Muestras y Pruebas PVT

(1)

Muestras y Pruebas PVT

(2)

Viscosidad del Petróleo,

µ

o

• Crudo Subsaturado

p => µo por expansión. • Crudo Saturado

p = > µo por reducción del gas es solución

En un yacimiento agotado, el crudo tiene una viscosidad mayor que la que tenía el crudo original.

(3)

Compresibilidad del Petróleo, C

o

• Compresibilidad de una substancia es el cambio

unitario de volumen con presión a temperatura

constante.

• Co = Compresibilidad del petróleo,

• Vo = Volumen.

• p = Presión

T O O O P V V C       ∂ ∂ − = 1 1 −

lpc

(4)

Compresibilidad del Petróleo, C

o

(cont)

• Esta ecuación se convierte en:

• Crudo Subsaturado

T o O O

p

B

C

_











−

=

2 1 02 1 1

1 b

p

₁

=

p

₂

=

p

(

>

p

_b

)

ob o

B

₁

=

B

_o₂

=

B

_o

(

<

B

_ob

)

) ( p p B B B C b oB ob o o − − = B_o = B_oB

[

1 −C_o(p − p_b)

]

p > p_b

(5)

Pruebas PVT de Laboratorio

• Incluye las siguientes pruebas:

Composición de la muestra del fluido del

yacimiento

Expansión a composición constante (relación

pV)

Liberación diferencial isotérmica

Separación instantánea (pruebas de

separadores)

(6)

Composición del Fluido del Yacimiento

• Cromatografía. • Destilación.

• Destilación simulada por cromatografía. • Espectrometría de masas.

• Muestras gaseosas sólo cromatografía desde C1 hasta C11 . A veces sólo hasta C6+ o C7+

• Muestra de fondo o recombinada:

- Liberación instantánea en el laboratorio.

- Gas liberado se analiza separadamente del líquido remanente

- Recombinación para obtener composición de la muestra total.

(7)

Pruebas de Expansión a

Composición Constante

• Liberación instantánea.

• Se realiza en celda de acero de volumen del orden de 1/2 litro, capaz de resistir altas presiones (> 10.000 lpc) y temperaturas (>350°F). • Se obtienen las siguientes propiedades del crudo.

- Presión de Burbujeo, pb (cambio de pendiente de la curva V vs p).

- Volumen relativo.- Volumen total del fluido en la celda a una presión p, dividido por el volumen en el punto de burbujeo, Vb. - Factor de Compresibilidad - Función Y:       − − = 1 b b V V p p p Y

(8)

Variación del volumen relativo con presión.

Prueba de expansión a composición constante

0.2 0.6 5000 4000 3000 2000 1000 0 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0 Pb=2620 lpcm P R E S IÓ N l pc m V / Vb

(9)

Pruebas de Expansión a

Composición Constante (Cont.)

funcion Y (Cont.)

• Sistemas compuestos básicamente por

hidrocarburos, muestran relación lineal de Y vs. p.

• Si hay presencia de no hidrocarburos (C02, agua) se

aleja del comportamiento lineal.

• Si pb del informe es superior a la real, los valores de

Y se alejan por encima de la recta.

• Si pb del informe es inferior a la real, los valores de Y

se alejan por debajo de la recta.

(10)

Gráfico de la

función

Y del análisis PVT

del apéndice A

500 1.5 2.0 2.5 1000 Pb 1500 2000 2500 Y P pca

(11)

Función “Y” de un

crudo con 40% de

CO

₂

400 2.0 3.0 4.0 5.0 1.0 500600700800900 F U N C IÓ N Y

(12)

Ejemplo de la función “Y” cuando Pb

ha sido sobrestimada

1000 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 2000 3000 PRESIÓN (lpca) F U N C IÓ N Y

(13)

Ejemplo de la función “Y” cuando Pb

ha sido bajo estimada

1000 2.0 2.2 1.8 1.6 1.4 1.2 2000 3000 F U N C IÓ N Y

(14)

Prueba de Liberación Diferencial

• Expansión a composición variable.

• Simula el comportamiento de los fluidos durante el agotamiento de presión.

• Se efectúa a través de una serie de separaciones instantáneas (10 pasos).

• Se pueden obtener las siguientes propiedades del petróleo y gas: -Relación gas - petróleo en solución, Rsd

-Factor volumétrico del petróleo, Bod - Factor volumétrico total, Btd

- Densidad del petróleo, ρod

- Factor de compresibilidad del gas, Z - Factor volumétrico del gas, Bg

- Gravedad específica del gas, γg

(15)

Bod, Btd, Rsd,

vs p de una

prueba

de liberación

diferencial

4.6 900 4.2 800 3.8 700 3.4 600 3.0 500 2.6 400 2.2 300 1.8 200 1.4 100 0 0 FA C T O R E S V O LU M É T R IC O S , B Y /B N (V ol um en es R el at iv os ) F R E LA C IÓ N G A S -P E T R Ó LE O E N S O LU C IÓ N , P C N /B N T=220 °F °API=35.1

(16)

Z, B

g

y

γγγγ

gd

vs p de una

prueba

de liberación

diferencial

400 0.01 0.8 0.6 0.02 0.02 0.7 0.03 1.0 0.8 Z Bg gd 0.04 1.2 0.9 0.05 1.6 1.0 0.06 1.8 0.07 2.0 0.0 0.6 0.5 800 1200 PRESIÓN lpcm FA C TO R D E C O M PR ES IB IL ID A D G RA V ED A D E SP EC IF IC A ( A IR E= 1 ) FR EL A C IÓ N G A S-PE TR Ó LE O E N S O LU C IÓ N , PC N /B N 1600 2000 2400 2800 0 T= 220 °F

(17)

Prueba de Separadores

• Pruebas de liberación instantánea.

• Se realizan en un separador en el laboratorio.

Cuantificar efecto de p y T de separación de

superficie, sobre Bo y Rs

• La muestra del crudo saturado a pb y Ty se pasa por

el separador y se expande hasta la presión

atmosférica.

• Para cada presión del separador se obtiene:

- Factor volumétrico del petróleo a pb, Bobf

- Relación gas-petróleo en solución a pb, Rsbf

- Gravedad API del petróleo del tanque

(18)

Prueba de Separadores (Cont.)

• Al variar la presión del separador se puede obtener

una presión óptima.

- Menor liberación de gas.

- Crudo con mayor °API.

- Crudo con menor factor volumétrico.

• Presión óptima de separación = > mayor cantidad de

petróleo en el tanque.

(19)

Prueba de Viscosidad

• Se determina en petróleo con gas en solución.

• Se usa un viscosímetro de bola o uno rotacional

(tipo Haake)

• Se calcula

µ

o a cualquier p y T

• El agotamiento de presión se realiza siguiendo un

proceso de liberación diferencial

• La variación de la viscosidad del gas con presión se

calcula por medio de correlaciones.

(20)

Limitaciones de las Pruebas de

Laboratorio

• La muestra de fluido tomada no representa adecuadamente la composición original de los fluidos del yacimiento.

- La muestra se toma a py < pb

- El pozo produce agua y/o gas libre

• Los procesos de liberación del laboratorio no simulan el proceso combinado diferencial - instantáneo que ocurre en el

yacimiento.

• Mucho cuidado al extrapolar resultados de laboratorio al campo. - Pequeños errores en las pruebas producen graves

errores en B.M, cotejo y predicción.

• En el muestreo de separador, pequeños errores (5%) en qo y qg producen errores en pb del orden de 150 lpc.

(21)

Consistencia de los Resultados de un

PVT

• Antes de usar un PVT se debe corroborar: - Temperatura de la prueba.

- Condiciones de recombinación.

..p y T de recombinación en el laboratorio iguales a las del separador.

.…p y T del separador al tomar muestras de

gas, iguales a las de la toma de la muestra de líquido.

- Prueba de densidad.

- Prueba de linealidad de la función Y. - Prueba de balance de materiales.

- Prueba de la desigualdad:

R

B

_sd g od

δ

<

(22)

Consistencia de los Resultados de un

PVT (Cont.)

• Prueba de Densidad.

Densidad del petróleo saturado con gas a pb de la prueba de liberación diferencial debe ser igual a la densidad calculada a partir de las pruebas de separadores.

• ρbof = (Masa de petróleo de tanque + Masa de gas del separador

+ Masa de gas del tanque) / Unidad de volumen de petróleo a Pb y T.

• Si hay diferencia entre estos valores de densidad, no debe ser superior a 5% para validez.

[

]

BY lb R sep R B

B _obf _obf g s g s tan

w o obf ( ) ( ) , 0763277 , 0

γ

ρ

γ

ρ

= + +

(23)

Consistencia de los Resultados de un

PVT (Cont.)

• Prueba de linealidad de la función Y.

• Gráfico de Y vs. p debe dar una línea recta si el crudo

tiene poca cantidad de componentes no

hidrocarburos y las mediciones en el laboratorio

fueron hechas con precisión.

(24)

Consistencia de los resultados de un

PVT (Cont.)

• Prueba de balance de materiales.

• Verificar si la Rs experimental de la prueba de liberación

diferencial es igual a la Rs calculada por balance de materiales. • Se requiere de:

- Gravedad API del crudo.

- Relación gas - petróleo en solución a diferentes presiones

- Factor volumétrico del petróleo a diferentes presiones - Gravedad específica del gas liberado en cada etapa de