REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LAS FUERZAS ARMADAS
MAESTRIA EN EXTRACCIÓN DE CRUDOS PESADOS MECÁNICA DE FLUIDOS TRABAJO TÉCNICO Nº 1
REALIZADO POR: ING. HERNAN ROMERO SECCIÓN: “A”
SEPTIEMBRE, 2009.
Mecánica de Fluidos Trabajo Técnico Nº1
1.- Explique la relación de la Mecánica de los Fluidos con el Sistema de Producción de la Industria Petrolera. El Sistema de Producción en la industria petrolera es diseñado para la extracción, transporte y comercialización del crudo, conformando un complejo grupo de equipos, mecanismos y tecnologías cuyo objetivo principal es la producción del crudo al menor costo de inversión. El diseño de este sistema depende principalmente de la tasa de producción, de las propiedades de los fluidos, obtenidos a través de análisis PVT o estimadas a través del estudio de la mecánica del fluido, así como de su comportamiento en el mismo, según las condiciones a las que se expongan y es a partir de esta ciencia que se definen los criterios de diseño, tomando en cuenta la volumetría de producción y parámetros de gran interés para la selección del método de levantamiento artificial (BM, BCP, BES), cuya función principal es generar una caída de presión para vencer el peso de la columna hidrostática generada por la gravedad del crudo, con el fin de desplazar el fluido del fondo del pozo a la superficie, donde será transportado a través de un sistema de líneas de flujo en el que exista la menor perdida de presión; determinando además el comportamiento dinámico del fluido en interacción con los equipos: Bombas, Separadores, Tanques, intercambiadores de calor, medidores, compresores, entre otros; permitiendo el funcionamiento óptimo del sistema para cumplir con el objetivo principal de la corporación, bajo los parámetros establecidos en normas internas como de instituciones internacionales. 2.- Responder el siguiente documento técnico “Composición y Reología del Crudo Pesado”. 2.1.- Influencia de Asfáltenos y Resinas sobre la viscosidad del crudo. Debido al aumento de la demanda energética a nivel mundial ha obligado a la extracción y producción de crudos pesados y extrapesados, los cuales se caracterizan por su alta viscosidad. Para optimar los sistemas de producción de estos crudos, se han realizado estudios a nivel composicional del mismo. Estos crudos están compuestos por concentraciones de asfáltenos, resinas, aromáticos, máltenos entre otros compuestos de gran peso molecular. A través de estos estudios se logra demostrar que los asfáltenos por si solos aumentan abruptamente la viscosidad del crudo; si el aumento es en menor proporción es por la influencia de las resinas. El aumento de la viscosidad se debe a que los asfáltenos y las resinas causan un efecto sinérgico creando asociaciones intermoleculares a través de los puentes de hidrógenos con los máltenos. Estas asociaciones se realizan en ambientes pocos polares ya que los asfáltenos son muy sensitivos a este tipo de ambiente para formar dichos puentes. En definitiva, el aumento de asfáltenos y resinas producen el ascenso en la viscosidad, atribuibles al mayor tamaño de las moléculas y, por ende, a la interacción molecular. Por tal motivo, para mejorar la movilidad del crudo se añade pequeñas concentraciones de naftas (compuestos asfalticos) para disminuir la viscosidad de crudo, retardando o impidiendo las asociaciones de los asfáltenos y las resinas.
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Mecánica de Fluidos Trabajo Técnico Nº1
2.2.- ¿Porque se dificulta medir la viscosidad del crudo pesado con métodos convencionales y es recomendable hacerlo con Resonancia Magnética?
En la industria petrolera es de gran importancia determinar la presencia de hidrocarburos en los yacimientos y la caracterización del mismo para realizar los estudios de las mejores prácticas para su explotación. Una de las propiedades más importante es la viscosidad, considerada como la resistencia a la deformación por esfuerzos cortantes o tangenciales. Para determinar la viscosidad de los fluidos a condiciones de yacimientos existen una serie de equipos de medición a nivel de laboratorio (Viscosímetros). Sin embargo, debido a su principio de funcionamiento cuando se trata de crudos pesados los tiempos de rodamientos se hacen muy grandes existiendo la posibilidad de que no exista contacto eléctrico necesario como consecuencia del revoque que genera el crudo pesado en las paredes del equipo. Por tales motivos estos equipos nos son muy confiables. Hoy en día, con los avances tecnológicos aplicados a la caracterización de los fluidos han llegado a utilizar el perfilaje de pozos como método económico para evaluar las formaciones. El registro de Resonancia Magnética Nuclear (RMN), es una de estas tecnologías utilizadas para llevar a cabo esta actividad, relacionando el mismo con la determinación de propiedades petrofísicas de gran interés, permeabilidad, porosidad entre otras. La RMN analiza los fluidos en la matriz de la roca, permitiendo determinar la movilidad, difusividad y un valor de viscosidad estimado de los fluidos por medio del tiempo de relajamiento entre ellos, logrando a través de estos datos identificar el tipo de fluido, agua, gas o petróleo (liviano o pesado). Es de gran importancia que este registro se ejecute con registros de densidad neutrón y de resistividad, para poder determinar y validar la presencia de hidrocarburos y el tamaño del poro (porosidad absoluta), ya que el comportamiento del RMN de un fluido en el espacio poral del yacimiento es diferente al RMN del fluido en bruto. Pero al igual que los métodos convencionales el valor de viscosidad no es confiable ya que dependerá de la interpretación del registro para el cual cada ingeniero tiene sus criterios de evaluación.
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