PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

3.1 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

1) GRAVEDAD DEL PETRÓLEO

La gravedad específica de un petróleo crudo se define como la relación entre la densidad del petróleo y la densidad del agua, ambas medidas a 60 ° F y presión atmosférica.

                                        Ј = ρo / ρw

Donde:

ρo = densidad del petróleo crudo en lbm/pie3

ρw = densidad del agua en lbm/pie (62,a lbm/pie3)

J = gravedad específica del petróleo

Para el caso del petróleo, en lugar de gravedad específica, se prefiere utilizar la gravedad ° API.

                                 °API = (141,5 /Jo ) – 131,5

La gravedad API de los petróleos crudos oscila entre 47 ° API para los livianos y hasta 10° API para los pesados.

Ejercicio. Calcular la gravedad específica y la gravedad API de un sistema de petróleo crudo con una densidad medida en condiciones normales de 53 lbm/ pie3.

Solución:

               a) Gravedad Específica

                Ј = ρo / ρw = 53/62,4 = 0,849

b) Gravedad API:  °API = (141,5 / Jo) – 131,5

                ° API = 35,2 ° API

2. SOLUBILIDAD DEL GAS (Rs)

La solubilidad del gas, Rs, se define como el número de pies cúbicos normales de gas que a determinada presión y temperatura están disueltos en un barril de crudo en condiciones normales. La solubilidad del gas natural en el petróleo depende de su presión, temperatura, ° API y gravedad.

Para un gas y petróleo que están a temperatura constante, la solubilidad aumenta con la presión hasta que se alcanza la presión de saturación. Pues a esta presión todos los gases disponibles están disueltos en el petróleo, y como consecuencia, la solubilidad del gas alcanza su valor máximo.

Diagrama de la solubilidad del gas en función de la presión para un petróleo crudo no saturado

[pic 1]

[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

               Solubilidad del gas                                   Rsb

               (Rs), PCN/BN

                                                                           Pb         Pi[pic 6]

                                                      Presión [pic 7]

                                                   (lbf/pulg2)

Los factores que afectan la solubilidad del gas en el petróleo, Rs, son:

     Presión: al aumentar la presión, aumenta el Rs

     Temperatura: al aumentar la temperatura, disminuye el Rs

      API: al aumentar la gravedad API , aumenta Rs

Correlación de Standing para calcular la solubilidad del gas

Standing propuso una correlación gráfica para determinar la solubilidad del gas en función de la presión. Gravedad específica del gas, gravedad API y temperatura del sistema.

                                    Rs = Jg       P/18,2 + 1,4    . 10X     1,2048

                                    X = 0,0125 °API – 0,00091 (T -460 )              

Donde:

             T: Temperatura (°R)

             P: Presión del sistema (lbf/pulg2)

             Jg : Gravedad específica del gas en solución

3. DENSIDAD DEL PETRÓLEO

La densidad del petróleo crudo se define como la masa de una unidad de volumen de crudo a determinada presión y temperatura. Usualmente se expresa en libras por pie cúbico.

Correlación de Standing para calcular la densidad del petróleo

                                 62,4 Jo + 0,0136. Rs. Jg

 ρo = [pic 8]

              0,972 + 0,000147   Rs (Jg/Jo)0,5  + 1,25 (T – 460)   1,175

Donde:     Jo: Gravedad específica del petróleo en condiciones de tanque

               T: Temperatura del sistema, °R

                Rs: Solubilidad del gas en PCN/BN

4. PRESIÓN DE BURBUJEO

La presión de burbujeo (Pb), llamada también presión de saturación (Ps), de un sistema de hidrocarburos se define como la mayor presión a la cual se libera del petróleo la primera burbuja del gas. Esta importante propiedad puede medirse experimentalmente en un sistema de petróleo crudo cuando se realiza una prueba de expansión a una composición constante. En ausencia de datos experimentales es necesario hacer una estimación

Las correlaciones que permiten determinar la presión de burbujeo o de saturación de un crudo, relacionan esta última con la solubilidad y gravedad del gas, de la gravedad del crudo y de la temperatura.

Correlación de Standing para calcular la presión de burbujeo

                                  Pb = 18,2    (Rs/Jg ) 0.83 . (10) a – 1,4

                                  a= 0,00091 (T - 460) – 0,0125 API

          Donde:          Pb: Presión de burbujeo (lbf/pulg2)

                                T: Temperatura (°R)

5. FACTOR VOLUMÉTRICO DEL PETRÓLEO EN LA FORMACIÓN

El factor volumétrico del petróleo en la formación, Bo, se define como la relación entre el volumen de petróleo más su gas en solución en las condiciones de presión y temperatura prevalecientes en el yacimiento, y el  volumen de petróleo en condiciones normales. Por ello, Bo, siempre es mayor o igual a la unidad. Este factor puede expresarse matemáticamente por la siguiente relación:

                                (Vo) p,T               

                      Bo =  [pic 9]