, FACUL TAO: INGENIERIA , PROGRAMA:PETROLEOS ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

2013

INGENIERO RICARDO PARRA PINZN

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, , GUIAS DE LABORA TORIO DE LA ASIGNATURA DE ANALISIS DE , NUCLEOS

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EXPERIENCIA No.

-

Para un buen funcionamiento y desarrollo de las prcticas en el laboratorio, es necesario tener en cuenta las siguientes consideraciones:

Cada estudiante preferiblemente deber utilizar bata cuando est desarrollando cualquier trabajo con el equipo en el laboratorio.

Debido a la delicadeza de algunos equipos del laboratorio, se debe dar mejor trato a ellos y ser muy cuidadoso con su uso.

El equipo del laboratorio debe permanecer limpio antes y despus de cada practica.

Dentro del laboratorio es prohibido fumar e ingerir alimentos. La hora de entrada ser fijada por el horario, se permite un retardo mximo

de diez (1 O) minutos.

INSTRUCCIONES GENERALES

Preparacin de Muestras . Saturaciones de Fluidos. Volmenes Totales y Porosos. La Permeabilidad al Gas. La Permeabilidad al Lquido. La Presin Capilar.

Al finalizar el curso el estudiante estar en capacidad de estimar con base en muestras representativas del yacimiento las siguientes propiedades y caractersticas de la roca:

OBJETIVO

Los laboratorios se consideran de vital importancia y son necesarios como complemento practico de las asignaturas. Se trata de aplicar los conceptos tericos y a la vez demostrarlos y reafirmarlos; obteniendo como resultado una mayor comprensin de las caractersticas, propiedades y comportamiento de las rocas del yacimiento.

, JUSTIFICACION

ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS CODIGO: BEINPE07 CARCTER: PRCTICO INTENSIDAD: 2 CREDITOS CAMPO DE FORMACION: PROFESIONAL

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EXPERIENCIA No.

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-

EXPERIENCIA 1. DETERMINACIN DEL PETRLEO ORIGINAL IN SITU POR-EL MTODO VOLUMTRICO

EXPERIENCIA 2. PREPARACIN DE MUESTRAS EXPERIENCIA 3. DETERMINACIN DE LA SATURACIN DE ACEITE,

GAS Y AGUA, POR EL METODO DE DESTILACIN EXTRACCIN CON - SOLVENTE. EXPERIENCIA 4. DETERMINACIN DEL VOLUMEN POROSO. MTODO

DEL POROSMETRO RUSKA DE EXPANSIN DE HELIO. EXPERIENCIA 5. DETERMINACIN DE LA PERMEABILIDAD.

PERMEMETRO RUSKA PARA GASES. EXPERIENCIA 6. DETERMINACIN DE LA POROSIDAD. MTODO DE , SATURACION. .- EXPERIENCIA 7. DETERMINACIN DE LA PERMEABILIDAD AL

LQUIDO A PARTIR DE PRUEBAS DE DESPLAZAMIENTO EXPERIENCIA 8. DETERMINACIN DE LA PRESIN CAPILAR. CELDA

PARA PRESIN CAPILAR RUSKA. TALLER SOBRE PRESIN CAPILAR. PRACTICA EXTRAMUROS Y/O VISITA TECNICA

-

CONTENIDO

'

- . Muestras de Calculo. Tabla de Resultados. Anlisis de Resultados. Fuentes de Error. Conclusiones y Recomendaciones. Respuesta al Cuestionario. Bibliografa Comentada .

Los informes de laboratorio se entregaran a los quince (15) das despus de la experiencia. El contenido del informe debe ser claro y preciso. Se debe tener en cuenta los siguientes aspectos: , Indice.

Objetivos Generales y Especficos. Elementos Tericos. Procedimiento (Diagrama de Flujo). Tabla de Datos.

, PREPARACION DE INFORMES

Cualquier anomala favor comunicarla el encargado del laboratorio, monitor o al profesor de la asignatura.

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EXPERIENCIA No.

API - RP 40. Recommended Practice for Core Analysis procedure American Petroleum lnstitute.

CRAFT; B.C. y HAWKINS; M.F. Applied Petroleum Reservoir Engineering . Prentice Hall; 1991

CONTRERAS, Mary y VILLEGAS, Flix. Toma, Manejo, Anlisis Convencionales y Anlisis de Ncleos. Maracaibo, 1980.

DAKE, L.P. Fundamentals of Reservoir Engineering. Edit. Elveiser.1995 .

GATLIN, Carl. ''Petroleum Engineering: Drilling and Well completions'' CALHOUM, J.C. ''Fundamentals of Reservoir Engineering''. 4Edition.

University of Oklahoma. . PURCELL, W.R. ''Capillary Pressure ~ Their Measurement Using Mercury

and the Calculation of Permeability". MONICARD, R.P. Properties of Reservoir Rocks: Core Analysis.1980 . SLIDER, H.C. Worldwide Practica! Petroleum Reservoir Engineering

Methods. 1983. TIMMERMAN, E.H. Practica! Reservoir Engineering, Penn well Publishing

Company. 1982. AMYX; James W. Petroleum Reservoir Engineering Physical Properties . COLE W; Frank. Reservoir Engineering Manual.

BIBLIOGRAFA RECOMENDADA

10 Trabajos y Exposiciones

15 Qui ces

ITEM

, EVALUACION

Antes de realizar las prcticas de laboratorios, se har una explicacin terica por parte del profesor. Los alumnos presentaran una evaluacin corta, sobre temas tratados en cada experiencia.

, METODOLOGIA

.. 1NGENIRIA 'o'PETROLEos ' > :. i? '' . ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

-

..

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EXPERIENCIA No.

3 GENERALIDADES Y FUNDAMENTACIN 3.1 Mapa ispaco ~S;:)( . , OrellCtS ~fo_~ \')t~\"F@l.)5-

Mapa ispaco de la zona productora. Planmetro digital.

2 MATERIALES Y EQUIPOS

Desarrolla otros mtodos para calcular el volumen de petrleo original in situ, tal como el mtodo de integracin grfica y genera conclusiones acerca del mtodo ms apropiado para calcular reservas.

Comprender el mtodo volumtrico, su uso en el clculo de reservas y las circunstancias particulares bajo las cuales es posible utilizar el mtodo sin que el error involucrado sea demasiado alto. Analizar los factores que afectan los clculos del volumen del yacimiento mediante este mtodo.

Analizar en los mapas ispacos simples y complejos, los contactos de fluidos, fallas o barreras impermeables y ubicacin de los pozos perforados.

Adquirir habilidad en el manejo del planmetro digital para determinar los datos de reas con el mnimo de error posible

Conocer la definicin de reservas de hidrocarburos y comprender la diferencia entre reservas originales in situ y reservas remanentes.

1.2 Objetivos especficos

Determinar el volumen de petrleo original in-situ de un yacimiento por el mtodo volumtrico .

1.1 Objetivo general

-

1. OBJETIVOS

EXPERIENCIA No 1. DETERMINACIN DEL PETRLEO ORIGINAL IN SITU POR EL MTODO VOLUMTRICO

INGENIERIA i)E PETRLEOS . .. t'" . . , ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

EXPERIENCIA No.

3.4 Petrleo original in situ Para el calcular el volumen de petrleo original "in-situ" se utiliza:

Donde; Vb: es el volumen bruto en (acres- ft). Asase: el rea en acres encerrada por la lnea ispaca inferior (acres). Arope: el rea en acres encerrada por la lnea ispaca superior (acres) . h: el intervalo en pies entre las lneas ispacas (ft).

'

S _A-"n'- :S 0. 5 An-1

'

(A tope+ A base+ .JA topeA base) h 3

Ecuacin piramidal

An 5 Sl > . An-1

. , ISD~co~: Ecuacin trapezoidal

3.3.1 Determinacin del volumen bruto a partir de mapas

3.3 Mtodo volumtrico En un yacimiento se consideran dos tipos de volumen de roca: el volumen bruto y el volumen neto. El primero se refiere a todo el volumen de roca en el yacimiento, y el segundo se refiere a solo el volumen que contiene hidrocarburos.

3.2 Planmetro digital Excelente herramienta para utilizar en la medicin de las reas de forma irregular en planos o dibujos. Eliminan la necesidad de redes, diagramas, o los clculos que se hacen a mano .

cero.

Un mapa ispaco es la representacin cartogrfica de las variaciones en espesor de cuerpos o entidades en el subsuelo. Muestra lneas que conectan puntos de una misma elevacin a partir del estrato base y por consiguiente muestra la estructura geolgica. En estos mapas existen contactos petrleo-agua, gas-agua o gas- petrleo. La lnea de contacto entre los fluidos es la lnea ispaca

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EXPERIENCIA No.

1. Basta con encender la unidad, para ello presione la tecla ON/C. 2. A continuacin introducir la escala del plano en la memoria, presione la

tecla SCALE y finalmente la tecla ON/C . 3. Para cambiar las unidades encender la unidad y observara a la derecha

de la pantalla digital como aparecen las siguientes unidades: cm2, m2 y km2 o bien in2, ft2 y acre.

El manejo de este planmetro es muy sencillo ya que no requiere de lecturas previas u obtencin de constante alguna:

4.1 MANIPULACION DEL PLANIMETRO DIGITAL

Analice detalladamente el mapa asignado y escoja una escala acorde a este para hacer las lecturas con el planmetro .

4 PROCEDIMIENTO

El gas del yacimiento se calcula a condiciones iguales a las del factor volumtrico .

43560 * 0 * vb * (1-Sw) G = ---------- Bg

3.5Gas original in situ El volumen bruto del yacimiento generalmente se expresa en acres- pie, el factor volumtrico se expresa en PCY/PCS y el volumen del gas in-situ en PCS y se calcula mediante.

Donde: Vb: El volumen bruto de la roca yacimiento (acre-pie) N: El aceite original in-situ (BS) Bo.: factor volumtrico inicial del petrleo (BY/BS) - 0: Porosidad promedio en fraccin. - Sw: Saturacin promedio en fraccin

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.. i IN~ENIERIA D PETRLEOS ... .... .... . .... . . '.. .. ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

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EXPERIENCIA No.

Hacer una grfica de reas (A) contra espesor neto productor (h). Calcular el volumen de petrleo original in-situ por el mtodo de integracin, utilizando la informacin existente

Con los datos de porosidad (0) y saturacin de agua (Sw) suministrados para cada pozo, obtener los valores promedios ponderados por espesor neto y calcular el volumen del petrleo original in-situ a condiciones estndar, usando el factor volumtrico de formacin del petrleo a condiciones iniciales (Bo).

Calcular las reas encerradas por cada isopaca y los volmenes parciales de roca impregnada, usando las ecuaciones trapezoidal o piramidal

5 RESULTADOS

4. Cualquiera que sea la presentacin, esta puede cambiarse presionando la tecla m.

5. Para cambiar entre cm2, m2 y km~ basta con presionar el botn UNIT. En ese momento se observa que un punto se situara en frente de la unidad elegida.

6. Ubicar la punta trazadora en el sitio que se ha elegido como inicio de la medicin de la lnea perimetral de la superficie.

7. Se presiona la tecla START. 8. Realizar el recorrido con la punta trazadora sobre el contorno de la

figura del plano. 9. La gua del planmetro debe desplazarse en el sentido de rotacin de las

agujas del reloj. 1 O.Al llegar al punto inicial se presiona la tecla END 11. Para obtener el valor del rea se debe presionar la tecla AVER,

adquiriendo su valor en las unidades inicialmente definidas. 12. El planmetro da el rea como resultado, siendo necesario tomar al

menos de dos-tres lecturas sobre cada isopaca y usar el promedio, si las lecturas son sensiblemente iguales.

13. Debe tenerse en cuenta que al apagar el planmetro las unidades que se ' han ajustado no varan .

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EXPERIENCIA No.

' ' DETERMINACION DEL PETROLEO ORIGINAL IN SITU POR EL METODO ' VOLUMETRICO

COTA(ft) No LECTURA AREA (Acres) AREA PROMEDIO 1

BASE 2 3 1

1 2 3 1

2 2 3 1

3 2

3 1

4 2 . . 3

1 5 2

3 1

6 2 3 1 .

7 . 2 3

. 1

8 2 3 1

9 2 3 1

10 2 3

6 REGISTRO DE DATOS

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-

-

-

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EXPERIENCIA No.

ESCOBAR Freddy H. Fundamentos de Ingeniera de Yacimientos l. Universidad Surcolombiana. Facultad de Ingeniera. Neiva, 2005.

' PARIS DE FERRER Magdalena. Fundamentos de Ingeniera de Yacimientos. Maracaibo. Venezuela 2009.

.

PIRSON, SJ. Ingeniera de yacimientos petrolferos. Me Graw-Hill

DAKE, L.P. Fundamentals of Reservoir Engineering. Edit. Elveiser. 1995 . '

.

CRAFT and HAWKINS. Applied Petroleum Reservoir Engineering. Prentice Hall; 1991

, 7 BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA

6.1 Cules son los pasos a seguir para la construccion de un mapa isopaco. En que se diferencian de los mapas estructurales e isocoros?

6.2 Como se clasifica el limite fisico y convencional de los yacimientos?. 6.3 Cmo se clasifican las reservas de hidrocarburos? 6.4 Qu son yacimientos volumetricos y no volumetricos?

CUESTIONARIO

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-

-

'

EXPERIENCIA No.

Cortadora de ncleos o de rocas (motor, correas de transmisin, sistema de corte y sistema de refrigeracin).

Brocas de 1'' y 1 Yz''. Ncleos o rocas. Fluido de refrigeracin. Perfiladora de tapones .

Balanza Nonio o Vernier. Tinta indeleble. Cartucho porta ncleos .

2. MATERIALES Y EQUIPOS

Evaluar las aplicaciones que se obtienen de la informacin adquirida en los ncleos (tampones) a analizados

Estudiar las rocas y yacimientos del subsuelo mediante la informacin suministrada por los corazones de formacin

Registrar las dimensiones del tapn cortado, como un promedio de tres lecturas de longitud y dimetro respectivamente .

Conocer los factores que afectan la resistividad de la roca. Determinar la resistividad del agua de formacin de la muestra a

condiciones de laboratorio utilizando diferentes mtodos. . Utilizar de forma adecuada y segura los equipos utilizados en esta

prctica (cortadora de corazones).

1.2 Objetivos especficos

Obtener una muestra (tapn) a partir de ncleos de perforacin o de rocas de manera apropiada, para que al utilizarla en la determinacin de las propiedades petrofsicas de un yacirniento.

1.1 Objetivo general

1. OBJETIVOS

EXPERIENCIA No 2. PREPARACIN DE MUESTRAS

-

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. . INGENIERIA DE PETRLEOS ... ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

-

EXPERIENCIA No.

-

1. Verifique el rea de trabajo limpia y ordenada. 2. Use gafas de seguridad, guantes y calzado de goma. 3. Seleccione el dimetro de la broca y rsquela en el mandril de la

perforadora. asegurndose de quede bien centrada y ajustada.

4. PROCEDIMIENTO

Obtener las caractersticas fsicas del yacimiento (porosidad, permeabilidad, saturacin de fluidos, etc).

Definir los cambios de las caractersticas fsicas del yacimiento, a medida que vara el rea en el mismo, para clculos de reservas.

Obtener muestras deaceite, gas y/o minerales. Determinacin de presencia de gas, agua y/o aceite y definir sus contactos. Determinar buzamientos de los diferentes estratos. Estudios de mtodos de recuperacin primaria y secundaria. ' Estudios del yacimiento.

'

Sus principales objetivos son: -

- La operacin de corazonamiento consiste en la obtencin del registro litolgico del subsuelo mediante perforacin rotatoria sin destruccin del ncleo. Tambin llamado toma de ncleos, consiste en cortar y remover una muestra cilndrica de la roca del pozo. Esta muestra puede pertenecer o no al yacimiento y proporcionar informacin importante para cualquiera de las operaciones que se deseen realizar.

Muestra de canal (Ripios): Son fragmentos provenientes de las diferentes formaciones atravesadas durante la perforacin y tradas a la superficie por el fluido de perforacin.

Muestras de Pared: Son porciones de yacimientos tomadas cuando se corren los perfiles elctricos, se recuperan si usar tubera y en formas simultneas se les puede asignar profundidades de manera confiable.

Ncleos: En una muestra rocosa del yacimiento, tomada de un pozo petrolfero a una profundidad especifica por medio de mtodos especiales,

preservando su estructura geolgica y caracterstica fsico-qumicas.

En un pozo es posible tomar tres tipos de muestras de rocas:

3. GENERALIDADES Y FUNDAMENTACIN

Implementos de seguridad (Gafas, Bata y Guantes).

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ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

EXPERIENCIA No.

Se recomienda trabajar el taladro a bajas revoluciones (menores de 500 RPM) para muestras poco consolidadas y altas revoluciones (hasta 1650 RPM) para muestras de mayor consolidacin.

6. Coloque el ncleo o la roca en la caja de corte, sobre el soporte en forma de M.

7. Mueva el soporte para centrar el corazn o la roca en la direccin de la broca.

8. Coloque la tapa situada en la parte anterior para evitar salpicaduras al operador .

9. Preparar 2 galones de fluido refrigerante y adicionar hasta el nivel de referencia en el tanque que contiene la electrobomba.

1 O. Conecte loa cables de potencia, tanto de la electrobomba como del taladro. 11. Encienda el taladro y baje el manubrio operndolo a la velocidad constante.

Una vez iniciado el corte no se detenga, ni retroceda el manubrio porque esto ocasiona que las muestras no queden perfectamente cilndricas.

12. En el equipo cortador, pulir los extremos del tapn. 13. Marcar cada tapn y registrar los datos de la muestra

obtenida.(Dependiendo si se ha tomado vertical u horizontalmente) . 14. Preservar los tapones en los recipientes plsticos establecidos para tal fin .

A- 4 200 B-3 500 D-3 1330 A- 3 280 C-4 600 c - 1 1650 B-4 350 B - 1 820 D-2 1950 A-2 440 C-2 1140 D - 1 2600

CARACOL3 CARACOL2 CARACOLl

A B e D

1 2 3 4

4. Describa el grado de compactacin de la roca: consolidada, regularmente consolidada o friable.

5. Seleccione la velocidad de corte: La seleccin de la velocidad se da mediante el rbol de poleas, que est compuesto de tres caracoles y dos correas. La unin por correa del caracol 2 y 3, da los siguientes arreglos: el tipo A para 3 posiciones de la correa, las cuales se denominan con los nmeros 2, 3 y 4, el tipo B para 3 posiciones de la correa, las cuales se denominan con los nmeros 1, 3 y 4, el tipo C para 3 posiciones de la correa, las cuales se denominan con los nmeros 1, 2 y 4, el tipo D para 3 posiciones de la correa, las cuales se denominan con los nmeros 1, 2 y 3, como se muestra en la figura:

l~GE~IERIA D~ ~ETRLEOS .... .. ... . 1) ;< j . . ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

EXPERIENCIA No.

'

Formato a diligenciar con los datos obtenidos de la muestra corazonada. -

8. ANEXOS

anlisis maneto, CONTRERAS Mary y VILLEGAS Flix. Toma, convencionales y anlisis de ncleos. Maracaibo, 1980.

MONICARD Roberth P. Properlies of reservoir rocks: Core Analysis Gulf Publishing Company. 1980. API - RP 40. Recommended Practice for Core Analysis procedure American

Petroleum lnstitute.

'

7 .. BIBLIOGRAFA RECOMENDADA

6.1 Determinar la resistividad del agua de formacin a condiciones de laboratorio, por el mtodo Dunlap y por el mtodo de Schlumberger.

6.2 Si el agua de formacin proviene de un pozo que tiene un gradiente geotrmico aproximado de 1.85F/1 OOft, determinar la resistividad de la muestra.

6.3 Qu factores afectan la resistividad de la roca? 6.4 Cules son las nuevas tecnologas de corazonamiento? 6.5 Cules son los fluidos utilizados en la operacin de corazonamiento?

Cul es su importancia? 6.6 Existe alguna diferencia entre extraer un ncleo de manera horizontal a

extraerlo de manera vertical? Si existe dicha diferencia, cual es su importancia en la industria petrolera?

6.7 La broca corazonadora es la misma broca que se usa para la operacin de perforacin? Si no es la misma, cual se utiliza?

6. CUESTIONARIO

Registrar los datos bsicos de la muestra obtenida (tapn cortado), tales como longitud, dimetro, peso, etc.

5. RESULTADOS

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. -

EXPERIENCIA No.

Cmara de Extraccin (Laboratorio de Crudos y Derivados) Extractor Dean Stark Extractor Soxhlet Balanza Horno Calentadores Solvente Orgnico Tapn saturado Bomba de mercurio

-

' 2. MATERIALES

Conocer la aplicabilidad de los mtodos de obtencin de fluidos como Dean-Stark y Soxhlet.

Calcular la saturacin de crudo, gas y agua de una muestra representativa del yacimiento.

Conocer las caractersticas de los solventes necesarios para llevar a cabo la destilacin en una muestra saturada con fluidos.

Aplicar los conceptos bsicos de Balance de masa para la determinacin de saturaciones en una muestra de yacimiento.

1.20bjetivos especficos

Determinar el contenido de agua y aceite de una muestra, empleando el mtodo de destilacin extraccin con un solvente

1.1 Objetivo general

1. OBJETIVOS

EXPERIENCIA 3. DETERMINACIN DE LA SATURACIN POR EL MTODO DE DESTILACIN-EXTRACCIN

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. . - - . ''.' .. ' . ,_,_._,_,_,_,_, --,, . .. . . INGENIERIA .DE PETRLEOS . .. - . ... _- _-.. _. -- -. ... .i. - .e. . ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

. . . - ,_ - .

. . . . . .

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EXPERIENCIA No.

1. Pesar el dedal poroso previamente desecado . 2. Tomar una muestra saturada y representativa del corazn, colocarla en el

dedal y pesar el conjunto. Reportar ese peso. 3. Pasar rpidamente la muestra al extractor Dean Stark instalado en la

cabina extractora de gases y humos, en el laboratorio de crudos y derivados; Conetar el refrigerante e iniciar la destilacin.

4. Cuando el volumen de agua en la trampa permanezca constante durante un tiempo no inferior a los treinta (30) minutos, se pasa la muestra a un extractor Soxhlet.

5. Cada uno de los grupos debe estar pendiente de las muestras y de la coloracin que tome el solvente. Terminar el proceso cuando la coloracin

4. PROCEDIMIENTO

Un mtodo muy prctico es el de destilacin en una trampa graduada del agua contenida en la muestra. El aceite se remueve con solventes orgnicos y su

volumen se calcula por diferencia de peso entre la muestra saturada y la muestra seca.

Los mtodos para determinar las saturaciones de fluidos en los yacimientos saturados consisten en analizar los ncleos del yacimiento en su contenido de petrleo, gas y agua. La saturacin de gas se obtiene restando de la unidad la suma de las saturaciones de petrleo y agua. Un procedimiento simple consiste, primero, en determinar la saturacin de agua en un ncleo por un mtodo apropiado y luego medir la prdida total de peso de la muestra despus del proceso de extraccin y secamiento. La cantidad de petrleo presente se calcula restando el peso del agua de la prdida total de peso .

Donde: Sx= Saturacin de la fase X .

Vx =Volumen que ocupa la fase X. Vp =Volumen poroso total de la roca.

La saturacin de un medio poroso con respecto a un fluido se define como la fraccin del volumen poroso de una roca que est ocupada por dicho fluido.

3. GENERALIDADES Y FUNDAMENTACIN

_- ":-e -;:e,~: _'1i'O!',:;'. ; : ._,_--.- -- . -- ., .. - -. _.,.- --:' . -:: . :. :'- _,_ .. ::-: -.,:_: =::==- .:': . :: ::= :::- . INGENIERIA DE PETROLEOS . .. . . . .. . . . . . .. .. ... .

ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

'

-

EXPERIENCIA No.

Pozo . Profundidad Dimensiones Longitud (cm) Dimetro (cm)

TI Vt = -D2h (cm3) Tem eratura del laboratorio

Identificacin de la muestra

- , 5.2 REGISTRO DE CALCULOS

ioSwAceite = Densiadad del aceite * 100 Volumen de Vp

Peso del aceite

Volumen de agua %SwAgua = l d V * 100 Vo umen e p

Peso inicial Peso seco - Peso del agua lo en peso del aceite (grvimetrico) = * 100 Peso inicial de la muestra -

Peso H20 % en peso del agua (gravimtrico) = p . . . l d l. * 100 eso inicia e a muestra

- ,

5.1 CALCULOS

5. RESULTADO

del solvente en el sifn del extractor Soxhlet, muestre un color limpio, despus de un tiempo no inferior a una hora. Reporte el peso en ese momento.

6. Colocar las muestras en el horno precalentado a 105C; y apagar el horno cuando no exista oler a solvente y dejar las muestras hasta que se alcance la temperatura ambiente.

7. Pesar el conjunto (dedal-muestra) nuevamente. 8. Calcular saturaciones.

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EXPERIENCIA No.

anlisis tnenejo, CONTRERAS Mary y VILLEGAS Flix. Toma, convencionales y anlisis de ncleos. Maracaibo, 1980.

MONICARD Roberth P. Properlies of reservoir rocks: Core Analysis Gulf Publishing Company. 1980.

API - RP 40. Recommended Practice far Core Analysis procedure American Petroleum lnstitute .

, 7. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA

6.1 Indique y explique las ventajas y desventajas que posee el mtodo. 6.2 Cuales son lo? solventes ms conocidos para este tipo de pruebas y en qu condiciones debemos utilizar dichos solventes. 6.3 Qu otros mtodos existen para conocer la saturacin de las muestras. Diga sus ventajas y desventajas. 6.4 Explique por qu este mtodo no es recomendable hacerlo cuando tenemos alta presencia de arcillas. Cul es la reaccin qumica que se presenta en estos casos. 6.5 Cul es el solvente a utilizar en el mtodo Dean-Stark cuando la concentracin de los slidos provenientes del agua de formacin es mayor de 20.000ppm

6. CUESTIONARIO

Peso muestra limpia y seca (grs) Peso muestra saturada con crudo/emulsin (grs)

Peso Saturado con solvente (grs) Volumen de Agua en la Trampa (mi)

0/oSw o/o So o/oSg

Determinacin de Saturacin: Mtodo Destilacin - Extraccin

:::. -'~- .... ,, . ,,,:-:" .:- '-~~ ,'< . ". ---: -:::._ .. :'' e::_:;:- .' .

'

EXPERIENCIA No.

Porosimetro de expansin de Helio RUSKA Bomba de vaco Cilindro de Helio Nonio o Vernier Cilindros de acero Porta muestras

MATERIALES Y EQUIPOS 2.

Conocer los diferentes tipos de porosidad y que otros mtodos se usan para hallarla.

Comprender el concepto de porosidad y reconocer cual es la importancia de esta propiedad .

Adquirir habilidad en el manejo del porosmetro de expansin helio para obtener los resultados dentro del menor rango posible de error. .

Analizar los factores que afectan los clculos de la porosidad efectiva y absoluta de una muestra.

'

1.2. Objetivos especficos

Determinar la porosidad efectiva de una muestra usando el porosmetro de expansin de Helio.

1.1. Objetivos generales

1. OBJETIVOS

, , , METODO DEL POROSIMETRO RUSKA DE EXPANSION DE HELIO.

, EXPERIENCIA 4. DETERMINACION DE LA POROSIDAD POR

- INGENIERIA oE: PETRL.~os i..

ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

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-

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EXPERIENCIA No.

Es la relacin entre el volumen poroso correspondiente al volumen de los poros que se encuentran interconectados y el volumen total de la roca .

Porosidad Efectiva

Donde Vp, es el volumen poroso de la roca y Vt, es el volumen total de la roca incluido el volumen poroso.

Vp 0 = Vt

Es el espacio en la roca, el cual no es ocupado por algn mineral o material slido. Se define por la relacin:

POROSIDAD

De esta manera el porosmetro se basa en la Ley de Boyle del gas ideal, en este caso se utiliza helio, la cual gobierna la expansin isotrmica para determinar el volumen desconocido de slidos colocados en una cmara de expansin .

V oc (1/P)

La Ley de Boyle-Mariotte, formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presin de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante, y dice que el volumen es inversamente proporcional a la presin: donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes. Cuando aumenta la presin, el volumen disminuye, mientras que si la presin disminuye el volumen aumenta .

LEY DE BOYLE

, 3. GENERALIDADES Y FUNDAMENTACION

- ' - " .:. - - .. _, ..... --- ,... '.' - ... .. - --- :: .-:: . -:;:,-~;' ;'. :-.:::::.:-._ . INGl:NIERIA DE PETRLEOS .. .. .

'

ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

- - -: . ';-~;; :' ,- : ' ,.,

.... . .. - - _._ .. ,. ; : -'' "'-. -~-=

'

'

'

EXPERIENCIA No.

4.2. DETERMINACIN DE LA POROSIDAD

8. Abrir la celda; sacar el cilindro de precisin e introducir otro de diferente volumen. Repetir todo el procedimiento.

9. Apagar la bomba de vaco, el equipo y cerrar la vlvula del cilindro de Helio .

'

1. Cerrar la vlvula de vaco, de suministro y de entrada de Helio, abrir la vlvula de expansin y encender el equipo.

2. Colocar el cilindro en el porta muestra e introducirlo en la celda para la muestra. El volumen del porta muestra respectivo debe ser registrado.

3. Operar la bomba de vaco y abrir la vlvula respectiva. Cuando el vaco sea de 100 micrones de mercurio o menos, cerrar las vlvulas de expansin y de vaco .

4. Regular la salida del Helio del cilindro a 100 psi. Ajustar el medidor de presin 0.00 psi y abrir la vlvula de suministro de Helio; lentamente abrir la vlvula de suministro de Helio. La presin debe alcanzar aproximadamente 100 psi, si es ms baja ajustar con el regulador de presin.

5. Cerrar las vlvulas de entrada y de suministro de Helio, registrar la presin P1.

6. Abrir la vlvula de expansin y registrar la presin como P2 despus de 30 segundos necesarios para alcanzar el equilibrio de presin; pasar la vlvula de vaco a la posicin de venteo.

7. Ir al paso 3 y repetir el procedimiento al menos 3 veces con cada cilindro; dependiendo de la precisin de los datos. La relacin de presiones no debe diferir en ms de 0.001.

Se realiza la prueba con cilindros de acero con el fin de conocer el volumen de la cmara de referencia y de la muestra para evaluar la precisin del aparato.

4.1. CALIBRACION DEL EQUIPO

4. PROCEDIMIENTO

. . ' . - - . :-_.- -.-;'-,. . .. -- -. .,': .. -._,.-;_-: - . .. . - ,-_-_, - - . - ... - - , ... , .. 1NGENIERIA DE PETRLEOS .. ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

' ' - . . .- . .

-

'

-

EXPERIENCIA No.

Clculos para obtener el volumen de las cmaras

, 5.1. CALCULOS

5. RESULTADOS

, \1(1(1(1

' '"""- -- ' 'V llfV1...fil.! Qt: ..J.. , ue~DiellJm'.OOOJ1

Vdvoo de voloo1en coru.tante

C!nrara Cn1am de de referencia muestra

, VO(j(I

1 1 1

1 1 1

Vc:Woode entrnda de Hao

Vcivtiade suministro

., l)fe

EXPERIENCIA No.

0 = Fraccion de porosidad efectiva Vt = Volumen de la muestra = ~ D2 h 4

V g = Volumen del grano

Dnde:

Vt-Vg 0=--- . Vt

Luego de obtener el volumen del grano de la muestra se procede, con el clculo de la porosidad efectiva mediante la siguiente ecuacin:

Clculos para obtener la porosidad efectiva

Clculos para obtener el volumen del grano

- - P1 y P2 = Presiones promedio V11m =Volumen del porta muestras

l1ca = Volumen del cilindro de acero

l1c = Volumen de la camara donde es introducida la muestra l1r =Volumen de la camara de referencia Dnde:

.. _ .... '. _. -_.: :. - . .-: . --- ---- ... - . -- . _-.--, .. _- _.:_: . _,_. -_--; -:;_. _.: -,_- ,_; :i ;,,,: -,.-;, .. 1'NGENIER.1A oe: PETRLEOS '

ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

EXPERIENCIA No.

Volumen de granos Porosidad Efectiva _

' Presin promedio, No de Volumen Presin, psi psi Muestra (crrr') ' P1 P2 P1 P2

Datos de la muestra

Volumen de Cmara 1 Volumen de Cmara 2. _

Volumen Presin, psi Presin promedio, Cilindro psi (crrr') P1 P2 P1 P2 -'- 1

2 -

Calibracin del equipo

Pozo ' Profundidad Dimensiones Longitud (cm) Dimetro (cm)

Volumen Vt = ~D2h (cm3) Temperatura del laboratorio

Volumen del portamuestras(cm3

Identificacin de la muestra

5.2 REGISTRO DE RESULTADOS

-.. ,. __ ., '-"< ., :: ~ ,, ,. - - ' INGENIERIA DE" PETRO.LEOS ' ' , .. '' ' i ; / .. ; . '' ) ., ; ; . ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

- ,

'

-

EXPERIENCIA No.

API - RP 40 Recommended Practice for Core Analysis procedure American petroleum lnsttute.

MONICARD; Roberth P: Properties of Reservoir Rocks: Core Analysis. Gulf Publishing Company 1980.

PIRSON; Silvain J. Ingeniera de Yacimientos petrolferos. Ediciones Omega. Barcelona; 1965. Pgs. 45 - 61.

PARIS DE FERRER; Magdalena: Fundamentos de Ingeniera de Yacimientos. Ediciones Astro Data S.A., Maracaibo 2009 .

-

, 7. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA

6.1 Cules son las ventajas y desventajas de este mtodo? 6.2 Por qu la presin de paso de Helio es de 100 Psi? 6.3 Por qu se usa helio en la determinacin de la porosidad? 6.4 Por qu es necesario hacer vaco hacer vaco a los cilindros de referencia

(acero) y de muestra?

6.5 Cul es el porcentaje de error cometido segn los resultados de calibracin? 6.6 Cules son los factores que afectan la porosidad?

6. CUESTIONARIO

-

-

'

EXPERIENCIA No.

El permemetro mide la permeabilidad de corazones consolidados, haciendo fluir un gas de viscosidad conocida a travs de la muestra. La presin de entrada se

estabiliza y se mide en un manmetro de precisin, determinando la rata de flujo respectiva en un medidor de flujo. La permeabilidad se calcula, a partir de la Ley

, 3. GENERALIDADES Y FUNDAMENTACION

Permemetro de gas. Compresor. . Cilindro de Nitrgeno. Cronometro Nonio o vernier. Solucin jabonosa.

2. MATERIALES Y EQUIPO

Aplicar la ley de Darcy para determinar la permeabilidad de una roca empleando el permemetro de gas, y resaltar las limitantes de esta ley en el laboratorio.

Estudiar el efecto Klinkenberg . en la muestra analizada en el laboratorio. Establecer conceptos bsicos de permeabilidad, clasificaciones de

acuerdo al flujo y al sistema empleado . Conocer diferentes correlaciones para determinar la permeabilidad

de la roca segn el tipo de litologa.

1.2. Objetivos especficos

Determinar la permeabilidad absoluta de las muestras empleando el permemetro de gas.

1.1. Objetivo general

1. OBJETIVOS

-- ., . . .. . ' . . . . . . . . . - _, . . . . . _-, . . ' . . . . .. -; : . . INGENIERIA DE PETRLEOS ....

ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS .-----.---.---.---.---.---.---.---.---.---.---.~ EXPERIENCIA 5. DETERMINACION DE LA PERMEABILIDAD. ,

PERMEAMETRO RUSKA PARA GASES.

-

EXPERIENCIA No.

' 1. Determinar las dimensiones de la muestra e indicar su orientacin respecto al yacimiento.

2. Colocar la muestra limpia y seca en el porta-muestra. 3. Aplicar presin de confinamiento; (300 a 400 psig son suficientes

para fijar la manga alrededor de la muestra) esta presin se obtiene de la fuente de aire comprimido.

' 4. Cerrar el cilindro y la vlvula de confinamiento V5; observar que la presin se mantenga.

5. Permitir el flujo de gas a travs de la muestra. El ajuste de la presin de flujo se hace por un proceso de ensayo y error; de tal manera que a rata de flujo sea menor de 1 O mi/seg para evitar turbulencia .

4. PROCEDIMIENTO '

- -

'

Suponiendo que los gases usados siguen un comportamiento ideal, la siguiente relacin es aplicable en el balance del permemetro a gas:

Como la ley de flujo lineal de gases es la misma que para lquidos, siempre y cuando que la rata de flujo de gas, se exprese a condiciones de presin promedio y temperatura de flujo, usando un factor de desviacin promedio.

dL -= Gradiente de presin en la direccin del flujo (atm/cm) dP

V= Velocidad aparente de flujo (cm/seg) q = Tasa de-flujo (cm3/seg) A = rea perpendicular al flujo (crrr') k = Permeabilidad (Darcy) = Viscosidad (Cp)

Donde:

q k dP V= =- - * A dL

de Darcy, para la cual se asume que est saturado como un solo fluido; con los valores observados y las dimensiones de la muestra. La expresin matemtica de esta ley es la siguiente:

- ; :,: - ::::,_-,,,-:: :''. ::-::.~; ::. - :. -. -:~:.;=-~ :_ -~i: :_::,,::_ .) ... -

INGENJERIA '[) PETRLEOS ' ' ' ,. ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

-

'

EXPERIENCIA No.

Donde: k = Permeabilidad aparente del gas (mD) -

29400 * * Pb * L * qb k = 2 2 A* (P1 pb )

Calcular las permeabilidades a las diferentes presiones mediante la siguiente relacin:

'

5.1 CALCULOS

5. RESULTADOS

6. Empezar con todos los reguladores y vlvulas cerradas; fijar el suministro de aire comprimido entre 100 y 125 psig.

7. Conectar la salida al tubo de 100 mi. 8. Abrir V1 y V2; gradualmente incrementar la presin con R1; hasta que

la burbuja viaje por un tiempo determinado de 1 O segundos. Permitir el flujo a ratas y presin estabilizadas; midiendo el tiempo de la burbuja en el tubo. Para estar seguros que el flujo es estable, se recomienda medir el tiempo de viaje para varias burbujas: para muestras de alta permeabilidad; puede ser necesario usar reguladores R2 o R3 y el medidor de flujo de 500 mi.

9. Para que la rata de flujo sea menor de 1 O mi/seg, debe ser la presin menor a 50 psi a; fijar R 1 cerca de 75 psia, abrir V2 a R2 y V3 al porta-muestra. Gradualmente incrementar la presin con R2 hasta obtener la rata deseada. Si la presin requerida para mantener la rata por debajo de 1 O mi/seg es menor de 20 psia, fijar R2 cerca de _30 psia, abrir V3 a R3 y V4 al porta-muestra. Ajustar la presin con R3 .

1 O. Para evaluar el efecto Klinkenberg se repite varias veces la experiencia a diferentes presiones de entrada.

11. Terminada la medicin: cerrar V1, cuando la presin de flujo alcance la atmosfrica; abrir V6 y suspender el suministro de presin de confinamiento.

12. Finalmente removemos la muestra de la celda.

.

EXPERIENCIA No.

'

1 -

De la formula:

.

Presin de entrada (psia) Presin de salida (psia)

Donde: Inverso de la presin media (atm) 1 - -

' Pm P1 - - Pb=

- -=--- 1 29,40

Hacer un grafico de permeabilidad del gas contra el inverso de la presin media (atm vs [1/Pm]) y determinar la permeabilidad absoluta de la muestra. El reciproco de la presin media es:

T =Temperatura (C)

3 0.001385*(273+T)2

375+T ~ Nitrgeno:

3 273+T z

296 7,6232

A = 393+T ~ Aire: - La viscosidad del gas puede hallarse as:

qb = Rata de flujo a condiciones de Pb (mi/seg) = Viscosidad del gas (Cp) A = rea de la muestra perpendicular al flujo (crrr') P1 = Presin de entrada (psia) Pb= Presin atmosfrica (psia) V = Volumen del tubo de flujo (mi) t - Tiempo de viaje de la burbuja (sg) L - Longitud de la muestra (cm)

.. - . -- . . ,_. -:. '-- . ' -- ,..;.; .. . . . . . ' - . . . .. . . - . . . . . ."

. _., . ' . ' . ' . ::' :, s ::' ... ::-- ; ::~ :; ,,.,,,; '

1NGENIER.IA DE PETRLEOS

EXPERIENCIA No.

Datos para la muestra

Presin de confinamiento, psi - Presin atmosfrica de salida, psi -

Tubo para medir el caudal, cm3 . . Viscosidad del aire a la temperatura del laboratorio, cp

Datos fijados en el permemetro

. Longitud(cm) DIMENSIONES Dimetro (cm)

'

Vt =Volumen de la muestra= '!!.D2h (crrr') 4

Temperatura de laboratorio(F) -

-

5.2 REGISTRO DE RESULTADOS Identificacin de la muestra

Buscar el factor por el cual se debe multiplicar el valor de la permeabilidad absoluta obtenido; para corregirlo por efectos capilares y fuerzas gravitacionales.

Hallar los parmetros kL y m para su muestra.

-----. ,_'_-- '::-;~,-- : :-:-,:.,, . . ,. . . INGENIERIA DE PETROLEOS . , ........... ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

-

'

EXPERIENCIA No.

PARIS DE FERRER; Magdalena: Fundamentos de Ingeniera de Yacimientos. Ediciones Astro Data S.A., Maracaibo 2009 .

Deduccin y aplicacin de la Ecuacin de Cantidad de Movimiento de Medios Porosos; para Flujo Monofsico y Laminar. IL Tesis (Ingeniera de Petrleos). Universidad Surcolombiana.

GALINDO SANCHEZ; Juan C y GALINDO SANCHEZ; Jos M:

7. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA

6.1 Deducir la frmula empleada para determinar la permeabilidad. 6.2 Explique el Efecto Klinkenberg. 6.3 Qu factores afectan la medida de la permeabilidad con gases? 6.4 Por qu se usa en la ecuacin de la permeabilidad la rata medida a

condiciones atmosfricas? 6.5 Compruebe que a ratas menores de 1 O mi/seg se obtiene flujo laminar.

6.6 La permeabilidad es funcin del fluido que satura la roca? Por qu? 6.7 La permeabilidad efectiva es funcin del fluido que satura la roca? Por qu? 6.8 La permeabilidad relativa es funcin del fluido que satura la roca? Por qu?

6. CUESTIONARIO

lectura Presin de entrada Tiempo en segundos segn el tubo seleccionado 1 2 3 4 5

'

'

EXPERIENCIA No.

La porosidad efectiva de una muestra, se puede determinar utilizando el '

principio de Arqumedes, este expresa que un cuerpo colocado en un lquido flota por una fuerza igual al peso del lquido desplazado, entonces, por medio de dicho principio se puede determinar el volumen de una muestra.

, 3. GENERALIDADES Y FUNDAMENTACION

Recipiente para lquido. Termmetro. Lquido saturante.

2. MATERIALES Y EQUIPO. Desecador. Dinammetro Balanza analtica. Soporte de alambre fino .

Comprender el principio de Arqumedes y aplicar dicho principio para la determinacin de la porosidad de una muestra . -Para mejorar la exactitud de la prueba, se requiere conocer claramente el proceso de saturacin de la muestra .

. identificar las ventajas y desventajas del mtodo de saturacin .

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICO$:

Determinar la porosidad de una muestra por el mtodo de saturacin.

' 1.1. OBJETIVO GENERAL

1. OBJETIVOS

EXPERIENCIA 6. DETERMINACIN DE LA POROSIDAD POR EL MTODO DE SATURACIN.

,,.,.,,.,,,:- _,--, - - . - .... ,_ - ...... INGENIERIA DE PETRLEOS . ....

ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

- '

-

'

EXPERIENCIA No.

'

1. Pesar la muestra limpia y seca, Wm, habiendo tenido la precaucin de mantenerla en un desecador antes de determinar su peso.

2. Saturar la muestra con el lquido saturante en el equipo de desplazamiento.

3. Colocar la muestra en la campana de saturacin que debe estar conectada a la bomba de vaco al lquido saturante.

4. Aplicar vaco por cerca de 8 horas. 5. Terminada la saturacin, abra la cmara de vaco lentamente y deje

que la presin atmosfrica acte sobre el lquido durante 15 minutos. 6. Retirar la muestra y pesarla Ws, sostenerla con un alambre

fino(dimetro mximo 1 milimitro) o un hilo y sumergirla en un recipiente que contenga el lquido con el cual se saturo la muestra; eliminando el efecto de boyancia sobre el arreglo usado para sumergir la muestra bien sea por el mtodo de la balanza o por el mtodo del dinammetro.

7. Sacar la muestra, limpiarle el lquido sobrante y pesarla, Wa .

4. PROCEDIMIENTO .

La porosidad y saturacin de una roca guardan cierta razn o proporcin, debido a que los fluidos se almacena en los espacios porosos de la roca y de acuerdo a la saturacin de esta, la cual en nuestro campo de inters son fluidos tales como hidrocarburos, gas y agua, conociendo estas dos propiedades de la roca se puede tener una idea de cmo se encuentra distribuido el yacimiento sabiendo antes que por segregacin natural(diferencia de densidades) los fluidos inmiscibles se organizan.

Para el clculo de la porosidad efectiva, es importante someterla a una saturacin de un lquido de densidad conocida, esto es para calcular gravimtricamente los volmenes porosos y totales de la muestra. El concepto saturacin describe la proporcin que expresa la cantidad de fluido que satura el medio poroso. Conocida dicha cantidad y la extensin del volumen poroso se puede volumtricamente determinar cunto fluido existe en una roca.

. . . . - :: ' - - ' - .. - '

EXPERIENCIA No .

- - Pliquido Wa-Ws Pliqudo

* 100 Wa-Wm Wa Ws

Wa...:... Wm

Pliquido

Wa-Ws Vt=---- Wa-W1n Vp=---- P1iquido

La porosidad efectiva se calcula:

l

; .:

t ------- ------------- - - -- -- --- -. - '" .. . . . .. .. .. . I ' . . - ..

- - - . . .

. ' ,,,,. .. ........... ., ,, , , , ,, .. ,. ' -. ---~--''-~---'.c.,------ .

r.!... ~ _ _._ Ui(KIITI01rm:u O

-------- ----'' ,, .. ' ' .. ' '' ' ''.. . . . ' . - ------- - - ---------- -

Esquema:

5.1. Mtodo del Dinammetro

CLCULO DE LA POROSIDAD EFECTIVA.

5. RESULTADOS.

. -

EXPERIENCIA No.

* 100 Wa Wm Ws* - - Wa-Wm

Plquido Ws*

Pliquido

Vt=--- PLiquido

Ws* La porosidad efectiva se calcula:

Wa-Wn1 Vp=---- PLiquido

- - --- - . . ------- . . . . . . . . - '

"'\ . !. . !Repia1te '\---.-,- .. ,-.-,-.-;,-,-,-,-,-;;- ;;;to'- .... " " " " " " " " " " " " " " " " " " . ;*c;.-- -.-,-.- .... - . - '; >: " " X ,. " ., " " " " "!." *"iiiii'--.-,- 'f:f" ~---;~f,

' '

5.2. Mtodo de la Balanza Esquema:

Wm= Peso de la muestra seca . Wa= Peso de la muestra saturada Ws= Peso de la muestra sumergida, ledo en el Dinammetro. V1= Volumen total equivalente volumen de agua desplazado cuando se sumerge la muestra.

Dnde:

. - . - ' ,, . - : ; : :: .. ,::-;::: f :-'''::: r : '(f :;;::;:; :: : . ' :f r' ; '')'.'':;,~-e ' ''. ; ;: : :~;;f ,, : :-'

INGENIERIA DE PETRLEOS . . , . . . ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

'

EXPERIENCIA No.

Petroleum lnstitute. APl-RP40. Recommended practice for core analysis procedure. American

Quintero; Leopoldo y FERRER; Magdalena. Curso bsico de Ingeniera de Yacimientos. Universidad de Zulia.

7. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA .

6.1 Qu factores petrofsicos afectan la porosidad de una roca? 6.2 Qu precauciones se deben tener para el lquido saturante? 6.3 Qu ventajas y desventajas presenta el mtodo utilizado? 6.4Explique otros mtodos para determinar la porosidad de una muestra? '

6. CUESTIONARIO.

1 1 i ! ' ' ' '

'

Wm = Peso de la muestra seca Wa = Peso de la muestra saturada Ws = Peso cuando la muestra se encuentra inmersa ledo en la balanza V1 = Volumen total equivalente volumen de agua desplazado cuando se sumerge la muestra.

Dnde:

.:: =~:. . - . ':, ;:-- :: '.'':: ; ,- -:-,.:-;_ ---: ~: '". .::::-; . :::-_:::- -;= :,:=:::.;;=: ;:=-:,,,,e-:-:-_'- --,-_:_-'~: ::: -:_, ,:=:._ .:::.: . 'INGENIERIA DE PETR0LEOS . . ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

'

EXPERIENCIA No.

=P-pgh expresar como: -

La permeabilidad a los lquidos de una muestra se determina midiendo el tiempo para que una cantidad de lquido fluya a travs de la muestra, bajo un delta de presin y una temperatura dada. La energa que hay disponible para el movimiento de fluidos en cada punto de una regin determinada se llama potencial de flujo; por lo tanto para que haya flujo entre dos puntos, se necesita una diferencia de potencial. El potencial en determinado punto se puede

.3. GENERALIDADES Y FUNDAMENTACIN

Cronometro Probetas para recobro

-

Equipo de desplazamiento positivo de fluidos en medios porosos 'PERMEMETRO AL LIQUIDO'.

Fluidos para desplazamiento (agua de formacin, salmuera sinttica, aceite mineral, crudo).

Ncleos

2. MATERIALES Y EQUIPO -

Aprender los principios en los que se basa la experiencia. Familiarizarse con el manejo y operacin del equipo de

.desplazamiento positivo, 'PERMEMETRO AL LQUIDO' . Conocer el mtodo estndar utilizado en la industria del petrleo

para determinar la permeabilidad absoluta.

- 1.2 Objetivos especficos

Determinar la permeabilidad absoluta a partir de pruebas de desplazamiento de fluidos a travs de ncleos a condiciones de presin y temperatura de yacimiento.

1.1 Objetivo general

1. OBJETIVOS

EXPERIENCIA 7. DETERMINACIN DE LA PERMEABILIDAD AL , LIQUIDO A PARTIR DE PRUEBAS DE DESPLAZAMIENTO

"

EXPERIENCIA No.

NOTA: Una vez alcanzada la temperatura deseada, dejar calentar el sistema por 2 horas, para que el calor se transfiera hasta el ncleo.

4.2.1 Si la prueba se realiza a condiciones de yacimiento, inicie la temperatura corno se indica en el Subsistema de Temperatura.

, 4.2. OPERACION DE LOS SUBSISTEMAS

NOTA: Para los pasos del 4.2.1 al 4.2.6, ver Anexo. (MANUAL DE OPERACIN DEL PERMEMETRO AL LQUIDO) .

4.1.2 Seleccione el fluido a desplazar (agua de formacin, salmuera sinttica, aceite mineral, crudo) e introduzca los parmetros de la muestra (longitud, dimetro, caudal y viscosidad), en la interface del sistema de control del

equipo.

4.1.1 Introduzca la muestra en la manga del Core-Holder, previamente saturada y pesada y realice las conexiones respectivas para realizar el desplazamiento.

4.1. MONTAJE DE LA MUESTRA

El equipo permite realizar desplazamientos de fluidos lquidos a travs de medios prosos, para evaluar la permeabilidad. Se pueden realizar desplazamientos tanto a condiciones de temperatura de laboratorio y bajo presin de confinamiento, como a condiciones de presin y temperatura de yacimiento. El equipo consta de seis (6) subsistemas. El procedimiento se debe desarrollar en el orden en que se muestran los subsistemas, esto

despus de haber hecho el montaje de la muestra.

4. PROCEDIMIENTO

Donde: 0 = Potencial P = Presin en el punto estudiado g = Aceleracin de la gravedad p = Densidad del fluido h = Distancia vertical desde el plano de referencia Cuando la gravedad se desprecia, el segundo trmino se hace cero y se habla de un delta de presin para que exista flujo en determinada direccin

__ ,;- _, -:_.::-- --- . . . . - . : , . -. : .:---- .. .- .. -. _ ... _.-,. __ , __ , - '

---, ,,---,_, --.-- ... -- -- ..... . . e-.; . . - - . . - ,.,. . . - -. ,_, _._., _- . ; ,.- - . INGENIERIA DE PETROLEOS .. ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

-

EXPERIENCIA No.

'

Temperatura: ---- w: @ la temperatura anterior

Dimetro (cm) Muestra Lon itud(cm) Porosidad

K (mD) Medida en el permemetro

5.1 REGISTRO DE DATOS

5. RESULTADOS

4.3.2 Desmonte la muestra de la manga y psela en su respectiva tara.

4.3.1 Terminada la prueba deje de Salvar datos y espere hasta relajar toda la presin del sistema.

Finalizar el desplazamiento cuando se obtenga estabilizacin de cada de presin y permeabilidad durante por lo menos 1 O volmenes porosos desplazados estables. Segn norma API RP 42 ''El equilibrio de permeabilidad se define como la permeabilidad a la cual 1 O volmenes porosos adicionales desplazados producen menos de 5 lo en el cambio de la permeabilidad evaluada''.

4.3 CRITERIOS DE ESTABILIDAD:

4.2.6 Una vez se observe estabilidad en la prueba inicie el proceso de Salvar datos, desde la interface del sistema de control del equipo.

-

4.3.5 Habilitar los transmisores Smar como se indica en el Subsistema de Diferencial de Presin Tipo Smar.

4.2.4 Inicie el desplazamiento de soluciones acuosas o aceitosas segn la prueba requerida, siguiendo los pasos descritos en el Subsistema de Inyeccin de Soluciones Acuosas o Subsistema de Inyeccin de Petrleo.

4.2.3 Si la prueba requiere colocar presin de Back-Pressure, siga los pasos que se indican en el Subsistema de Contrapresin.

4.2.2 Siga los pasos descritos para la aplicacin del Subsistema de Confinamiento.

. . . . . -. . . - . ' - .. ,_ -- . . - ... _:: .... -. ---- ., - :..::.:.,- .... ,_ .. :' - ',:. '. : . :: . , ::. ": .. ,

. - . ". INGENIERIA DE PETRLEOS . . ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

EXPERIENCIA No.

Core Pet. lnstruments .Permemetro Lquido a condiciones de yacimiento, modelo: lp-rc-02. Nov. 201 O

API - RP - 40. Permeability determination, American Petroleum lnstitute. nov 12, 1998 .

, 7. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADADA

6.1. Si la muestra no est completamente saturada; El valor de la permeabilidad ser alto o bajo? Por qu? .

6.2. La permeabilidad absoluta medida con agua es igual a la determinacin de la misma medida con otro lquido (por ejemplo el petrleo)? Por qu?

6.3. Investigar sobre la presin de confinamiento a que son sometidas las muestras en las diferentes pruebas en el laboratorio.

6.4. Explicar el funcionamiento de la contrapresin. Si la contrapresin es mayor a la presin de produccin existir flujo?

6. CUESTIONARIO

Dnde: _ k= Permeabilidad al lquido (Darcys). L= Longitud de la muestra (cm). =Viscosidad del lquido (Cp). Q= Caudal de lquido (ce/seg).

' A= Area de flujo de la muestra (crn-z). !iP= Cada de presin (atm).

Q*L* k=----- A(Pn - Paut)

Calcular la permeabilidad al lquido mediante la siguiente ecuacin:

, 5.2 CALCULO$

Volumen reco ido de a ua en la probeta (ce) ~~~--'-~~-'--'-~+-~~~~~~~~~~--! Volumen Muerto (ce)

--- -. .--. - ... ::- ----- -. . - .. :.'.'. -.-::-:-: '""'. . . . :-: ,_, .. ,,. _,_.., ,.-: ,,,-, _ .. ,_ . - . :~:'::.:. ,,., " ' -~. INGENIERIA DE PETRLEOS . . ... .. .... ..... : > .... ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

EXPERIENCIA No.

Celda de Presin Capilar Ruska. Bomba de Vaco.

Campana de Saturacin. Compresor .

' Balanza . Fluido de prueba . Humidificador Probetas

2. MATERIALES Y EQUIPO

Examinar las curvas de drenaje e imbibicin que se presentan en la histresis capilar, determinar su comportamiento y caractersticas.

' Conocer la importancia de la Presin Capilar en el comportamiento de los fluidos en la roca reservorio.

Determinar las zonas de agua libre, de transicin (aceite y agua), aceite libre de agua y el contacto agua - aceite (WOC) en la curva de Presin Capilar versus Saturacin a condiciones de yacimiento.

Identificar la presin de desplazamiento mnima y la saturacin de agua connata en la curva de Presin Capilar versus Saturacin.

1.2 Objetivos especficos

'

Obtener la curva de Presin Capilar versus Saturacin para la muestra representativa del yacimiento, utilizando la celda de Presin Capilar Rus ka.

1.1 Objetivos generales

1. OBJETIVOS

, EXPERIENCIA No 8. PRESION CAPILAR

- - ' .. : .. ' - . - .- .. ... '1NGENIERIA DE PETRLEOS ..

ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

. - . . . . . . . ' . _.,_.,,_-. '. . - - . . . . - - . . . . . ' . ' . ., : . --: .. :::::;:,.:. - -- . . ' -: ' - ,.,, ::-. -':: .:.-: .

..

-

'

EXPERIENCIA No.

Preparacin de Corazones. Los corazones apropiados para la prueba, deben estar inicialmente limpios y secos. La preparacin de los corazones consiste en: -

Limpiar la membrana con el fluido saturante del yacimiento de tal forma que esta se sature y este sin impurezas.

Limpiar la celda de de saturacin, y colocar la membrana dentro de esta y conectar el dueto que esta sobre la misma. Colocar un Kleenex sobre la membrana semi-permeable; para que

. sobre este se coloque la muestra.

'

Preparacin del Equipo. Consiste en la saturacin del diafragma con el fluido mojante del yacimiento:

4. PROCEDIMIENTO

Existen diferentes mecanismos para medir la presin capilar en el laboratorio, el mecanismo presente en esta prueba es la Celda de Presin Capilar Ruska, la cual, permite obtener las saturaciones respectivas a diferentes presiones, para muestras saturadas con el fluido mojante del yacimiento; y se basa en aplicar continuamente presiones estables, permitiendo la desaturacin gradual hasta alcanzar el equilibrio capilar. De esta manera es posible elaborar la curva de presin capilar versus Saturacin de la fase mojante y con ella determinar la saturacin irreducible de dicha fase.

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Las fuerzas o tensiones superficiales de la presin capilar ayudan o se oponen al desplazamiento de un fluido en presencia de otro inrniscible, a travs de los poros de un medio poroso, por ende, para mantener el medio poroso parcialmente saturado con el fluido no mojante mientras el medio est expuesto at fluido mojante, es necesario mantener la presin del fluido no mojante en un valor mayor a la presin ejercida por el fluido mojante y este exceso de presin realizado por el fluiqo no mojante es denominado presin capilar.

En un yacimiento de petrleo las fuerzas capilares son el resultado de la combinacin de las tensiones superficiales e interfaciales de la roca y los fluidos, el tamao y geometra del poro y la mojabilidad caracterstica del sistema.

- --- - ' - -1 11 v' :~/'c-1 ,___ --:_ _ 3. GENERALIDADES Y FUNDAMENTACIN

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EXPERIENCIA No.

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Colocar las muestras saturadas, sobre el diafragma poroso de tal forma que queden en contacto con el Kleenex; ajustar bien los tornillos aseguradores, cerciorndose de que el empaque este colocado correctamente. - Colocar la manguera de aire al Air lnlet del regulador a ser utilizado.

Colocar la manguera del regulador a la vlvula de entrada de la celda de desaturacin; y colocar la presin de trabajo a 1 PSI.

Aliviar la presin de la celda a la atmosfrica. Abrir la tapa y pesar la muestra. Este peso ser reportado como el peso del ncleo a la presin capilar de 1 PSI.

Colocar la muestra nuevamente en la celda, e incrementar la presin a 2 PSI.

Aliviar la presin de la celda a la atmosfrica. Abrir la tapa y pesar la muestra. Este peso ser reportado como el peso del ncleo a la presin capilar de 2 PSI. .

Ir incrementando la presin al doble de la que se utilizo anteriormente, hasta llegar a una presin mxima antes de llegar a los 20 PSI y repetir el mismo procedimiento de alivio de presin y registro de masa antes utilizado.

En cada condicin de presin se debe alcanzar las condiciones de equilibrio.

Se sugiere para sistema de gas - salmuera, presiones de 1, 2, 4, 8 y 16 psig, en ese orden .

Dependiendo de las caractersticas del corazn se requieren de dos a diez das para establecer equilibrio capilar, a una presin dada. Dicho equilibrio se supone cuando no hay ms desplazamiento de lquido a partir de la celda.

. En cada condicin de equilibrio, se debe remover la muestra de la celda y pesarla.

Calcular el volumen de lquido saturante y la saturacin residual del mismo por medio de:

Prueba de Presin Capilar de dos fases:

Pesar los corazones limpios y secos. Saturarlos con el fluido de prueba (salmuera). Limpiar el exceso de lquido saturante de la superficie de los ncleos y

pesarlos.

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EXPERIENCIA No.

SCOBAR Freddy H. Fundamentos de Ingeniera de Yacimientos l. Universidad Surcolombiana. Facultad de Ingeniera. Neiva, 2005.

PARIS DE FERRER Magdalena. Fundamentos de Ingeniera de Yacimientos. Maracaibo. Venezuela 2009.

7. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA

6.1 Qu otros mtodos se utilizan en la determinacin de las curvas de Presin Capilar?

6.2 Cules son las ventajas y desventajas de este mtodo? 6.3 Qu aplicaciones tienen las curvas de Presin Capilar? 6.4 Cmo se transforman los datos de Presin Capilar a condiciones de

Yacimientos? Haga la conversin de los datos obtenidos .

6. CUESTIONARIO

Elaborar una tabla con los datos de Presin - Volumen de lquido saturante residual.

Elaborar una grfica de Presin versus Saturacin Residual. Determinar la Saturacin de Agua Irreducible y el nivel de agua libre (NAL) .

5. RESULTADOS

Donde: Vis= Volumen de Lquido Saturante (cm3) Psat =Peso del corazn Saturado (gr) Pseco =Peso del corazn Seco (gr) Pliq = Densidad del lquido Saturante ( gr3) cm SR = Saturacin residual del lquido saturante (o/o) Vp =Volumen poroso de la muestra (cm3)

Psat - Pseco Vis=---- Piiq

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EXPERIENCIA No.

El mbolo, una escala micromtrica adjunta y el tornillo accionador son sincronizados con precisin permitiendo el desplazamiento del mbolo de una de una manera muy exacta, la escala micromtrica esta graduada en unidades de 0.01 cm3, la escala lineal de movimiento del mbolo esta graduada en cm3, la

La bomba de mercurio, es una bomba de desplazamiento volumtrico de alta presin, en la cual se localiza una recamara de alta presin en acero inoxidable - para muestras. El desplazamiento es realizado por un tornillo accionando un embolo el cual opera por medio de anillos en el cilindro .

, 3. GENERALIDADES Y FUNDAMENTACION

Bomba de Mercurio Balanza Analtica Martillo Geolgico Muestras de roca Gafas Guantes de ciruga Filtro para respirar

2. MATERIALES Y EQUIPOS

Determinar la densidad de la muestra a partir del peso y del volumen hallado con la bomba de mercurio. Definir el tipo de litologa de la roca A partir de la densidad .

1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

-

Determinar el volumen total de una muestra de roca utilizando la bomba de mercurio.

1.1 OBJETIVO GENERAL

' 1. OBJETIVOS

MERCURIO EXPERIENCIA 9. VOLUMEN TOTAL METODO BOMBA DE

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EXPERIENCIA No.

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- Abra la vlvula de la aguja y retroceda tres a cuatro giros. -

- Coloque el cabezal en la recamara de muestra y suba el balancn ajustando el tornillo que cierra el mecanismo .

El primer paso de operacin de la bomba es poner en cero las escalas del micrmetro. Para hacer esto:

' 4.2 Puesta a cero de la bomba.

- Limpie la muestra de manera que sea removido todo el polvo y esquirlas de roca y determine su peso.

- Con un martillo geolgico obtenga un pedazo de roca representativa y libre de contaminacin por fluido de perforacin, que sea de unos (5 -10) gramos de peso aproximadamente.

4.1 Obtencin de la muestra .

4. PROCEDIMIENTO

La bomba de mercurio es utilizada para medir el volumen total de una muestra cuya forma es irregular y no se puede medir su volumen encajando dicha muestra

en una forma geomtrica .

El mercurio en el sistema esta continuo desde el cilindro hasta el medidor y dentro del fondeo de la recamara de muestra, luego cuando una muestra es puesta en la recamara y esta se llena con mercurio, no hay gas en el sistema, excepto el que puede estar en el espacio poroso de la muestra. El mercurio es usado como un medio de presin liquida, ya que tiene una alta tensin interfacial y no se penetrar o absorber dentro de los poros de la roca del yacimiento bajo presin atmosfrica.

recamara de muestra es cerrada por un cabezal equipado con una vlvula de aguja la cual permite a la recamara ser desairada.

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EXPERIENCIA No.

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- Se .gira despacio la manivela en sentido contrario a las agujas del reloj hasta una burbuja de mercurio aparece en el orificio del cabezal y toque la vlvula de la

aquja.

- Suba el balancn y cierre con el tornillo el cabezal, asegrese de que la vlvula de la aguja este abierta.

. - Gire la manivela en el sentido de las agujas del reloj y deje caer el nivel del mercurio bastante lejos para cargar la muestra. Quite el cabezal y coloque la muestra en la recamara.

- Para determinar el volumen total de una muestra, primero ponga en cero la bomba como se discuti previamente .

4.3 Determinacin del volumen total.

La bomba ahora es puesta a cero .

- La escala dl micrmetro localizada sobre el eje de la manivela tiene tres ceros intercambiables. Seleccione uno alineando con el indicador de cero.

- La escala lineal es puesta en cero deslizndola a la izquierda hasta que tope contra la gua viajera. (Si la marca del cero no concuerda, el tornillo de parada de deslizamiento y el tornillo de ajuste necesitarn ser ajustados. Haga que las marcas centren exactamente.)

- Ajuste la ''burbuja'' de mercurio, hasta que el mercurio toque la punta de la aguja. Este ajuste debe ser hecho siempre que el orificio ha sido llenado. Si el orificio se sobrellena, se gira la manivela en el sentido de las agujas del reloj aproximadamente 2 vueltas para retroceder el mercurio en la bomba, entonces ajuste de nuevo la burbuja.

- Cuando la recamara est completamente llena una burbuja de mercurio subir en el orificio del asiento de la vlvula de aguja.

- Gire la manivela en sentido contrario a las agujas del reloj para mover el mbolo dentro del cilindro, desplazando mercurio en la recamara de la muestra.

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.. INGEN1ERIA DE PETRL.EOS . ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

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EXPERIENCIA No.

6.2 Enumere los posibles errores en que se puede incurrir al determinar el volumen con este mtodo. -

6.1 Explique el principio de funcionamiento de la bomba de mercurio (principio de Arqumedes).

6. CUESTIONARIO

Muestra Peso Volumen Densidad Tipo de roca ( r (ce) ( rice)

1 2

3 . . 4 .

5 .

, 5.2REGISTRO DE CALCULOS -

la densidad de la muestra en gramos por centmetros cbicos

- Determinar (g/cm3). -

- Calcular el - volumen total corregido en centmetros cbicos (crn ') como el producto del valor de la lectura de la bomba de mercurio y el factor de correccin (0.9948).

, 5.1 CALCULOS .

5. RESULTADOS.

- Tome la lectura en la escala lineal y en la escala interior del micrmetro la lectura decimal. Un ejemplo seria 17 cm3 en la escala lineal y 0.42 cm3 en la escala interior del micrmetro, para una lectura de 17.42 cm3. Este valor es el volumen total no corregido que sera multiplicado por un factor de correccin (0.9948) para determinar el verdadero volumen total en centmetros cbicos.

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EXPERIENCIA No.

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API - -RP 40. Recommended Practice far Core Analysis Procedure American Petroleum lnstitute.

EQUIPMENTE OPERATIONS MANUAL MERCURY PUMP. Core Laboratories march, 1984.

PIRSON; Silvain j. Ingeniera de Yacimientos Petrolferos. Ediciones Omega. Barcelona; 1965.

7. BIBLIOGRAFIA .

6.4Escriba la clasificacin de la roca segn su densidad y clasifique la roca empleada en la prctica de acuerdo a la densidad calculada.

6.3 Que ventajas y desventajas presenta este mtodo.

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. . ' . . .

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. EXPERIENCIA No.

' Crearle al estudiante una visin -global de los procesos de preservacin y manejo de ncleos. Identificar y familiarizar con los equipos y procedimientos de las pruebas

especiales realizadas a las rocas y a los fluidos del yacimiento. Adquirir conocimientos relacionados con el papel que desempea el Instituto Colombiano del Petrleo, ICP, el Complejo Cientfico de Guatiguara, Core Laboratories, no solo para la industria del petrleo en donde adelanta investigacin y desarrollo para dinamizar el proceso de asimilacin, adaptacin y generacin de tecnologas claves disminuyendo el riesgo exploratorio. Conocer la Corporaciin para la Investigacin de la Corrosin - CIC . Conocer el rea de Metrologia y Calibracin en la Corporaciin del Centro de Desarrollo de Gas - CD

Conocer ms a fondo el tema de la integridad que no solo beneficia a las empresas en preservar a sus activos si no al medio ambiente .

, 1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Familiarizar a los estudiantes con los equipos y herramientas bsicas utilizadas en las pruebas especiales realizadas a las rocas y fluidos (petrleo, gas y agua) de yacimientos, obteniendo como resultado una mayor. comprensin del curso anlisis de ncleos, de cursos rea de Geologa, Yacimientos, Produccin y Gas .

1.1 OBJETIVO GENERAL 1. OBJETIVOS

La prctica propuesta o visita tcnica busca la aplicacin de los conceptos tericos vistos en las asignaturas de formacin, obteniendo como resultado una mayor comprensin de la asignatura Anlisis de Ncleos con experiencias reales de ICP, CDT, CIC, UIS, CORELAB y de Centros de Investigacin que -le dan soporte a la Industria Petrolera Colombiana.

Y/O VISITA EXPERIENCIA 1 O. PRACTICA EXTRAMUROS TECNICA

T INGENIERIA o PETR'LEos ; . :". r' .. . ' ' ASIGNATURA: ANLISIS DE NCLEOS

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