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EXPERIENCIA No. 3 DETERMINACIÓN
DE LA SATURACIÓN POR
EL METODO DE DESTILACIÓN- EXTRACCIÓN
EXPERIENCIA No. 3 DETERMINACIÓN
DE LA SATURACIÓN POR
EL METODO DE DESTILACIÓN- EXTRACCIÓN
ANDREA DEL PILAR MORALESFELIPE GASPAR REYES
KENIA GONZALEZ PEDRAZA
GENERALIDADES Y FUNDAMENTACIÓN GENERALIDADES Y FUNDAMENTACIÓN
Porosidad
Describe el espacio en la roca no ocupado por algún mineral o material solido , lo que permite al almacenamiento de fluido. Para determinar la cantidad de hidrocarburos en un yacimiento es necesario determinar la fracción de volumen poroso ocupado por cada uno de los fluidos presentes.
SATURACIÓNSATURACIÓN
Aplicando este concepto a cada fluido de yacimiento se tiene:
Si se trata de un yacimiento subsaturado, las sumatorias de las saturaciones es:
Todas las saturaciones están basadas en el volumen poroso y no en el volumen bruto del yacimiento. Por esta razón en la industria petrolera se usa a menudo el concepto de porosidad del hidrocarburo.
Saturación de agua connata: La saturación de agua connata (Swc) es la saturación de agua existente en el yacimiento al momento del descubrimiento, la cual se considera como el remanente del agua que inicialmente fue depositada con la formación y que debido a la fuerza de la presión capilar existente, no pudo ser desplazada por los hidrocarburos cuando éstos migraron al yacimiento.
Saturación crítica de una fase: La saturación crítica de una fase, generalmente expresada como Sxc, donde x corresponde a la fase (petróleo, agua o gas), corresponde a la mínima saturación requerida para que una fase pueda moverse en el yacimiento, es decir, corresponde a la máxima saturación a la cual la permeabilidad relativa de dicha fase es cero.
Saturación residual de una fase: La saturación residual de una fase, generalmente expresada como Sxr, donde x corresponde a la fase (petróleo, agua o gas), corresponde a la saturación de dicha fase que queda en el yacimiento en la zona barrida, después de un proceso de desplazamiento.
FACTORES QUE AFECTAN LA SATURACION DE FLUIDOS EN LOS
NUCLEOS.Presiones considerables por la columna de
lodo en el pozo.
La reducción de presión cuando la muestra es llevada a superficie.
MÉTODOS PARA DETERMINAR LA
SATURACIÓN DE FLUIDOS
MÉTODOS PARA DETERMINAR LA
SATURACIÓN DE FLUIDOS
Métodos Directos• Saturación obtenida “directamente utilizando métodos de
laboratorio”.• Análisis de muestras representativas del yacimiento (núcleos).
Métodos Indirectos• Registros de pozos -> Swc• Presión Capilar -> K->J Leverett
MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE LA SATURACIÓN DE MUESTRAS DE
NÚCLEOS
Método de la Retorta a presión atmosférica
Método de lavado con solvente (Karl-Fischer)
Métodos de exploración (Barrido)
Análisis carbon
Oil Shales
Núcleos que contienen Yeso
MÉTODO DE EXTRACCIÓN POR DESTILACIÓN (DEAN STARK Y SOXHLET)
METODOS PARA DETERMINAR SATURACIONES DE FLUIDOS
METODOS PARA DETERMINAR SATURACIONES DE FLUIDOS
METODO DE LA RETORTA
El método de la retorta se aplica sobre una muestra de roca pulverizada la cual se somete a diferentes temperaturas que permiten vaporizar de forma selectiva los fluidos presentes. Tras su condensación los fluidos son atrapados en una trampa calibrada para su medición. El método es rápido, sin embargo es destructivo, requiriendo que las pruebas de porosidad y permeabilidad sean realizadas sobre muestras aledañas.
METODO DE LA RETORTA
VENTAJAS
Prueba de corto tiempo.
Datos aceptables.
La perdida de granos no afecta la saturación.
DESVENTAJAS
Se deben lograr unas temperaturas de 1000 a 1100 °F.
A altas temperaturas el aceite sufre cracking and coke (cambio en las moléculas de los hidrocarburos (liquido se pierde).
Generalmente las muestras se arruinan.
MÉTODO DE LAVADO CON SOLVENTE (KARL-FISCHER)Adecuado para análisis de núcleos enteros y tapones. Dean Stark
Pesar muestra= porta-núcleos, recoger fluidos
producidos
Inyección metanol/tolueno.
Frasco de vidrio: Reactivo inicial.
Solvente: Muestra de corazón
Repetir: Solvente: 1.
alterno. 2. Inicial
Peso solvente.
Contenido de agua de la
solución, Karl Fisher.
Muestra: descargar,
secar, pesar = volumen poroso
Método de inyección de
Helio.
CONSIDERACIONES DEL MÉTODO
CONSIDERACIONES DEL MÉTODO
Todos los niveles de saturación pueden ser determinados.
Exacta
Daño a los minerales sensibles: mínimo
Remueve: sales de la muestra.
Metanol: absorbe humedad del ambiente.
Técnica compleja y más costosa.
Saturación de aceite asume que no hay pérdidas de granos en la muestra.
No es apropiada: halita, azufre u otros minerales solubles en metanol.
VEN
TAJA
S
DESV
EN
TAJA
S
Absorción lineal de rayos X.
Absorción lineal de
rayos gamma.
Tomografía asistida por computador
(CT)
Absorción de microondas.
Resonancia magnética
nuclear (NMR)
Resonancia de ondas de
radio.
Radiografía de
atenuación neutrónica.
MÉTODOS DE EXPLORACIÓNMÉTODOS DE EXPLORACIÓN
Ajuste del nivel de energía.
Material de marcado y su concentración.
Interacción fluido - roca fluido – fluido
ConsideracionesConsideraciones
-Suministra distribución espacial de la saturación de fluidos. -Mediciones no invasivas y no destructivas.-CT y NMR ->S en 3D-Microondas y NMR -> S sin marcadores.
Equipos costosos.
-NMR no funciona en núcleos con arcilla, gas o ferromagenéticos.
VENTAJAS
LIMITACIONES
ANÁLISIS DE CARBÓN
ANÁLISIS DE CARBÓN
• Los análisis de retorta y de extracción de solvente por destilación no son adecuados.
•El fluido de principal importancia es el agua.•La muestra debe tener mínimo 500 gramos de peso.
•El contenido de humedad es una propiedad fundamental del carbón que debe determinarse con exactitud para evaluar un estrato de carbón apropiadamente.
•La pérdida de peso es equivalente a la cantidad de agua sacada.
VENTAJAS LIMITACIONES
OIL SHALESSHALE: roca compuesta de partículas con
tamaño entre arcilla y cieno. Contienen material orgánico sólido
(ejemplo: kerógeno).
Se obtienen las saturaciones de petróleo y agua
gal/ton
Proceso de retorta de alta temperatura.
Horno 1000°F (538°C).No se considera la K
MÉTODO DE DESTILACIÓN-EXTRACCIÓN (DEAN-STARK Y
SOXHLET)
MÉTODO DE DESTILACIÓN-EXTRACCIÓN (DEAN-STARK Y
SOXHLET)
EQUIPOS Y MATERIALESEQUIPOS Y MATERIALES
CARACTERÍSTICAS DEL TOLUENO
CARACTERÍSTICAS DEL TOLUENO
PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO
Acción del disolvente vaporiza la
fracción de agua.
Condensación de agua en una
trampa calibrada.
Posteriormente se condensa el disolvente.
El contenido de aceite es
determinado por diferencia de
peso en la muestra.
MUESTRA N° 208
Peso Seco = 147.46 gr
Longitud = 6.1 cmDiámetro = 3.8 cm
Presión de confinamiento con Nitrógeno.
Presión de saturación
con Aire comprimido.
P con Aire Comprimido
P con N2 >
Presión de Saturación
Movilidad de emulsión,
rapidez del proceso.
1. PREPARACIÓN DE MUESTRA
1. ADICIÓN DEL SOLVENTE (TOLUENO) A LA
MUESTRA.2. ADICIÓN DE CALOR
(CALENTADOR)3. CONDENSACIÓN DEL
AGUA Y POSTERIOR CONDENSACIÓN DEL
TOLUENO.4. LECTURA DE LOS ml DE
AGUA OBTENIDOS (TRAMPA)
5. RETIRO LA MUESTRA DEL DEAN STARK Y LA PESO
SATURADA CON TOLUENO.6. PASO AL SOXHLET DONDE
SE EXTRAE EL ACEITE DE LA MUESTRA.
7. RETIRO LA MUESTRA.
3. Secado y desecado de la muestra3. Secado y desecado de la muestra
4. Pesaje final de la muestra 4. Pesaje final de la muestra
CÁLCULOSCÁLCULOS
•Si el agua connata es una solución salina altamente concentrada, la densidad del agua debe corregirse para la sal en la solución.
Donde:• Vbr = volumen de salmuera correspondiente al volumen de agua
destilada recobrada del tapón, cm3. • Vw = volumen de agua destilada recobrada del tapón (e.g. Dean-
Stark), cm3. • ρw = densidad del agua destilada, g/cm3. • ρb = densidad de la salmuera que tiene una concentración de Cs
de sal, g/cm3. • Cs = la concentración de sales disueltos en la salmuera-
CÁLCULOSCÁLCULOS
precisión
VENTAJAS Y DESVENTAJASVENTAJAS Y
DESVENTAJAS
BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA
• PARRA Pinzón Ricardo. Guías de laboratorio Análisis de Núcleos. Facultad de Ingeniería.Universidad Surcolombiana.
• Norma API para operaciones de Núcleos.
• PARÍS DE FERRER, Magdalena. (2009). Fundamentos de ingeniería de Yacimientos. Capítulo 3: Propiedades de los fluidos.