UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS
8 DE FEBRERO DE 2013
SERGIO ANDRÉS VELÁSQUEZ BOSSA 2101316
Profesor: CÉSAR PINEDA
ANÁLISIS PVT - SEPARADOR
LABORATORIO DE FLUÍDOS
AGENDA
1. OBJETIVOS
2. INTRODUCCION
3. ANÁLISIS PVT
4. MÉTODOS DE MUESTREO
5. PRUEBA PVT – SEPARADOR
6. PROCEDIMIENTO
7. EJEMPLO APLICADO
8. AJUSTE DEL MÉTODO
9. CONCLUSIONES
10. BIBLIOGRAFIA
Conocer los distintos procesos a los que se ven sometidos en superficie
(separador) los fluidos de yacimiento.
Determinar diferentes parámetros a los fluidos por medio de las pruebas
PVT en un separador.
Identificar la importancia y utilidad de dichos parámetros.
OBJETIVOS
En todo estudio de ingeniería de yacimientos es requisito indispensable
contar con las propiedades, tanto de los fluidos como de la roca; lo cual
implica que la toma de muestras de fluido y núcleos debe realizarse en la
etapa inicial del desarrollo de un campo.
El análisis PVT es la medio para transformar las muestras representativas en un
conjunto de datos utilizables y aprovechables para el ingeniero de petroleos.
INTRODUCCIÓN
ANÁLISIS PVT
CCE
• Expansión a
Composición
Constante
CVD
• Agotamiento
a Volumen
Constante
DL
• Liberación
Diferencial
Separador
• Separación
Multietapa
El análisis PVT se lleva a cabo con el propósito de analizar los
yacimientos, y partiendo de los resultados de estos estudios
realizados a diferentes presiones, volúmenes y temperaturas para
determinar los diversos parámetros y metodologías que se
desarrollarán para poner a producir el yacimiento. El muestreo de
fluidos se realiza al principio de la vida productiva del yacimiento.
Existen dos métodos para recolectar las muestras de fluidos:
•Muestreo de fondo
•Muestreo por recombinación superficial
MÉTODOSDE MUESTREO
MUESTRAS
REQUISITOS PARA OBTENER MUESTRAS REPRESENTATIVAS
El contenido de lodo debe ser menor que 0.5%.
El contenido de agua debe ser menor que 5%.
La salinidad del agua producida debe ser igual a la salinidad del
agua de formación..
Si el pozo se acidificó, el PH debe ser igual a 7.
PRUEBA PVT DEL
SEPARADOR
La prueba consiste en provocar unas liberaciones instantáneas, haciendo pasar la
muestra por un separador flash, estas pruebas simulan la transición de fases que le
ocurre al fluido desde el yacimiento hasta las condiciones de separador.
PRUEBA DEL SEPARADOR
El fluido ya no libera
gas
Taque de
almacenamiento
Gas separador
Hg
Muestra
Pb
Gas tanque
Separador
SEPARADOR
Separación
Primaria.
Separación
Secundaria.
Salida de
Gas.
Separación por
coalescencia.
Recolección de las fases líquidas.
Salida de
Líquido.
Esquema de un separador horizontal.
Tomado de: Diseño y evaluación de
separadores bifásicos y trifásicos.
TIPOS DE SEPARADORES
DE ACUERDO A SU
POSICIÓN
DE ACUERDO A SU
FORMA
DE ACUERDO AL
NUMERO DE FASES
HORIZONTALES
VERTICALES
ESFERICOS
CILINDRICOS
BIFASICOS
TRIFASICOS
PROPIEDADES MEDIDAS
La proporciona las siguientes propiedades:
•Relación Gas-Aceite
•Gravedad específica del gas liberado.
•Gravedad API en el stock tank.
•Factor Volumétrico.
GENERALIDADES
Consta de dos etapas de separación: La primera a
Pseparador y la segunda a Patm, la cual simula el
stock tank.
Se realiza a tipo de sistemas de hidrocarburos para
conocer las propiedades de los fluidos del
yacimiento.
En sistemas de aceite volátil y gas condensado se
considera mayor número de etapas.
OBJETIVO
El objetivo primordial de esta prueba es determinar las condiciones
optimas para el sistema de separación (Presión), logrando obtener el
máximo volumen de aceite en tanque y la mayor calidad(ºAPI).
Tanque
al
llega
que
líquido
de
Volumen
celda
la
de
extraído
líquido
de
Volumen
Bosb 
Tanque
el
en
líquido
de
Volumen
Tanque
el
en
gas
Vol
separador
el
en
gas
Vol
RSSB


Bosb mínimo
Rssb mínimo
º API máximo
CELDA PVT
1
• Manómetro
2
• Válvula Flash
3
• Válvula de Vacio
4
• Cámara de separación
5
• Válvula de drenaje
Separador Instantáneo.
Laboratorio UIS Sede Guatiguará.
1
2
5
4
3
PROCEDIMIENTO
Separador Instantáneo.
Laboratorio UIS Sede Guatiguará.
Tener la muestra dentro de la celda a presión
de burbuja y temperatura de yacimiento.
Permitir el flujo de cierta cantidad de
muestra a la cámara de separación, hasta
obtener la presión de separador.
Cerrar la válvula que conecta la cámara de
separación con la celda que contiene la
muestra a presión de burbuja.
Hacer la lectura de volúmenes de liquido y gas
en la celda visual (P y T de separador).
PROCEDIMIENTO
Separador Instantáneo.
Laboratorio UIS Sede Guatiguará.
Permitir la salida de gas y hacer la
medición con el gasómetro.
Pesar la probeta junto con su tapón,
donde será vertido el liquido.
Drenar el liquido de la cámara de
separación en la probeta.
Pesar la probeta con el liquido
Fijar otra presión en el separador, y
continuar con el mismo
procedimiento descrito.
ESQUEMA
Esquema del procedimiento de prueba de separador.
Tomado de: Tesis montaje y puesta en funcionamiento del laboratorio de pruebas PVT
de la UIS.
EJEMPLO
Pb
220 [ºF]
100 [psig]
75 [ºF]
Vgas=0,52706 [scf]
Voil=131,588 [cc]
0 [psig]
75 [ºF]
Vgas=0,07139 [scf]
Voil=124,793 [cc]
0 [psig]
60 [ºF]
Voil=123,906 [cc]
GE=0,8217
Taque de
almacenamiento
Gas separador
Hg
Muestra
Pb
Gas tanque
Separador
Tanque
al
llega
que
líquido
de
Volumen
celda
la
de
extraído
líquido
de
Volumen
Bosb 
]
/
[
474
,
1
123,906
182,637
STB
bbl
Bosb 

Tanque
el
en
líquido
de
Volumen
Tanque
el
en
gas
Vol
separador
el
en
gas
Vol
RSSB


]
/
[
768
10
*
6,29
*
123,906
0,07139
+
0,52706
6
-
STB
SCF
Rssb 

5
,
131
5
,
141


GE
API
7
,
40
5
,
131
8217
,
0
5
,
141



API
EJEMPLO
Tomado de: Phase behavior. Whitson and Brulé.
EJEMPLO
50 100 150 200 250 300
Presión en el separador (psig)
800
790
780
770
760
Gravedad
API
en
el
tanque
Relación
gas-aceite
total
Rs
1,495
1,485
1,475
41,0
40,5
40,0
Factor
Volumétrico
de
Formación
Bo.
°API
Rs
Bo
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN OPTIMA DE SEPARACIÓN
Tomado de: Ali Danesh PVT and phase behaviour of pretroleum Reservoir Fluids, pag 48:
“FIG: 2.8 variaciones de las propiedades del aceite con presión de separador”
LIMITACIONES
 Las condiciones operacionales a veces impiden la separación completa de las fases de
los fluidos.
 Pequeños errores en las pruebas producen graves errores en la predicción del
comportamiento de yacimiento.
 No siempre es posible determinar experimentalmente el efecto de la presión y
temperatura sobre las propiedades y volúmenes de las fases a presiones bajas a las
cuales trabajan los separadores.
AJUSTE AL MÉTODO
Presión (psi)
Liberación
diferencial
Prueba de
separador
Factor
volumétrico
de
formación
(bbl/STB)
Liberación
diferencial
Prueba de
separador
Relación
gas
en
solución
–
aceite
(SCF/STB)
Presión (psi)
Modificado de: “Adjustment of Differential Liberation Data to Separator Conditions”,
paper N° 68234 SPE 2001, *texto modificado por autor.
AJUSTE AL MÉTODO
Rs= Gas en solución ajustado a
condiciones de separador.
Rsbf = Gas en solución obtenido por la
prueba de separador en el punto
burbuja.
Rsbd = Gas en solución obtenido por la
prueba de liberación diferencial en el
punto burbuja.
Rsd = Gas en solución obtenido por la prueba de
liberación diferencial.
B0bf = Factor volumétrico de formación del aceite
obtenido en la prueba de separador en el punto burbuja
a condiciones estándar.
B0bd = Factor volumétrico de formación obtenido por la
prueba de liberación diferencial en el punto burbuja. A
condiciones estándar
MÉTODO CONVENCIONAL
)
/
)(
( obd
obf
sd
sbd
sbf
s B
B
R
R
R
R 

 P
Pb 
AJUSTE AL MÉTODO
B0d = Factor volumétrico de
formación del aceite
obtenido por la prueba de
liberación diferencial .
B0= Factor volumétrico de
formación ajustado a
condiciones de separador
Para el factor volumétrico de formación, se tiene:
MÉTODO CONVENCIONAL
P
Pb 
)
/
( obd
obf
od
o B
B
B
B 
obf
o B
B  P
Pb 
sbf
s R
R  b
P
P 
AJUSTE AL MÉTODO
MÉTODO NUEVO: Muhammad Al-Marhoun 2001
Para el factor volumétrico de formación, se tiene:
Para la relación de gas aceite, se tiene:
)
/
( sbd
sbf
sdi
si R
R
R
R  P
Pb 
)
( obf
odn
i
obf
oi B
B
c
B
B 


)
/(
)
( odn
obd
odi
obd
i B
B
B
B
c 


P
Pb 
AJUSTE AL MÉTODO
Curvas de Rs y Bo: Comparando ambos métodos.
Presión [psi]
Liberación Diferencial
Método convencional
Nuevo método
Factor
Volumétrico
de
Formación
[bbl/STB]
Curva corregida
Presión [psi]
Liberación Diferencial
Método convencional
Nuevo método
Curva corregida
CONCLUSIONES
La prueba PVT en el separador permite conocer las condiciones optimas para lograr el
mayor volumen de líquido en los tanques de almacenamiento y de mayor calidad (API).
Las propiedades relevantes para la presión óptima de separación son el Bo, Rs y ºAPI
Los cálculos rutinarios realizados por los ingenieros de yacimiento dependen en gran
parte de los resultados obtenidos en esta prueba, ya que nos permite conocer el Rs y el
Bo, entre otras propiedades.
Para obtener datos más confiables los resultados obtenidos en la prueba de liberación
diferencial y en la prueba del separador deben ser ajustados con el nuevo método.
BIBLIOGRAFIA
 Muhammad A. Al-Marhoun. Adjustment of Differential
Liberation Data to Separator Conditions. SPE 68234
 Material de Estudio, Propiedades de los Fluidos. Ing. Julio Cesar
Pérez
 MC .CAIN, William D. Segunda Edición.1990 Properties of
Petroleum Fluids: Página 278 Ejercicio.
• WHITSON, C. H. Brulé, M. R. “Phase Behavior “. SPE Richardson
Texas 2000.
BIBLIOGRAFIA
 JEREZ CASTAÑEDA, G. A. CENTENO OSMA, F. “Montaje y puesta
en funcionamiento del laboratorio de pruebas PVT de la
Universidad Industrial de Santander” TESIS DE GRADO,
Universidad Industrial de Santander, 1994.
http://yacimientos-de-
petroleo.lacomunidadpetrolera.com/2008/01/anlisis-pvt.html
GRACIAS POR SU
ATENCIÓN

249566493-separadores.pptx

  • 1.
    UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DESANTANDER ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS 8 DE FEBRERO DE 2013 SERGIO ANDRÉS VELÁSQUEZ BOSSA 2101316 Profesor: CÉSAR PINEDA ANÁLISIS PVT - SEPARADOR LABORATORIO DE FLUÍDOS
  • 2.
    AGENDA 1. OBJETIVOS 2. INTRODUCCION 3.ANÁLISIS PVT 4. MÉTODOS DE MUESTREO 5. PRUEBA PVT – SEPARADOR 6. PROCEDIMIENTO 7. EJEMPLO APLICADO 8. AJUSTE DEL MÉTODO 9. CONCLUSIONES 10. BIBLIOGRAFIA
  • 3.
    Conocer los distintosprocesos a los que se ven sometidos en superficie (separador) los fluidos de yacimiento. Determinar diferentes parámetros a los fluidos por medio de las pruebas PVT en un separador. Identificar la importancia y utilidad de dichos parámetros. OBJETIVOS
  • 4.
    En todo estudiode ingeniería de yacimientos es requisito indispensable contar con las propiedades, tanto de los fluidos como de la roca; lo cual implica que la toma de muestras de fluido y núcleos debe realizarse en la etapa inicial del desarrollo de un campo. El análisis PVT es la medio para transformar las muestras representativas en un conjunto de datos utilizables y aprovechables para el ingeniero de petroleos. INTRODUCCIÓN
  • 5.
    ANÁLISIS PVT CCE • Expansióna Composición Constante CVD • Agotamiento a Volumen Constante DL • Liberación Diferencial Separador • Separación Multietapa El análisis PVT se lleva a cabo con el propósito de analizar los yacimientos, y partiendo de los resultados de estos estudios realizados a diferentes presiones, volúmenes y temperaturas para determinar los diversos parámetros y metodologías que se desarrollarán para poner a producir el yacimiento. El muestreo de fluidos se realiza al principio de la vida productiva del yacimiento.
  • 6.
    Existen dos métodospara recolectar las muestras de fluidos: •Muestreo de fondo •Muestreo por recombinación superficial MÉTODOSDE MUESTREO
  • 7.
    MUESTRAS REQUISITOS PARA OBTENERMUESTRAS REPRESENTATIVAS El contenido de lodo debe ser menor que 0.5%. El contenido de agua debe ser menor que 5%. La salinidad del agua producida debe ser igual a la salinidad del agua de formación.. Si el pozo se acidificó, el PH debe ser igual a 7.
  • 8.
  • 9.
    La prueba consisteen provocar unas liberaciones instantáneas, haciendo pasar la muestra por un separador flash, estas pruebas simulan la transición de fases que le ocurre al fluido desde el yacimiento hasta las condiciones de separador. PRUEBA DEL SEPARADOR El fluido ya no libera gas Taque de almacenamiento Gas separador Hg Muestra Pb Gas tanque Separador
  • 10.
    SEPARADOR Separación Primaria. Separación Secundaria. Salida de Gas. Separación por coalescencia. Recolecciónde las fases líquidas. Salida de Líquido. Esquema de un separador horizontal. Tomado de: Diseño y evaluación de separadores bifásicos y trifásicos.
  • 11.
    TIPOS DE SEPARADORES DEACUERDO A SU POSICIÓN DE ACUERDO A SU FORMA DE ACUERDO AL NUMERO DE FASES HORIZONTALES VERTICALES ESFERICOS CILINDRICOS BIFASICOS TRIFASICOS
  • 12.
    PROPIEDADES MEDIDAS La proporcionalas siguientes propiedades: •Relación Gas-Aceite •Gravedad específica del gas liberado. •Gravedad API en el stock tank. •Factor Volumétrico.
  • 13.
    GENERALIDADES Consta de dosetapas de separación: La primera a Pseparador y la segunda a Patm, la cual simula el stock tank. Se realiza a tipo de sistemas de hidrocarburos para conocer las propiedades de los fluidos del yacimiento. En sistemas de aceite volátil y gas condensado se considera mayor número de etapas.
  • 14.
    OBJETIVO El objetivo primordialde esta prueba es determinar las condiciones optimas para el sistema de separación (Presión), logrando obtener el máximo volumen de aceite en tanque y la mayor calidad(ºAPI). Tanque al llega que líquido de Volumen celda la de extraído líquido de Volumen Bosb  Tanque el en líquido de Volumen Tanque el en gas Vol separador el en gas Vol RSSB   Bosb mínimo Rssb mínimo º API máximo
  • 15.
    CELDA PVT 1 • Manómetro 2 •Válvula Flash 3 • Válvula de Vacio 4 • Cámara de separación 5 • Válvula de drenaje Separador Instantáneo. Laboratorio UIS Sede Guatiguará. 1 2 5 4 3
  • 16.
    PROCEDIMIENTO Separador Instantáneo. Laboratorio UISSede Guatiguará. Tener la muestra dentro de la celda a presión de burbuja y temperatura de yacimiento. Permitir el flujo de cierta cantidad de muestra a la cámara de separación, hasta obtener la presión de separador. Cerrar la válvula que conecta la cámara de separación con la celda que contiene la muestra a presión de burbuja. Hacer la lectura de volúmenes de liquido y gas en la celda visual (P y T de separador).
  • 17.
    PROCEDIMIENTO Separador Instantáneo. Laboratorio UISSede Guatiguará. Permitir la salida de gas y hacer la medición con el gasómetro. Pesar la probeta junto con su tapón, donde será vertido el liquido. Drenar el liquido de la cámara de separación en la probeta. Pesar la probeta con el liquido Fijar otra presión en el separador, y continuar con el mismo procedimiento descrito.
  • 18.
    ESQUEMA Esquema del procedimientode prueba de separador. Tomado de: Tesis montaje y puesta en funcionamiento del laboratorio de pruebas PVT de la UIS.
  • 19.
    EJEMPLO Pb 220 [ºF] 100 [psig] 75[ºF] Vgas=0,52706 [scf] Voil=131,588 [cc] 0 [psig] 75 [ºF] Vgas=0,07139 [scf] Voil=124,793 [cc] 0 [psig] 60 [ºF] Voil=123,906 [cc] GE=0,8217 Taque de almacenamiento Gas separador Hg Muestra Pb Gas tanque Separador Tanque al llega que líquido de Volumen celda la de extraído líquido de Volumen Bosb  ] / [ 474 , 1 123,906 182,637 STB bbl Bosb   Tanque el en líquido de Volumen Tanque el en gas Vol separador el en gas Vol RSSB   ] / [ 768 10 * 6,29 * 123,906 0,07139 + 0,52706 6 - STB SCF Rssb   5 , 131 5 , 141   GE API 7 , 40 5 , 131 8217 , 0 5 , 141    API
  • 20.
    EJEMPLO Tomado de: Phasebehavior. Whitson and Brulé.
  • 21.
    EJEMPLO 50 100 150200 250 300 Presión en el separador (psig) 800 790 780 770 760 Gravedad API en el tanque Relación gas-aceite total Rs 1,495 1,485 1,475 41,0 40,5 40,0 Factor Volumétrico de Formación Bo. °API Rs Bo DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN OPTIMA DE SEPARACIÓN Tomado de: Ali Danesh PVT and phase behaviour of pretroleum Reservoir Fluids, pag 48: “FIG: 2.8 variaciones de las propiedades del aceite con presión de separador”
  • 22.
    LIMITACIONES  Las condicionesoperacionales a veces impiden la separación completa de las fases de los fluidos.  Pequeños errores en las pruebas producen graves errores en la predicción del comportamiento de yacimiento.  No siempre es posible determinar experimentalmente el efecto de la presión y temperatura sobre las propiedades y volúmenes de las fases a presiones bajas a las cuales trabajan los separadores.
  • 23.
    AJUSTE AL MÉTODO Presión(psi) Liberación diferencial Prueba de separador Factor volumétrico de formación (bbl/STB) Liberación diferencial Prueba de separador Relación gas en solución – aceite (SCF/STB) Presión (psi) Modificado de: “Adjustment of Differential Liberation Data to Separator Conditions”, paper N° 68234 SPE 2001, *texto modificado por autor.
  • 24.
    AJUSTE AL MÉTODO Rs=Gas en solución ajustado a condiciones de separador. Rsbf = Gas en solución obtenido por la prueba de separador en el punto burbuja. Rsbd = Gas en solución obtenido por la prueba de liberación diferencial en el punto burbuja. Rsd = Gas en solución obtenido por la prueba de liberación diferencial. B0bf = Factor volumétrico de formación del aceite obtenido en la prueba de separador en el punto burbuja a condiciones estándar. B0bd = Factor volumétrico de formación obtenido por la prueba de liberación diferencial en el punto burbuja. A condiciones estándar MÉTODO CONVENCIONAL ) / )( ( obd obf sd sbd sbf s B B R R R R    P Pb 
  • 25.
    AJUSTE AL MÉTODO B0d= Factor volumétrico de formación del aceite obtenido por la prueba de liberación diferencial . B0= Factor volumétrico de formación ajustado a condiciones de separador Para el factor volumétrico de formación, se tiene: MÉTODO CONVENCIONAL P Pb  ) / ( obd obf od o B B B B  obf o B B  P Pb  sbf s R R  b P P 
  • 26.
    AJUSTE AL MÉTODO MÉTODONUEVO: Muhammad Al-Marhoun 2001 Para el factor volumétrico de formación, se tiene: Para la relación de gas aceite, se tiene: ) / ( sbd sbf sdi si R R R R  P Pb  ) ( obf odn i obf oi B B c B B    ) /( ) ( odn obd odi obd i B B B B c    P Pb 
  • 27.
    AJUSTE AL MÉTODO Curvasde Rs y Bo: Comparando ambos métodos. Presión [psi] Liberación Diferencial Método convencional Nuevo método Factor Volumétrico de Formación [bbl/STB] Curva corregida Presión [psi] Liberación Diferencial Método convencional Nuevo método Curva corregida
  • 28.
    CONCLUSIONES La prueba PVTen el separador permite conocer las condiciones optimas para lograr el mayor volumen de líquido en los tanques de almacenamiento y de mayor calidad (API). Las propiedades relevantes para la presión óptima de separación son el Bo, Rs y ºAPI Los cálculos rutinarios realizados por los ingenieros de yacimiento dependen en gran parte de los resultados obtenidos en esta prueba, ya que nos permite conocer el Rs y el Bo, entre otras propiedades. Para obtener datos más confiables los resultados obtenidos en la prueba de liberación diferencial y en la prueba del separador deben ser ajustados con el nuevo método.
  • 29.
    BIBLIOGRAFIA  Muhammad A.Al-Marhoun. Adjustment of Differential Liberation Data to Separator Conditions. SPE 68234  Material de Estudio, Propiedades de los Fluidos. Ing. Julio Cesar Pérez  MC .CAIN, William D. Segunda Edición.1990 Properties of Petroleum Fluids: Página 278 Ejercicio. • WHITSON, C. H. Brulé, M. R. “Phase Behavior “. SPE Richardson Texas 2000.
  • 30.
    BIBLIOGRAFIA  JEREZ CASTAÑEDA,G. A. CENTENO OSMA, F. “Montaje y puesta en funcionamiento del laboratorio de pruebas PVT de la Universidad Industrial de Santander” TESIS DE GRADO, Universidad Industrial de Santander, 1994. http://yacimientos-de- petroleo.lacomunidadpetrolera.com/2008/01/anlisis-pvt.html
  • 31.