UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1
LABORATORIO DE INGENIERIA DE YACIMIENTOS NOMBRE: Redin Jean Pierre MATERIA: Ingeniería de Yacimientos AULA: 5 - TD FECHA: 16 de Diciembre de 2015
NOMBRE DE LA PRÁCTICA: Análisis PVT
OBJETIVOS Objetivo general: Conocer la importancia de los análisis petrofísicos que se llevan a cabo en el laboratorio San Rafael e identificar los diferentes equipos para la determinación de las propiedades de la roca y de los fluidos. Objetivos específicos:
Identificar la importancia de un análisis PVT de laboratorio para establecer su diferencia con los análisis de campo. Conocer los diferentes equipos para la determinación de las propiedades de la roca y de los fluidos. Recibir charlas técnicas de los ingenieros a cargo de las operaciones que se realizan en el laboratorio.
UBICACIÓN DEL LABORATORIO Av. General Rumiñahui, sector Shopping San Luis, en el Valle de los Chillos
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MARCO CONCEPTUAL Centro de Investigaciones Quito
Tratamiento de núcleos
Lavado de nucleo
Geología
Espectral gamma
Reservorio
PVT
Petrografía
Cromatografñiade gases
Corte 2/3, 1/3
Preparación de laminas delgadas
Contenido de fluidos
Corte de plugs
SedimentologÍa
Fotografías
A. convencionales
Presion capilares
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Tratamientos de núcleos Las muestras de pequeño diámetro (o "plugs") son muestras de 25 mm o 38 mm de diámetro, El cilindro principal esquematizado en la figura corresponde a una muestra de pleno diámetro que no es otra cosa que un trozo de corona (núcleo) al que se le regularizan los extremos para darle la forma de un cilindro regular. Normalmente estas muestras se obtienen conforme al esquema representado.
Los núcleos de corona son tomados en el campo a profundidades de reservorio con una longitud total de 30 a 100 pies, y cuatro pulgadas de diámetro, los cuales en superficie y en el pozo son cortados en segmentos de tres pies de longitud antes de ser transportados hasta el Laboratorio del CIQ en tubos cerrados de Aluminio para evitar la contaminación de los mismos. Porosidad: La porosidad es una medida de la capacidad de almacenamiento de fluidos que posee una roca y se define como la fracción del volumen total de la roca que corresponde a espacios que pueden almacenar fluidos. Como el volumen de espacios disponibles para almacenar fluidos no puede ser mayor que el volumen total de la roca, la porosidad es una fracción y el máximo valor teórico que puede alcanzar es 1
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Permeabilidad: La permeabilidad se define como la capacidad que tiene una roca de permitir el flujo de fluidos a través de sus poros interconectados. Si los poros de la roca no se encuentran interconectados no puede existir permeabilidad. Tipos de permeabilidad: Absoluta. Efectiva y Relativa. •
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Absoluta, K: se define como la habilidad de la roca para permitir el flujo de un fluido homogéneo que satura el 100 % a través de los poros interconectados. En un espacio poroso además del petróleo, existe agua y posiblemente gas (libre) que se mueven a la vez. Permeabilidad efectiva, K efectiva: Ko, Kw, Kg: se define como la habilidad de la roca para permitir el flujo de los fluidos presentes que se mueven a la vez. La habla de K efectiva de una roca a un fluido cuando la saturación de este es menor a 100%. Cuando varios fluidos se mueven a la vez, sus tasas de determinan por sus viscosidades y permeabilidades relativas.
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Permeabilidad relativa, Kr.: Kro, Krw, Krg. La Kr de un fluido se define como razón de la permeabilidad efectiva a la absoluta: Kr = K efect./ K
Ecuación de Darcy Relación empírica desarrollada por Henry Darcy para determinar el flujo de agua a través de filtros de arena. Esta ley explica la velocidad de un fluido homogéneo en un medio lineal poroso. -K ΔP V= ------ ------ Ley de Darcy μ
ΔL
La ley indica que la velocidad de un fluido homogéneo es un medio poroso es proporcional al gradiente de presión entre la entrada y salida del fluido e inversamente proporcional a su viscosidad y a la longitud del camino que recorre.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 Porosidad vs Permeabilidad
Saturación Se define como la fracción de volumen poroso ocupado por un determinado fluido. Sf =
=
Los fluidos presentes en un reservorio de hidrocarburos son petróleo, agua y gas. De aquí se habla de So, Sa, Sg. Si hay gas libre en el reservorio, la saturaciones serán: So + Sa + Sg= 1,0. Si no hay gas libre y solo hay petróleo y agua, se tiene: So + Sa= 1,0 No hay poros vacíos So = Saturación de petróleo, % e incluye todo el gas disuelto en el petróleo. Sg = Saturación de gas libre, %, consiste solo de gas libre. Sw = Saturación de agua, %. Todo reservorio de hidrocarburos contiene algo de agua; y la misma se mueve solo cuando Sw exceda un valor llamado la "saturación crítica de agua" (Swcr). El agua en los poros se llama a veces "intersticial y agua connata" a aquella que se depositó simultáneamente con los sedimentos. •
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 Resistividad La resistividad o es decir el reciproco de la conductividad = determina la 'cantidad' de la corriente, que pasa por una roca al aplicar una diferencia potencial específica.
Análisis PVT : Los análisis PVT son un conjunto de pruebas que se hacen en el laboratorio a diferentes presiones, volúmenes y temperaturas para determinar las propiedades de los fluidos de un yacimiento petrolífero. Etapas de un análisis PVT 1) Expansión térmica Los efectos de dilatación son creados por los incrementos de temperatura, estos efectos se cuantifican estableciendo la temperatura del baño a diferentes temperaturas que la ambiente. 2) Liberación instantánea Una liberación instantánea se define como aquella en la cual el volumen de gas y de líquido liberado varía permaneciendo constante tanto la composición como la masa del sistema.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 3) liberación diferencial Una liberación diferencial es aquella en la cual la composición y la masa del sistema cambian constantemente debido a la extracción del gas liberado. Simultáneamente a la liberación diferencial se determina la viscosidad del petróleo saturado. El proceso de liberación diferencial consiste en hacer abatimientos de presión para formar una fase gaseosa, la cual se extrae a presión constante y se determina la presión de saturación en cada etapa.
Expansión térmica: Una cantidad conocida de fluido de yacimiento se transfiere a una celda PVT a una presión mayor a la presión del yacimiento. La celda es calentada bajo agitación constante hasta alcanzar la temperatura del yacimiento dada y la presión es monitoreada manteniendo el fluido monofásico. La presión se reduce y se registran las medidas volumétricas y el fluido estabilizado a cada cambio de presión isotérmicamente. En la región inferior a la presión de saturación, el fluido es estabilizado hasta alcanzar el equilibrio de fase líquido-vapor. Este procedimiento se lleva hasta una presión de abandono o equivalente a un volumen relativo a 2. Los cambios de volumen se grafican como una función de la presión vs el volumen. La presión de saturación es definida en la gráfica presión-volumen como la intersección entre las curvas de la fase monofásica y la bifásica.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 Expansión de liberación diferencial: Una vez que se ha llevado a cabo el estudio CCE, el fluido se re comprime en la celda PVT hasta la condición de presión inicial y se estabiliza bajo agitación constante. La presión luego se reduce isotérmicamente hasta una condición específica de presión en la región de dos fases por debajo de la presión de saturación. El gas liberado al alcanzar el equilibrio de fase es desplazado isobáricamente, cuantificado y analizado. Luego se reduce la presión a una segunda etapa y se repite el procedimiento. Un estudio típico tiene 6-8 etapas de reducción de la presión para alcanzar la presión atmosférica. Se reportan las propiedades de la fase petróleo (Bo, densidad, Rs), de la fase gas (Bg, Z, viscosidad, gravedad específica) y las composiciones de los gases liberados. Sedimentología Uno de los objetivos de los análisis sedimentológicos que se realizan en el CIQ es la elaboración de la columna sedimentológica y litoestratigráfica en base al reconocimiento de parámetros como: tamaño de grano, clasificación, redondez, consolidación, tipo de cemento, estructuras, impregnación de hidrocarburos, etc. Cada análisis sedimentológico inicia con la realización de un empate entre el registro eléctrico del pozo y el registro gamma espectral del núcleo con el fin de lograr una mejor identificación de las diferentes facies, minerales y manifestaciones de hidrocarburos presentes en la zona de interés. SDF._ Daño de formación Daño es la reducción de permeabilidad y la obstrucción al flujo de fluidos en la región adyacente al pozo dentro de la formación. El daño a la formación puede ser causado por procesos simples o complejos, presentándose en cualquiera de las etapas de la vida de un pozo
Separador del multi-fase: En este proceso de separación de fases múltiples, el cliente establece las condiciones de presión y temperatura en las diferentes etapas del proceso de producción que está utilizando y las cuales requiere para el proceso del multi-fase. Una cantidad conocida de fluido de yacimiento se transfiere a una celda PVT a una presión mayor a la presión del yacimiento y temperatura ambiente. Se lleva el sistema PVT a la presión y temperatura de la primera etapa del proceso hasta que se alcance el equilibrio líquido-vapor. El gas liberado al alcanzar el equilibrio de fase es desplazado
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 isobaricamente, cuantificado y analizado. Luego se reduce la presión y la temperatura (si aplica) a una segunda etapa y se repite el procedimiento a tantas etapas como sean requeridas. Análisis de la densidad API: Las determinaciones API se llevan a cabo por medidas de la densidad del fluido de flash realizadas según las normativas estándar ASTM D-1298 / D-4052 empleando hidrómetros y densímetros digitales de alta precisión. Análisis de la viscosidad de los fluidos: El estudio de viscosidad de líquidos de tanque se lleva a cabo según la normativa estándar ASTM D-445. Una cantidad de muestra se carga en un viscosímetro capilar con calibración certificada, se lleva a un baño y se estabiliza a la temperatura deseada. Se realizan tres medidas por temperatura. Una curva típica lleva 5 puntos que van desde temperatura ambiente a una superior a la temperatura del estudio. Se reporta la viscosidad cinemática y dinámica a cada temperatura. Análisis del contenido de líquidos del gas natural: Se llevan a cabo por análisis cromatográficos como el descrito en el ítem (q) de Análisis PVT. Se reporta el GPM y su porcentaje molar. Análisis de contenido de parafinas: El contenido de parafinas en líquidos de tanque se lleva a cabo según la normativa estándar UOP46, en ella se realiza una precipitación selectiva de las parafinas de bajo y alto peso molecular con un solvente específico y posteriormente se lavan, evaporan y secan. Se reporta el % en peso.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS, DESCRIPCIÓN (puede utilizar hojas adicionales para presentar esquemas o gráficos) Cortador de Núcleos Instrumento utilizada para el corte específico de núcleos de una formación.
Núcleos: Son partes de rocas, que nos indican cómo se encuentra constituido un pozo en su interior, y con la ayuda de estos poder realizar los estudios adecuados para determinar, los parámetros petrofísicos.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 Porosímetro de Helio: El Porosimetro Digital de Helio es un equipo de laboratorio usado para medir volumen de grano y volumen poroso en muestras de roca. Con los datos medidos por el equipo, más el peso y el volumen total de la muestra es calculada la porosidad y la densidad de granos de rocas. Su principio de medición se basa en la Ley de Boyle para los gases a temperatura constante. El diseño del equipo permite un fácil manejo, rapidez en la medición y la exactitud en los resultados. Es construido con componentes de la más alta calidad, que ofrece una larga vida útil, mínimo mantenimiento y alta confiabilidad. El Porosimetro Digital tiene un sistema de medición, que está conformado por dos transductores de presión, una termocupla, indicadores digitales programables, manómetros, conectores y líneas de flujo en acero inoxidable, los conectores rápidos permiten conectar diferentes core holders para efectuar mediciones en alto confinamiento en muestras de varios diámetros.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 Viscosímetro Es un instrumento empleado para medir la viscosidad y algunos otros parámetros de flujo de un fluido. Fue Isaac Newton el primero en sugerir una fórmula para medir la viscosidad de los fluidos, postuló que dicha fuerza correspondía al producto del área superficial del líquido por el gradiente de
velocidad,
además
de
producto
de
un coeficiente
de
viscosidad.
Las pipetas de cristal pueden llegar a tener una reproducibilidad de un 0,1% bajo condiciones ideales, lo que significa que puede sumergirse en un baño no diseñado inicialmente para la medida de la viscosidad, con altos contenidos de sólidos, o muy viscosos. No obstante, es imposible emplearlos con precisión en la determinación de la viscosidad de los fluidos no-newtonianos, lo cual es un problema ya que la mayoría de los líquidos interesantes tienden a comportarse como fluidos no-newtonianos.
Cabina extractora de gas Una campana de gases es un tipo de dispositivo de ventilación local que está diseñado para limitar la exposición a sustancias peligrosas o nocivas, humos, vapores o polvos. Cumplen una misión similar a las campanas extractoras existentes en muchas cocinas, para evacuar los humos producidos, pero las campanas de gases son específicas de los laboratorios de investigación, donde se trabaja con gases peligrosos.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 Otras funciones secundarias de estos dispositivos son la protección contra explosiones, la contención de derrames, y otras funciones necesarias para el trabajo que se realiza dentro del dispositivo. Un término general, pero no específico, para algunos de estos dispositivos de ventilación local de la cabina de flujo laminar. En esta categoría se pueden varios de los anteriores dispositivos que se caracterizan simplemente por la naturaleza de su flujo laminar de aire. El término campana de flujo laminar, sin embargo, es insuficiente para identificar su diseño y el uso reales: algunos protegen el producto pero no el usuario, y otros protegen a ambos. La terminología para los dispositivos de ventilación local ha sido y sigue siendo poco clara e inespecífica. Debe prestarse atención a cuáles de los objetivos antes especificados se cubren en cada caso.
Manómetro El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local. Medidor de presión capilar Los datos de presión capilar se utilizan directamente en programas numéricos de simulación y para calcular la distribución de los fluidos en el yacimiento. Las saturaciones residuales e irreducibles de
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 los fluidos, obtenidas durante las mediciones de presión capilar, se pueden utilizar para ayudar a estimar la cantidad de aceite recuperable y las saturaciones esperadas de agua fósil.
RESUMEN DEL MÉTODO En el tratamiento de núcleos se describe el procedimiento de preparación de las muestras a ser analizadas, ejecución de las pruebas, procesamiento y análisis de datos, y la comparación de los resultados obtenidos mediante los métodos de porosímetro de helio. Por lo general, el análisis PVT tiene por objetivo proporcionar datos de propiedades físicas del comportamiento volumétrico y de fase de fluidos almacenados en los yacimientos, indispensables para realizar la predicción del comportamiento, así como las técnicas adecuadas de explotación de los mismos.
DESARROLLO Y PROCEDIMIENTOS
RESULTADOS OBTENIDOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Las pruebas PVT son las que se realizan al fluido para así conocer sus distintas propiedades como viscosidad, gravedad API, entre otras. Los análisis PVT nos permiten conocer a las condiciones a las que se encuentra el fluido dentro del yacimiento. Es de gran importancia la toma correcta de las mediciones ya que diferentes, aspectos podrían modificar los resultados que se obtienen.
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Es recomendable realizar varias mediciones para evitar mayor rango de error. Es necesario saber conceptos básicos para poder comprender los análisis PVT. Antes de realizar el análisis con los plugs nucleos de corona se recomienda tenerlos lavados, secados y codificados al momento de realizar las diferentes pruebas Los equipos previamente deben estar calibrados para así evitar cualquier error en la lectura de los resultados. Con las pruebas de separador podemos obtener la cantidad de gas disuelto en el sistema. Con la finalidad de establecer la consistencia en los datos relativos a los factores volumétricos del yacimiento, previo al análisis P.V.T. en el laboratorio se debe establecer la diferencia entre los dos procesos de liberación, así como entre el petróleo cercano al punto crítico y petróleo negro.
BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS http://www.lacomunidadpetrolera.com/cursos/propiedades-de-la-rocayacimiento/procedimientos-para-medir-la-porosidad.php https://es.scribd.com/doc/56438996/Registros-de-Resistividad-Convencionales-yEnfocados www.lacomunidadpetrolera.com http://www.glossary.oilfield.slb.com/ http://ventanapetrolera.blogspot.com/
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ANEXOS Núcleos
Separadora de Gas
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Ingeniería de Petróleos- Ingeniería de Yacimientos PRÁCTICA DE LABORATORIO N°1 Óhmetro
Generador de Hidrogeno
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