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Universidad Mayor de San Andrs Ingeniera de Reservorios I (PET 204) Facultad de Ingeniera Ingeniera Petrolera
Mauricio Alejandro Arteaga Soruco
PROPIEDADES DEL PETROLEO
Las propiedades del petrleo pueden determinarse mediante pruebas y anlisis de laboratorio, pero a falta de una muestra representativa del reservorio, es posible aplicar correlaciones matemticas desarrolladas en base a pruebas hechas sobre una gran cantidad de muestras de petrleo por diferentes autores para poder obtener una relacin generalizada de una determinada propiedad.
GRAVEDAD DEL PETRLEO
Gravedad especifica (60/60)
Gravedad API
o = Densidad del petrleo, lb/ft3
w = Densidad del agua, (62,4 lb/ft3)
GRAVEDAD ESPECFICA DEL GAS EN SOLUCIN
Gravedad especifica
(60/60) @ 14,7 psia
( )
( )
GORsep = relacin gas petrleo de separador (scf/STB) Gsep = gravedad especifica del gas de separador GORTK = relacin gas petrleo en tanque de almacenaje (scf/ STB) TK = gravedad especifica del gas en tanque de almacenaje
RELACIN DE SOLUBILIDAD
La relacin de solubilidad Rs (scf/STB) es el volumen de gas disuelto en un volumen de petrleo bajo ciertas condiciones de presin y temperatura, pero expresados a condiciones estndar.
STANDING
[(
) ]
T = Temperatura (R) P = Presin (psia) G = Gravedad especfica del gas en solucin
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VASQUEZ-BEGGS
(
) Coeficiente API 30 API > 30
C1 0,0362 0,0178
[ ( ) (
)] C2 1,0937 1,1870
C3 25,7240 23,9310
GS = gravedad del gas a la presin del separador de referencia G = gravedad del gas a las condiciones del separador actual Psep y Tsep Psep = Presin del separador actual (psia) Tsep = Temperatura del separador actual (R)
GLASO
[(
) ]
T (R); P(psia)
MARHOUN
(
)
ae = coefficients of the above equation having these values: a = 185,843208 b = 1,877840 c = -3,1437 d = -1,32657 e = 1,398441
T (R)
PETROSKY-FARSHAD
[(
)
]
T (R); P(psia)
A PARTIR DE DATOS PVT (EC BALANCE DE MATERIA)
o (lb/ft3), Bo (rb/STB)
PRESIN DEL PUNTO DE BURBUJA
La presin del punto de burbuja PB (psia) es aquella presin a la cual el gas comienza a liberarse del petrleo. A medida que cae la presin por debajo de la presin de burbuja mayor es la cantidad de gas liberado, esta condicin define al petrleo sobresaturado.
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STANDING
[(
)
]
T (R); Rs (scf/STB)
VASQUEZ-BEGGS
(
)
Coeficiente API 30 API > 30
C1 27,624 56,18
C2 0,914328 0,84246
C3 11,172 10,393
T (R); Rs (scf/STB)
GLASO
[
]
(
)
a, b, c = coefficients of the above equation having the following values: a = 0,816 b = 0,172 c = -0,989
T (R); Rs (scf/STB)
MARHOUN
ae = coefficients of the correlation having the following values: a = 5,38088 *10-3 b = 0,715082 c = -1,87784 d = 3,1437 e = 1,32657
T (R); Rs (scf/STB)
PETROSKY-FARSHAD
(
)
T (R); Rs (scf/STB)
La siguiente figura da una correlacin para el Punto de Burbuja y la Relacin de Solubilidad, los datos necesarios son la gravedad especfica del gas en solucin, la gravedad API del petrleo en el tanque y la temperatura del sistema (reservorio) Fuente Chevron Oil Field Research
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COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD ISOTRMICA.
El coeficiente de compresibilidad isotrmica del petrleo co (psi-1) representa el grado de compresibilidad de un
fluido.
PARA PRESIONES MAYORES A PB
Cuando la presin es mayor que la presin del punto de burbuja, el petrleo en el yacimiento tiene todo el gas en solucin. Cuando se aplica presin en exceso a ste sistema, el lquido sufre una disminucin no lineal en su volumen que depende de la temperatura y composicin del petrleo.
VASQUEZ-BEGGS
T (R); P (psia); RSB (scf/STB) PETROSKY-FARSHAD
T (R); P (psia); RSB (scf/STB)
La siguiente figura da una correlacin para el coeficiente de compresibilidad isotrmica para presiones mayores a la PB, los datos necesarios son la relacin de solubilidad, la gravedad API del petrleo en el tanque, la temperatura del sistema (reservorio), la gravedad especfica del gas en solucin y la presin del sistema del reservorio. Fuente McCain
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PARA PRESIONES MENORES A PB
McCAIN
Si se conoce la presin del punto de burbuja:
T (R); P(psia); RSB (scf/STB)
STANDING
{
[
]
}
Rs (scf/STB) Rs (scf/STB) BG = FVF del gas (rb/scf)
La siguiente figura da una correlacin para el coeficiente de compresibilidad isotrmica para presiones menores a la PB, los datos necesarios son la relacin de solubilidad, la gravedad API del petrleo en el tanque, la temperatura del sistema (reservorio), la gravedad especfica del gas en solucin y la presin del sistema del reservorio. Fuente McCain
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FACTOR VOLUMTRICO DE FORMACIN (FVF)
El factor volumtrico de formacin del petrleo BO (rb/STB) es la relacin entre el volumen de cierta cantidad de petrleo expresado a condiciones de reservorio (incluyendo al gas disuelto), y el volumen de la misma cantidad de petrleo expresado a condiciones estndar.
FVF PARA PRESIONES MENORES O IGUALES A PB
STANDING
[ (
)
]
T (R) Rs (scf/STB) VASQUEZ-BEGGS
(
)
Coeficiente API 30 API > 30
C1 4,677*10-4 4,670*10-4
C2 1,751*10-5 1,100*10-5
C3 -1,811*10-8 1,337*10-5
T (R) Rs (scf/STB)
GLASO
(
)
T (R) Rs (scf/STB)
MARHOUN
The coefficients a, b and c have the following values: a = 0,742390 b = 0,323294 c = -1,202040
T (R) Rs (scf/STB)
PETROSKY-FARSHAD
[
(
)
]
T (R) Rs (scf/STB)DE LA ECUACIN DE BALANCE DE MATERIA
o (lb/ft3), Rs (scf/STB)
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La siguiente figura da una correlacin para el FVF del petrleo para presiones menores o iguales a PB, los datos necesarios son la relacin de solubilidad, la gravedad especfica del gas en solucin, la gravedad API del petrleo en el tanque y la temperatura del sistema (reservorio) Fuente Chevron Oil Field Research
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FVF PARA PRESIONES MAYORES A PB
EN FUNCION AL COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD ISOTERMICA
[ ]
BOB = FVF a la P de burbuja (rb/STB) co = factor de compresibilidad isotrmica. (psi
-1)
VASQUEZ-BEGGS
[ (
)]
[ ]
T (R); P(psia); RSB = relacin de solubilidad a la P de burbuja (scf/STB)
PETROSKY-FARSHAD
[ (
)]
T (R); P(psia); RSB (scf/STB)
DENSIDAD
PARA PRESIONES MENORES O IGUALES A PB
STANDING
[ (
)
]
Rs (scf/STB) Rs (scf/STB)
DE LA ECUACIN DE BALANCE DE MATERIA
o (lb/ft3), Rs (scf/STB) Bo (rb/STB)
PARA PRESIONES MAYORES A PB
EN FUNCION AL COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD ISOTERMICA
[ ]
OB = densidad a la P de burbuja (rb/STB) co = factor de compresibilidad isotrmica. (psi
-1)
-
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VASQUEZ-BEGGS
[ (
)]
[ ]
T (R); P(psia); RSB (scf/STB) OB (rb/STB)
PETROSKY-FARSHAD
[ (
)]
T (R); P(psia); RSB (scf/STB) OB (rb/STB)
VISCOSIDAD
La viscosidad (cp) es la resistencia interna que tiene el petrleo a fluir.
VISCOSIDAD DEL PETRLEO MUERTO (a 14,7psia y T del reservorio)
BEAL
(
)(
)
( )
T (R)
BEGGS-ROBINSON
T (R)
GLASO
T (R)
La siguiente figura da una correlacin para la viscosidad del petrleo muerto, los datos necesarios son la gravedad API del petrleo en el tanque y la temperatura del sistema (reservorio)
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VISCOSIDAD A LA P DE BURBUJA
CHEW-CONNALLY
( )
Rs (scf/STB) OD (cp)
BEGGS-ROBINSON
Rs (scf/STB) OD (cp)
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La siguiente figura da una correlacin para la viscosidad del petrleo a la presin del punto de burbuja, los datos necesarios son la viscosidad del petrleo muerto, y relacin de solubilidad del gas
VISCOSIDAD A PRESIONES MAYORES A PB
(
)
( )
La siguiente figura da una correlacin para la viscosidad del petrleo muerto a presiones mayores a la presin del punto de burbuja, los datos necesarios son presin del punto de burbuja, la presin del sistema (reservorio) y la viscosidad del petrleo a la presin del punto de burbuja.
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TENSIN SUPERFICIAL/TENSIN INTERFACIAL
La tensin superficial (dn/cm) es la fuerza ejercida en la capa lmite entre una fase liquida y una fase vapor por unidad de longitud.
Pch = parmetro independiente de la temperatura llamado parachor, es un valor adimensional para cada componente.
Se puede aplicar la siguiente ecuacin para cualquier componente, siempre y cuando sea ms pesado que el metano incluyendo al pseudo-componente pesado:
Tambin pueden usarse las siguientes grficas, la grfica de la izquierda para hidrocarburos puros, y la grfica de la derecha para el pseudo-componente pesado
PARA MEZCLAS DE HIDROCARBUROS
o (lb/ft3); G (lb/ft3); x = fraccin molar de cada componente del petrleo. y = fraccin molar de cada componente del gas. MO = peso molecular promedio del petrleo. MG = peso molecular promedio del gas.
[
]
{[ ]}
-
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PROPIEDADES DEL AGUA DEL RESERVORIO
FACTOR VOLUMTRICO DE FORMACIN
T (R); P(psia)
VISCOSIDAD DEL AGUA MEEHAN
w = viscosidad de agua salada a la P y T dadas (cp) wD = viscosidad de agua salada a 14,7 psia y T (cp) P (psia) T (F) Y = salinidad del agua (ppm)
BRILL Y BEGGS
w (cp); T (F)
SOLUBILIDAD DEL GAS EN EL AGUA
T (F); P (psia)
COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD ISOTRMICA BRILL Y BEGGS
T (F); P (psia); CW (psi
-1)
Gas-Free Water Ai a1 a2 a3 A1 0,9947 5,8*10
-6 1,02*10-6 A2 -4,228*10
-6 1,8376*10-8 -6,77*10-11 A3 1,3*10
-10 -1,3855*10-12 4,285*10-15 Gas-Saturated Water Ai a1 a2 a3 A1 0,9911 6,35*10
-5 8,5*10-7 A2 -1,093*10
-6 -3,497*10-9 4,57*10-12 A3 -5,0*10
-11 6,429*10-13 -1,43*10-15
[ ]
( )
( )
( )
( ) ( )