Comportamiento De Los Hidrocarburos 31k2t

COMPORTAMIENTO DE LOS HIDROCARBUROS: El estudio de fases en sistemas de hidrocarburos se inició en los años treinta, cuando se despertó el interés por las mezclas de hidrocarburos y comenzó el diseño de procesos a presiones de 500 lpcm o más. En general, el petróleo y el gas son mezclas de hidrocarburos de una composición química compleja, que se encuentran en un yacimiento a determinadas condiciones de presión y temperatura. Estas condiciones son variables. Puede hablarse de presiones entre 100 – 200 lpca hasta 8000 – 10000 lpca y más aún, y de temperaturas entre 80 – 100 ºF a 400 – 500 ºF. El estado de una mezcla de hidrocarburos a condiciones de superficie depende de la composición de la misma en el depósito del subsuelo. A su vez, la composición del fluido que permanece en el yacimiento, sufre cambios debido a los hidrocarburos producidos; además, la reducción de presión en el yacimiento, trae como consecuencia la variación en las proporciones de gas y líquido existentes en el mismo. El conocimiento de las propiedades físicas de tales mezclas de hidrocarburos, es indispensable para evaluar, en términos de volúmenes de líquido y gas, en condiciones normales, lo que produce una unidad de fluido del yacimiento. El objetivo del estudio de fases, es llegar a predecir, cuando se conoce la composición y las cantidades de las fases en equilibrio del sistema, a cualquier presión y temperatura. El estudio del comportamiento de fases se divide en dos partes generales: cualitativo y cuantitativo. En el primer caso, se analizan los diferentes diagramas de presión-temperatura, P-T, presión-volumen, P-V, composición, etc. En el segundo caso, se desarrollan fórmulas y métodos para calcular la composición y cantidades de las fases de un sistema, a una presión y temperaturas dadas. En el estudio de fases, es necesario y conveniente tener presente una serie de definiciones de términos y conceptos. Las siguientes son las principales: Sistema: cuerpo de materia con límites finitos (definidos) que puede considerarse, si se desea, aislado del medio que lo rodea. Representa el material bajo consideración para un proceso dado. Ejemplo: hidrocarburos en un yacimiento. Propiedades: características de un sistema que pueden evaluarse cuantitativamente como resultado de un experimento. Describe la condición a un tiempo particular. Se miden en función de: fuerza (F), longitud (L), tiempo (t) y temperatura (T). Tipos de propiedades: a) Propiedades extensivas: dependen de la cantidad de materia, es decir, extensión del sistema. Ejemplos: volumen, masa.

b) Propiedades intensivas: son independientes de la extensión o cantidad de materia del sistema. Ejemplos: temperatura, presión, densidad. Sistema homogéneo: es aquel cuyas propiedades intensivas varían continua y uniformemente de punto apunto en el sistema entre planos perpendiculares a la fuerza de gravedad. Ejemplos: un balón que contiene helio;un yacimiento por encima de su punto de saturación (burbujeo).

Sistema heterogéneo: está compuesto por dos o más sistemas homogéneos y cuyas propiedades intensivas cambian bruscamente en las superficies de o. Ejemplo: un yacimiento por debajo de la presión de saturación; petróleo más agua.

Fase: cuerpo de material homogéneo diferente en sus propiedades a los demás que le rodean. Las zonas homogéneas, discutidas en sistemas heterogéneos, se refieren a fases. Existe sólo una fase gaseosa, pero en líquidos y sólidos se suelen llamar fases a los estratos diferenciados. Por ejemplo, en separadores se habla de tres fases para referirse al gas, petróleo y agua. Estado: condición de un sistema a un tiempo particular. Se determina cuando todas las propiedades intensivas del sistema son fijas. El número mínimo de propiedades que deben describirse para fijar las propiedades depende del número de componentes y fases presentes en el sistema. Gas o vapor saturado: vapor (gas en equilibrio con un líquido), a una temperatura y presión dadas. En el caso de sustancias puras, el estado de gas o vapor correspondientes al punto de rocío. Líquido saturado: líquido en equilibrio con vapor (gas) a una presión y temperatura dadas. En el caso de sustancias puras, es el estado del líquido correspondiente al punto de burbujeo.

Los diagramas P-V para el caso de sistemas binarios y de más componentes, difieren someramente de los mismos diagramas para un solo componente. La Figura 5 ilustra el diagrama P-V para el sistema pentano normal heptano normal (52,4 % por peso de heptano normal). Considérese una isoterma cualquiera, por ejemplo a 425 °F. La parte correspondiente a la zona de vapor y de líquido son similares a las de un solo componente. Sin embargo, la parte correspondiente a la zona de dos fases difiere de la de un solo componente en el sentido que la presión varía con volumen, aumentando su valor a medida que el sistema pasa del punto de rocío al punto de burbujeo. Esto es debido a que la composición del líquido y del vapor varía continuamente al pasar el sistema a través de la región de dos fases. En el punto de rocío, la composición del vapor es prácticamente la composición del sistema, solo que existe una cantidad infinitesimal de líquido, rico en el componente menos volátil. A medida que se condensa más líquido, su composición cambia aumentando el componente más volátil (y por consiguiente aumentando la presión de vapor) hasta que la composición del líquido es igual a la del sistema en el punto de burbujeo. El punto crítico no ocurre en el ápice o pico de la región de dos fases, debido a que la isoterma a través de tal región no es horizontal. Como consecuencia de esto, puede existir vapor a presiones por encima de la presión critica. En forma similar, puede existir líquido a temperaturas mayores que la temperatura crítica.

Figura 5. Diagrama de Presión – Volumen para el sistema pentano normal y heptano (nC5 nC7). Contiene 52,4% de heptano

Bibliografía ANNYS, M. (2003). COMPORTAMIENTO DE FASES EN SISITEMA DE HIDROCARBUROS. BOLIVIA.

(PABON, 2006)

Bibliografía ANNYS, M. (2003). COMPORTAMIENTO DE FASES EN SISITEMA DE HIDROCARBUROS. BOLIVIA. MARQUEZ, I. A. (2003). COMPORTAMIENTO DE FASES EN SISTEMAS HIDROCARBUROS. BOLIVIA. VER, J. G. (2006). MEZCLA DE DOS COMPONENTES (Vol. 1). SANTANDER, ESPAÑA: UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTARDER.

(PABON, 2006)

Bibliografía ANNYS, M. (2003). COMPORTAMIENTO DE FASES EN SISITEMA DE HIDROCARBUROS. BOLIVIA. MARQUEZ, I. A. (2003). COMPORTAMIENTO DE FASES EN SISTEMAS HIDROCARBUROS. BOLIVIA.

PABON, J. G. (2006). MEZCLA DE DOS COMPONENTES (Vol. 1). SANTANDER, ESPAÑA: UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTARDER.

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Universidad Central de Venezuela. Clases de Ingeniería de Yacimientos.

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Compañía de Servicios Schlumberger. Sección de Investigación y Desarrollo. http://www.slb.com/media/services/testing/reservoir/fluidlab/pvt_analysi s.pdf