Date post: | 11-Jan-2016 |
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Como quieras que los demás hagan con vos, asi hace vos con ellos.
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CaracterizaciCaracterizacióón del Petrn del Petróóleoleo
Procesamiento de campoProcesamiento de campo
Bibliografía
Oilfield Processing, Volume Two: Crude oil; Francis S. Manning
Cap. 1 y 2
Handbook of Petroleum Product Analysis, JAMES G. SPEIGHT, Cap. 2
Nota técnica GPA Nº 4, 6, 7, 26, 38 y 39
Pag Web de INLAB, (Mediciones termodinámicas, La composición de la mezcla de HC, Composición de líquidos a presión atmosférica)
Cuadernos FIRP
Como quieras que los demás hagan con vos, asi hace vos con ellos.
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Procesamiento de campoProcesamiento de campo
Pozo
Endulzamiento
TratamientoRemoción
De licuablesCompresióntransporte
Deshidratación
EstabilizaciónAlmacenamiento
Transporte
Separación De Fases Filtración Desaereación
Reinyección o Disposal
DeshidrataciónDesalado
EstabilizaciónEndulzamiento
AlmacenamientoTransporteBatería
Gas
Agua
Separación De Fases
Petróleo
Como quieras que los demás hagan con vos, asi hace vos con ellos.
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Tratamiento del PetrTratamiento del Petróóleoleo
El PROCESAMIENTO DEL PETR ÓLEO PARA ALMACENAMIENTO , TRANSPORTE Y VENTASUPONE TRES PROCESOS
1. Separación
2. Estabilización
3. Remoción de impurezas
Los proceso son fuertemente dependiente del VOLUMEN y las CARACTERISTICAS del fluido tratado
Como quieras que los demás hagan con vos, asi hace vos con ellos.
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Tratamiento del PetrTratamiento del Petróóleoleo
Algunos Conceptos B ásicos
• Encogimiento, shrinkage, (gas en sción o gas asociado) SF = 1/Bo [blst/blres]
• Condensado
• Gas húmedo, gas seco
• Relación gas-petróleo (RGP, GOR) [scfst/blo]
• Petróleo muerto
• Clasificación del petróleo
Como quieras que los demás hagan con vos, asi hace vos con ellos.
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Los Fluidos del ReservorioLos Fluidos del Reservorio
Clasificación del petróleo según su Gravedad API( )
Relacionándolo con su gravedad API el American Petroleum Institute) clasifica el petróleo en
•Crudo liviano o ligero, mayores a 31,1° API.
•Crudo medio o mediano 22,3 y 31,1° API.
•Crudo pesado 10 y 22,3° API.
•Crudo extrapesado menores a 10° API. A estos crudos también se les denomina bitúmenes.
5.1315.141
º
6060
−=SG
API
Clasificación del Petróleo
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------------Gas Seco
---> 50> 50000---Gas Húmedo
Claro> 50< 60
3300< 50000 (9000)
----Condensado
Coloreado, Normalmente marrón
> 40>2000
<3300 (585)< 0,5
Alto encogimiento (Alto GOR o Volátil)
Muy oscuro a negro< 45< 2000 (355)> 0,5Bajo encogimiento (Bajo
GOR, Negro u ordinario)
ColorºAPIGOR
(cft/blost)Encogimiento(blost/blo res)
Tipo de Fluido
Líquido en tanqueEstado inicial
Clasificación del Petróleo
Como quieras que los demás hagan con vos, asi hace vos con ellos.
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Puede ser clasificado como: CONVENCIONAL, PESADO y EXTRAPESADO (Dowd y Kuuskraa, 1988)
Convencional: Viscosidad < 10000cp, ºAPI >20
Pesado: Viscosidad < 10000cp, 10 < ºAPI < 20
Extrapesado: Viscosidad ºAPI < 10
Dowd y Kuuskraa completan esta clasificación con:
Bitumen Natural: (Arenas empetroladas, tar sand, asfaltos naturales) viscosidad > 10000cp
Esquistos bituminosos: más de 10 galones/tonelada en destilación destructiva
Clasificación del petróleo
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8> 39< 0.83Superligero
31.1 - 390.87 - 0.83Ligero
22.3 - 31.10.92 - 0.87Mediano
10.0 - 22.31.0 - 0.92Pesado
10.0>1.0Extrapesado
Densidad grados API
Densidad( g/ cm3)
Petróleo
Clasificación del petróleo
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Constituyentes del PetrConstituyentes del PetróóleoleoHidrocarburos
Cadena linealParafínicosRamificadosAlquil ciclopentanosNaftenicos (cicloparafínicos)Alquil ciclohexanosAlquilbencenosAromáticos-nafténicos
Aromáticos
PolinuclearesGases disueltos Nitrógeno
Dióxido de carbonoSulfuro de hidrógenoCompuestos de azufreMercaptanos
Compuestos orgánicos de NitrógenoCompuestos orgánicos de OxígenoCompuestos orgánicos de Metales
AsfaltenosResinas
Partículas coloidales
Ceras parafinicasAgua (S&W o BS&W) Agua fresca o salina (libre o emulsionada)
Arena producidaSuciedad de tuberías e incrustaciones
Sólidos
Productos de corrosión
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HidrocarburosHidrocarburos
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HidrocarburosHidrocarburos
Parafinas Normales
Iso Parafinas
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IsIsóómerosmeros
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Los Fluidos del ReservorioLos Fluidos del Reservorio
El PETROLEO: Tabla de n-Parafinas
PETROLEO, GAS Y AGUA
SSóólidolido100100625625CC6060HH122122HexacontanHexacontanoo
SSóólidolido9191575575CC5050HH102102PentacontanPentacontanoo
SSóólidolido8282525525CC4040HH8282TetracontanTetracontanoo
SSóólidolido6666450450CC3030HH6262TriacontanTriacontanoo
SSóólidolido3737343343CC2020HH4242IcosanIcosanoo
0.773 (liquido)0.773 (liquido)1818287287CC1616HH3434HexadecanHexadecanoo
0.749 (liquido)0.749 (liquido)−−1010216216CC1212HH2626DodecanDodecanoo
0.740 (liquido)0.740 (liquido)−−2626196196CC1111HH2424UndecanUndecanoo
0.730 (liquido)0.730 (liquido)−−3030174174CC1010HH2222DecanDecanoo
0.718 (liquido)0.718 (liquido)−−5454151151CC99HH2020NonanoNonano
0.703 (liquido)0.703 (liquido)−−5757126126CC88HH1818OctanOctanoo
0.684 (liquido)0.684 (liquido)−−91919898CC77HH1616HeptanHeptanoo
0.659 (liquido)0.659 (liquido)−−95956969CC66HH1414HexanHexanoo
0.626 (liquido)0.626 (liquido)−−1301303636CC55HH1212PentanPentanoo
gasgas−−13813800CC44HH1010ButanButanoo
gasgas−−188188−−4242CC33HH88PropanoPropano
gasgas−−183183−−8989CC22HH66EtanEtanoo
gasgas−−182182−−162162CHCH44MetanoMetano
Densidad [g/cmDensidad [g/cm 33] (at 20] (at 20 °°CC))Punto de FusiPunto de Fusi óón [n [ °°CC]]Punto de EbulliciPunto de Ebullici óón [n [ °°CC]]FormulaFormulaParafinaParafina
Como quieras que los demás hagan con vos, asi hace vos con ellos.
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Los Fluidos del ReservorioLos Fluidos del Reservorio
El PETROLEO: Tabla de n-Parafinas
PETROLEO, GAS Y AGUA
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HidrocarburosHidrocarburos
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HidrocarburosHidrocarburos
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HidrocarburosHidrocarburos
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• Composición elemental tipo (% en peso):
C = 84 – 87 H = 11 – 14 S = 0,.... – 8 N = 0 – 1 O = 0 - 3
A mayor N º de átomos de carbono:
•Mayor temperatura de ebullición
•Mayor viscosidad
• Menor volatilidad
HidrocarburosHidrocarburos
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PetrPetróóleo Negroleo Negro
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PetrPetróóleo Negroleo Negro
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CaracterizaciCaracterizacióónn
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Factor de caracterizaciFactor de caracterizacióónn
Hexano = 12.81 2, metil Hexano = 12.59
Ciclo hexano = 10.98, metil ciclohexano = 11.11
Benceno = 9.72, Tolueno = 9.86
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ÍÍndice de Correlacindice de Correlacióónn
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ContaminantesContaminantes
•Veneno para catalizadores
•Corrosión
•SO2; contaminante atmosférico
•Costosa su refinación
•H2S, tóxico, corrosivo
•Concentra en la fracción pesada
•Favorece las emulsiones
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ContaminantesContaminantes
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ContaminantesContaminantes
•Concentra en la fracción pesada
•Favorece las emulsiones
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ContaminantesContaminantes
•Veneno para catalizadores
•Concentra en la fracción pesada
•Favorece las emulsiones
Como quieras que los demás hagan con vos, asi hace vos con ellos.
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ContaminantesContaminantes
Compuestos Metálicos
•Metales livianos (Na, Ca, Mg…)
•Metales pesados (V, Ni, Co, Fe,…)
•Veneno para catalizadores
•Aumenta la producción de coque
•Forma compuestos eutécticos con el material refractario
•Costosa su refinación
•Se concentra en la fracción pesada en Porfirinas metálicas
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ContaminantesContaminantes
•Otros contaminantes
•Elementos radioactivos (sales de radio en incrustaciones, Radón)
•Mercurio
•Arsénico
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ContaminantesContaminantes
Asfaltenos y Resinas
Asfaltenos y ResinasAsfaltenos y Resinas
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Asfaltenos y ResinasAsfaltenos y Resinas ASFALTENO DE CARBON ASFALTENO DE PETROLEO
C % 86,93 87,1 H % 6,83 7,6 M % 1,36 1,23 S % 1,09 7,72 O % 3,8 1,7
Vanadio (ppm) 9 1200 Niquel (ppm) 3 390
H/C 6,94 1,12 Peso molecular 720 5400
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Asfaltenos y ResinasAsfaltenos y Resinas
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Asfaltenos y ResinasAsfaltenos y Resinas
Realizando un balance de los heteroátomos en los asfaltenos y en las resinas, se puede afirmar que en el crudo Castilla el 67% del azufre, el 91% del nitrógeno, el 92.5% del vanadio y el 98.9% del níquel, se encuentran concen trados en estas fracciones.
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AsfaltenosAsfaltenos
Como quieras que los demás hagan con vos, asi hace vos con ellos.
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AsfaltenosAsfaltenos
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AsfaltenosAsfaltenos
Asfaltenos:� Insolubles en parafinas� 10 – 35 nm� Contienen O, S, M, sales org. e inorg.
Resinas:� Peptidizan� < 10 nm� Contienen N
� Forman partículas coloidales (~1µm)� Estabilizan las emulsiones� Causan espumas� Se depositan como sólidos
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AsfaltenosAsfaltenos
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Muestreo del CrudoMuestreo del Crudo
Deposición de ceras y asfaltenos
Pueden depositarse como sólidos
Asfaltenos: por cambios termodinámicos, fluidodinámicos o químicos
Ceras: por cambios termodinámicos (P,T, flash)
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Muestreo del CrudoMuestreo del Crudo
Muestreo
Muestra representativa: contiene todo lo que contiene el producto al momento de muestrear.Tiene igual composición que el material cuando este último sea considerado como un todo homogéneo.Porción extraída del volumen total que contiene los constituyentes en igual proporción en que están presentes en el volumen total. Una muestra simple, puede o no contener los constituyentes en las mismas proporciones que están presentes en el volumen total.
Condiciones de representatividad:
1. Representatividad del fluido de reservorio 2. Presión del reservorio en el momento del muestreo iguala o excede
la presión de saturación del fluido original de reservorio3. El pozo esta estabilizado cuando la RGP/C no varia en más de un
6%, en un periodo de 6 horas
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Los Fluidos del ReservorioLos Fluidos del Reservorio
Para utilizar en: ReservorioProducciónRefino
CromatografíaCurva de DestilaciónEstudio PVT (Bo, Bg, Rs, Viscosidad, Prop Termodinámicas)Contenido de Ceras, Resinas y Asfaltenos (SARA)DensidadContenido de agua y sedimentos y de salesTensión de vaporPunto de escurrimientoViscosidad
Análisis y Ensayos
� El PETROLEO
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Curva de destilaciCurva de destilacióónnAnAnáálisis del Crudolisis del Crudo
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Curva de DestilaciCurva de Destilacióónn
Curva de Destilación
0100200300400500600700800900
0 20 40 60 80 100
Volumen destilado
Tem
pera
tura
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Curva de DestilaciCurva de Destilacióónn
CURVAS DE DESTILACION DE CRUDOS
FIGURA 1
340ºC
280ºC265ºC
210ºC195ºC
180ºC140ºC
HASTA COMPLETAR 100%
CRUDO REDUCIDO
MIN.NAFT MAX.KER MIN.GOL MAX.GOP
MAX.NAFT MIN.KER MAX. GOL MIN.GOP
% DE DESTILADO
PETROLEO CRUDO CUALQUIERA
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Curva de DestilaciCurva de Destilacióónn
Curvas de Destilación
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 10 20 30 40 50 60 70
% DE DESTILADO
TEM
PE
RA
TUR
A D
E D
ES
TILA
DO
ºC
CRUDO CHALLACO CRUDO CENTENARIO
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Contenido de Ceras, Resinas y Asfaltenos (SARA)
Análisis SARA
AnAnáálisis del Crudolisis del Crudo
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Proveer la composición para determinar: densidad, entalpía, constantes de equilibrio termodinámico
Representatividad de C7+
1. Separador perfecto
2. Calculo de caídas de presión en flujo multifásico
3. La cantidad de vapor es fuertemente dependiente de la fracción liviana
4. Representatividad del fluido real
AnAnáálisis del Crudolisis del Crudo
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Especificaciones del ProductoEspecificaciones del Producto
AnAnáálisis del Crudolisis del Crudo
� Gravedad API
� Tensión de Vapor REID (RVP)
� Punto de Escurrimiento
� Contenido de Agua y Sedimentos
� Contenido de Sales
� Contenido de Azufre
� Contenido de H2S
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Especificaciones del ProductoEspecificaciones del Producto
AnAnáálisis del Crudolisis del Crudo
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AnAnáálisis de Petrlisis de Petróóleosleos
� Primer paso: Asegurar una adecuada (correcta) muestra para el uso correspondiente (ASTM D-4057).
� Ensayo de residuo de carbón: Conradson (ASTM D-189, IP 13), Ramsbottom (ASTM D-524, IP 14), micro residuo de carbón
(ASTM D4530, IP 398), y contenido de asfaltenos (ASTM D-893, ASTM D-2006, ASTM D-2007, ASTM D-3279, ASTM D-4124, ASTM D-6560, IP 143)
� Densidad (ASTM D-1298, IP 160), (ASTM 2000; Speight, 2001), (ASTM D-5002), (ASTM D-4052, IP 365), (ASTM D-287, ASTM
D-1298).
� Método básico de destilación (ASTM D-86) es uno de los métodos en uso más antiguos debido a que la destilación de hidrocarburos tiene un importante efecto en la seguridad y performance. (ASTM D-2892). TBP. (ASTM D-1160).
� Hidrocarburos livianos cromatografía gaseosa (ASTM D-2427).
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AnAnáálisis de Petrlisis de Petróóleosleos
� Constituyentes metálicos� Contenido de sales (ASTM D-3230)
� Contenido de azufre (método Doctor) (ASTM, D-4952, IP 30),
� Viscosidad y punto de escurrimiento: la viscosidad es gralmente obtenida a distintas temperaturas (ej, 25°C/77°F, y 100°C/212°F) (ASTM D-445). The viscosity index (ASTM D-2270, IP 226) es ampliamente usado la variación de la viscosidad cinemática debido al cambio de temperatura entre 40°C and100°C. Pour point ASTM D-97,IP 15)
� Agua y sedimentos: Destilación (ASTM D-95, ASTM D-4006, IP 74, IP 358), Centrifugado (ASTM D-96,ASTM D-4007), Extracción (ASTM D-473, IP 53), Karl Fischer (ASTM D-4377, ASTM D-4928, IP 356, IP 386, IP 438, IP 439)
� Contenido de ceras: WAP (wax appearance point) (ASTM D-3117)
� Presión de vapor (método Reid) (ASTM D-323, IP 69,IP 402)
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El mayor producto de desperdicio durante la vida útil de los pozos de petróleo y gas es el agua .
También llamada salmuera; agua salada; agua producida con el petróleo; agua de purga, agua de formación ...
El AguaEl Agua
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El AguaEl AguaComposiciComposicióónn
SALES MINERALES
•Pueden estar presentes en el crudo en varias formas :-En gotas dispersas / emulsificadas, en agua conna ta o de inyección
-disuelta o como cristales sólidos de sales soluble s en agua •Concentraciones – Depende de los ambientes deposicionales
Desde casi 0 hasta 500 gr/litro•Se encuentra comoCloruro de Sodio ( NaCl ) : Constituye aproximadamente el 80%. Cationes problemáticos : ( Ca++ ), ( Mg++ ), ( Ba++ ), ( Sr++ ) y ( Fe++ ) . Aniones frecuentes : Cloruros ( Cl - ), sulfatos ( SO4= ), bicarbonatos
( HCO3- ) y sulfuros ( S- ). Gases DisueltosSulfuro de hidrógeno (H2S)Dióxido de carbono (CO2) Oxígeno (O2)
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El AguaEl AguaEstudio de LaboratorioEstudio de Laboratorio