3000 0,990717831,72E-05
2900 0,992419831,81E-05
2800 0,994216371,90E-05
2700 0,996107484,11E-05
2605 10,00013608
2591 1,00520,00014912
2516 1,03300,00016625
2401 1,07530,00018991
2253 1,12990,00022353
2090 1,19180,00027105
1897 1,27030,00033139
1698 1,36080,00038205
Al resolver la E.D nos queda
CONCLUSIONES
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
la eficiencia de los resultados obtenidos mediante la aplicación de esta Prueba PVT dependen principalmente de las muestras representativas tomadas del yacimiento y de su manejo adecuado
Las propiedades obtenidas de esta Prueba PVT son de gran importancia porque permiten al ingeniero de yacimientos conocer como es el comportamiento del fluido en el yacimiento.
En esta prueba se determina la presión en el punto de burbuja permitiendo al ingeniero de producción evaluar y tomar las decisiones más eficientes con el fin de optimizar la producción del yacimiento
BIBLIOGRAFIA
o Tarek Ahmed “Equations of state and PVT analysis: applications for improved
reservoir modeling” 2007 Gulf Pub., 2007o CENGEL, Yunus A. Termodinámica. Segunda Edición. Tomo I. 1998
o Mc Cain W.D. “The properties of Petroleum Fluids” 2nd Ed. Penn Well Books. Tulsa
(1990).
o z“Consideraciones y procedimientos para el análisis PVT del crudo de Campos
Maduros Aplicación Campo Colorado”. Universidad Industrial de Santander 2008. o http://blogpetrolero.blogspot.com/
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
PVT-EXPANSION A COMPOSICION CONSTANTE
GRACIAS