PRUEBAS DE LABORATORIO PVT CONVENCIONALES Y SU VALIDACION

PRUEBAS DE LABORATORIO PVT CONVENCIONALES Y SU VALIDACION

A. Prueba de liberación (vaporización) diferencial.

En el proceso de liberación diferencial, el gas en solución liberado de una muestra de aceite durante la declinación de presión es continuamente removido del aceite, antes de que pueda establecerse el equilibrio con la fase líquida. Este tipo de liberación se caracteriza porque varía la composición total del hidrocarburo del sistema. Los datos obtenidos experimentalmente en esta prueba incluyen:

• Cantidad de gas en solución en función de la presión.

• La reducción del volumen de gas en función de la presión.

• Propiedades del gas desprendido, incluyendo la composición del gas liberado, el factor de compresibilidad del gas, y la gravedad específica del gas.

• Densidad del aceite remanente en función de la presión.

La prueba de liberación diferencial se considera para una mejor descripción del proceso de separación que toma lugar en el yacimiento, y se considera para simular el comportamiento de flujo del sistema de hidrocarburos a condiciones por encima de la saturación crítica del gas. A medida que el gas liberado alcanza la saturación del gas crítica, el gas liberado empieza a fluir, dejando atrás el aceite que originalmente lo contenía. Esto se atribuye al hecho que los gases en general, tienen una movilidad mayor que la de los aceites. Como consecuencia, este es el comportamiento que sigue la secuencia de la liberación diferencial.

La prueba se hace a muestras de yacimiento y se desarrolla cargando una celda PVT con muestra de líquido a la presión de burbuja y la temperatura del yacimiento. Como se muestra esquemáticamente en la figura 1, la presión es reducida por pasos, usualmente de 10 a 15 niveles de presión, luego todo el gas liberado es removido y su volumen es medido a condiciones estándar. El volumen de aceite remanente VL también es medido a cada nivel de presión. Cabe resaltar que el aceite remanente está sujeto a continuos cambios composicionales a medida que se vuelve más rico en componentes más pesados.

Este procedimiento continúa hasta condiciones atmosféricas, donde el volumen del aceite residual (remanente) es medido y convertido a volumen a 60°F, Vsc.

El factor volumétrico diferencial de formación Bod (comúnmente llamado factor volumétrico relativo), para todos los niveles de presión es calculado, dividiendo los volúmenes remanentes VL por el volumen del aceite residual.

(Ecuación 1)

La relación diferencial gas/aceite en solución Rsd, es calculada al dividir el volumen del gas en solución entre el volumen del aceite residual.

La tabla 1 muestra los resultados de una prueba de liberación diferencial para el crudo de Big Butte. La prueba indica que que la relación diferencial gas/aceite y el volumen diferencial relativo de aceite a la presión de burbuja son 933 scf/STB y 1.730 bbl/STB, respectivamente. Los símbolos Rsdb y Bodb son usados para representar estos dos valores:

Rsdb = 933 scf/STB

Bodb = 1.730 bbl/STB

La columna 4 de la Tabla 1 muestra el volumen relativo total Btd, de la liberación diferencial como calculada de la siguiente expresión:

Ecuación 2

Donde Btd = volumen relativo total, bbl/STB, y Bg = factor volumétrico de formación del gas, bbl/scf.

El factor de desviación del gas, Z, listado en la columna 6 representa el factor Z para el gas en solución liberado (removido) a la presión específica. Estos valores son calculados de las medidas del volumen de gas, así:

Ecuación 3

Donde

V = volumen del gas liberado en la celda PVT a p y T.

Vsc = volumen del gas removido a la columna estándar 7 de la tabla 1, que contiene los factores volumétricos de formación del gas, Bg, como se expresa a continuación:

Ecuación 4

Donde

Bg = factor volumétrico de formación del gas, ft3/scf

T = temperatura, °R

p = presión de la celda, psia

Tsc = temperatura estándar, °R

psc = presión estándar, psia

Moses (1986) señaló que al reportar los datos experimentales en relación con el volumen residual de aceite a 60°F, se obtiene el volumen relativo de aceite Bod, y la relación diferencial gas/aceite, Rsc, mostrando el comportamiento del factor volumétrico de formación Bo y la solubilidad del gas en solución Rs.

Se debería resaltar que las pruebas de liberación diferencial representan el comportamiento del aceite en el yacimiento a medida que la presión declina. Se debe encontrar una forma de traer este aceite a la superficie a través de los separadores y el stock tank. Este es un proceso flash o de separador.

B. Pruebas de separador.

Las pruebas de separador se realizan para determinar los cambios en el comportamiento volumétrico del fluido del yacimiento a medida que este pasa a través del separador (o separadores) y finalmente al stock tank. El comportamiento volumétrico resultante es influenciado enormemente por las condiciones de operación, las cuales son presiones y temperaturas, de las facilidades de separación de superficie. El principal objetivo de realizar las pruebas de separador, por lo tanto, es para proveer la información esencial de laboratorio, necesaria para determinar las condiciones óptimas de separación en superficie, las cuales maximizarán la producción de aceite en el stock tank.

Adicionalmente, los resultados de esta prueba, cuando son combinados apropiadamente con los datos de la prueba de liberación diferencial, proveen de medios para obtener los parámetros PVT (Bo, Rs y Bt) requeridos para el cálculos de ingeniería de petróleos. Estar pruebas de separador se realizan sólo al aceite original al punto de burbuja.

La prueba se desarrolla ubicando una muestra de hidrocarburo a su presión de saturación y temperatura de yacimiento en una celda PVT.

El volumen de la muestra es medido como Vsat. Luego, la muestra de hidrocarburo es desplazada y flasheada a través de sistemas de separador multietapa de laboratorio, comúnmente de una a tres etapas. La presión y la temperatura de estas etapas son puestas para representar las facilidades de separación deseadas o actuales. El gas liberado de cada etapa es removido para medir su gravedad específica y volumen a condiciones estándar.

El volumen del aceite remanente en la última etapa (que representa las condiciones del stock tank) es medido y anotado como (Vo)sat.

Estos datos de medición experimentales pueden ser usados para determinar el factor volumétrico

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