Análisis PVT's

Grupo 9°P
Progreso 80%
Profesor Daniel Hernández
Calificación 100%

La materia puede existir en tres estados, dependiendo de las condiciones a las cuáles esté sometido. Las
variables que determinan el estado de la materia es la P y T. Un fluido que cambia de un estado de
agregación a otro, se le conoce también como cambio de fase. Los yacimientos de petróleo y gas están
sometidos a condiciones extremas de presión (P) y temperatura (T), las cuáles sus influencias en conjunto
le dan el estado líquido o gaseoso a los hidrocarburos.
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Generalidades

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Generalidades
A medida que el gas y el aceite son producidos desde el yacimiento, están sujetos a una serie de
cambios de Presión, temperatura y composición; tales cambios afectan el comportamiento
volumétrico y de transporte de los fluidos de yacimiento y consecuentemente, los volúmenes de
aceite y gas producidos.
En un yacimiento de petróleo, coexisten dos o tres fases diferentes en los poros de la roca. El
estudio de los fluidos del yacimiento como una función de la presión, volumen y temperatura de
los mismos, se conoce comúnmente como un estudio PVT.

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Análisis PVT
Generalmente, cuando se descubre un nuevo yacimiento, uno de los primeros análisis es la
composición de los fluidos que se encuentran en el mismo, con el objetivo de saber como es
el comportamiento termodinámico (Presión y Temperatura) a las condiciones de yacimiento, y
como este varía en su camino a superficie, hasta llegar a la separación.
Un análisis PVT consiste en un conjunto de pruebas de laboratorio que determinan las
propiedades de los fluidos de un yacimiento petrolero y sus variaciones con la presión.
Este estudio relaciona tres parámetros básicos:
• Presión
• Volumen
• Temperatura

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Análisis PVT
Estos parámetros son los que gobiernan en gran parte
el comportamiento de la producción de un yacimiento
petrolero y consiste en simular en laboratorio el
agotamiento de presión de un yacimiento. Durante las
pruebas el volumen y la temperatura se mantienen
constantes.
Las técnicas usadas en el laboratorio deben simular
los tipos de separación gas-liquido durante la
producción de gas condensado desde el yacimiento
hasta los separadores.
Los estudios PVT están diseñados para representar el
comportamiento de los fluidos de yacimiento en las
etapas normales de explotación de yacimientos.
En consecuencia resulta muy importante comprender la
representatividad de los estudios de laboratorio
para los distintos tipos de yacimiento y de fluidos.

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Análisis PVT
Objetivos de la realización de los análisis PVT
• DETERMINAR LAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO
• DETERMINAR LAS CAIDAS DE PRESION
• DETERMINAR EL COMPORTAMIENTO DEL YACIMIENTO
• ESTIMAR RESERVAS
• DETERMINAR LA RENTABILIDAD DE UN NUEVO POZO O EL DESARROLLO
DE UN NUEVO CAMPO

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Importancia del análisis PVT
Los análisis PVT son parte fundamental en la caracterización y en la adecuada explotación y
mantenimiento de un yacimiento petrolero. La información obtenida en estos estudios , es
vital para la evaluación de reservas , en el desarrollo optimo de un plan de recobro , y para
determinar la cantidad y calidad de los fluidos producidos.
El objetivo principal de las pruebas PVT es determinar la relación volumétrica de las fases desde
condiciones de yacimiento hasta las condiciones de superficie y también determinar la
solubilidad del gas en el crudo.

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Las principales propiedades que pueden ser obtenidas en un estudio PVT son:
• Factor volumétrico de formación del aceite. Bo
• Relación Gas en Solución. Rs
• Coeficiente de compresibilidad isotérmica. Co
• Densidad del gas y del aceite. pg y po
• Factor volumétrico de formación del gas. Bg
• Factor de compresibilidad del gas. Z

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Partiendo de los resultados de estos estudios, 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 formas de recolectar las muestras de fluidos:
- Muestreo de fondo.
- Muestreo por recombinación superficial.

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Muestreo de recombinación
superficial

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Importancia del análisis
PVT
Una vez que se determina el estado del fluido
presente en el yacimiento a través de los
estudios experimentales para fluidos de
yacimiento(PVT), se procede a recopilar y
estudiar toda la información acerca del
comportamiento de los mismos en función de
las variaciones de la presión, temperatura
y volumen.
Para tener la certeza de que el muestreo es
representativo, se hace una validación
exhaustiva tomando en cuenta todos los
parámetros del yacimiento medidos durante
la toma de muestras como son:
- Presión estática del yacimiento
- Presión fluyendo
- Presión y temperatura a la cabeza del pozo
- Presión y temperatura del separador
- Gastos de líquido y gas en el separador ,
así como el líquido en el tanque
- Factor de encogimiento del aceite

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Los análisis PVT deben efectuarse sobre muestras representativas de los
fluidos contenidos en el yacimiento.
Existen cuatro procedimientos de laboratorio para los análisis PVT:
Separación diferencial al volumen constante.
Separación diferencial convencional.
Separación flash (prueba de expansión a composición constante).
Simulación de las condiciones de operación de los separadores de campo.
Los tres primeros procesos tratan de simular el comportamiento de los fluidos
en el yacimiento y el ultimo en la superficie.
Pruebas PVT

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Separación Flash (prueba de expansión a composición constante)
Todo el gas liberado de una mezcla de hidrocarburos, permanece
en contacto y equilibrio con la fase liquida de la que se
separa y consiste en efectuar cambios en la presión del
sistema variando el volumen total ocupado por la muestra.
Se realiza para determinar la presión de saturación,
coeficiente de compresibilidad isotérmico del fluido en una
fase cuando se excede la presión de saturación, factor de
compresibilidad de la fase gaseosa y volumen total de
hidrocarburos.
La muestra consiste en ejercer una presión mayor a la del
yacimiento sobre una muestra de hidrocarburo en una celda PVT
por medio de mercurio y posterior mente disminuirla extrayendo
el elemento mencionado para así determinar el punto de burbuja
y rocío, cabe mencionar que no se extrae volumen de
hidrocarburo en el proceso de esta prueba.

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Separación diferencial
Se utiliza una muestra de aceite a condiciones de
presión de burbuja y temperatura constante del
yacimiento, se libera gas disuelto por medio de
reducciones de presión y es extraído del contacto con
la fase liquida.
El gas se extrae a presiones menores que las de
saturación, el proceso continua hasta agotar totalmente
el gas disuelto, se considera ser mejor para describir
el proceso de separación que se lleva a cabo en el
yacimiento y con sus datos es posible simular el
comportamiento del flujo del hidrocarburo a condiciones
por encima de la saturación critica del gas.
En esta prueba podemos observar como el gas liberado
empieza a fluir dejando atrás el fluido que lo contuvo
debido a que el gas tiene mayor movilidad que el
aceite.
Las mediciones de esta prueba son
realizadas cada vez que el volumen de gas
liberado es extraído.

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Separación diferencial a volumen constante
Durante el agotamiento de la presión se
extrae solo una parte del gas liberado
manteniendo al final de cada etapa un
volumen igual al ocupado por la muestra a la
presión de saturación; dicho volumen estará
conformado por aceite y gas disuelto mas un
casquete de gas cada vez mayor.
Consiste en cargar una celda PVT con una
muestra de gas a presión de rocío y
temperatura de yacimiento, se calcula la
compresibilidad inicial del gas real,
posteriormente se reduce la presión
extrayendo agua o mercurio de la celda lo
que ocasiona la formación de una segunda
fase (condensado o gas retrogrado), durante
esta formación se miden visualmente los
volúmenes de los fluidos en la celda.
Finalmente se reinyecta agua o mercurio y se
extrae gas al mismo tiempo a una presión
constante hasta alcanzar el volumen inicial.
De esta manera se simula un yacimiento que
produce gas con liquido retrogrado remanente
en el yacimiento.

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Separación flash (condiciones de separador)
Este tipo de pruebas se efectúa para determinar las condiciones optimas de operaciones a las
cuales deben manejarse los separadores de las estaciones de recolección. Las muestras del
fluido del yacimiento pasan por una o varias etapas de separación cambiando las condiciones
de presión y temperatura. Como resultado se obtiene un juego de valores para estas
parámetros, con los cuales se tendrá la máxima recuperación de líquidos en el tanque de
almacenamiento.

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Limitaciones
 En las pruebas de separación diferencial iso-volumetrico NO simulan la
producción de condensado retrógrado del yacimiento de gas condensado rico
(alta condensación retrógrada).
 Se dificulta la selección de una muestra representativa del fluido original
del yacimiento.
 Llevar la información obtenida en laboratorio al campo debe hacerse con sumo
cuidado ya que pequeños errores en las pruebas producen graves errores en la
predicción del yacimiento de gas condensado.
 No es posible con exactitud determinar experimentalmente el efecto de la
presión, temperatura a las condiciones operacionales de los separadores,
debido al tamaño de la celda de laboratorio

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Pruebas PVT especiales: Pruebas de hinchamiento
Consiste con una muestra de aceite de yacimiento en su punto de saturación en una celda PVT con
temperatura similar a la del yacimiento. Después se transfiere gas de inyección a la celda PVT.
Posteriormente la presión se incrementa, manteniendo una temperatura constante hasta que el gas
se disuelve. Cuando la ultima la burbuja desaparece, la nueva mezcla de la celda (aceite + gas
inyectado) esta a su punto de saturación. Se toman datos de la presión y el volumen disuelto. A
continuación se inyecta más gas, y la presión se incrementa nuevamente hasta que todo el gas se
encuentre en solución dentro del aceite. Este proceso se repite durante un numero de etapas.
Una prueba de hinchamiento se lleva a cabo para investigar como reaccionara un fluido de
yacimiento a la inyección de gas

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Pruebas PVT especiales: Pruebas de tubo capilar
Se realiza cuando se desea efectuar una recuperación por desplazamiento miscible con inyección
de gas, cuando el fluido inyectado no es miscible con el del yacimiento. Es de alto interés
encontrar cuando un yacimiento de aceite y el gas inyección son miscibles a la presión actual
del yacimiento.
Consiste en alimentar un tubo delgado por dos
contenedores: uno de aceite y uno de gas.
Primero se satura el tubo con aceite, y se
toma registro de P, V, y T del sistema.
Después el gas es forzado a través del tubo
con el propósito de desplazar el aceite. La
recuperación se define como la relación entre
el volumen de aceite producido y el volumen
alimentado al tubo. Si la recuperación es al
menos 90 %, se dice que el aceite y el gas son
miscibles.

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Pruebas PVT especiales: Experimento de múltiple contacto
Cuando se le inyecta gas a un yacimiento
de aceite bajo saturado, el gas puede
disolverse en el aceite o hacer que el
fluido del yacimiento se divida en dos
fases equilibradas, gas y aceite. Un
experimento de contactos múltiples puede
simular este proceso. La celda
inicialmente contiene una cantidad
conocida de aceite del yacimiento.
Posteriormente se le agrega una cantidad
especifica de gas, a presión y
temperatura constante.
Este experimento puede ser llevado a cabo
de manera directa o inversa.

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Pruebas PVT especiales: Experimento de múltiple contacto directo
Se simulan las condiciones en el frente de inyección, en el cual el gas y el aceite del yacimiento
son contactados a la presión y a la temperatura del mismo. El gas equilibrado en cada contacto es
usado en el próximo contacto con el aceite original del yacimiento, simulando el avance del gas
dentro del yacimiento. El volumen, densidad y composición de las fases equilibradas es medido en
cada contacto. El procedimiento ya descrito continuará hasta que el gas de inyección se vuelve
miscible con el aceite original, o llega al el equilibrio con el.
En un proceso directo, después de haber
intercambiado componentes con el aceite cercano
al pozo de inyección, el gas de inyección será
desplazado por el gas de inyección fresco lejos
del pozo de inyección, el cual hace contacto
con el aceite fresco.

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Pruebas PVT especiales: Experimento de múltiple contacto inverso
Se simula la cola de la zona de
inyección, la cual es, el proceso que
sucede en el punto de inyección. Es
similar al experimento directo, pero se
usa el aceite equilibrado en cada
contacto en el siguiente contacto con gas
de inyección fresco. En un proceso
inverso, el aceite es contactado
múltiples veces por el gas de inyección
fresco.

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La miscibilidad se determina a partir de
observaciones visuales de cambios en la
forma y apariencia de burbujas de gas
inyectado mientras se elevan a través de
una celda transparente, que se encuentra
a altas temperaturas y esta llena de el
aceite crudo del yacimiento.
Pruebas PVT especiales: Generación de burbuja ascendente
Consiste en introducir una pequeña
burbuja de gas al fondo de una columna de
aceite a través de una fase acuosa, esta
fase acuosa actúa como separación entre
la fase gaseosa y el aceite hasta que la
burbuja suba a la fase del aceite. La
burbuja de gas hace contacto con el
aceite a través de su camino, cuya
trayectoria es vertical.
Este evento tiene dos resultados posibles
los cuales dependen de la presión de la
prueba: la burbuja de gas alcance el
equilibrio con el aceite, o alcanza la
miscibilidad.

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Propiedades PVT
• Gravedad especifica de gas (Yg)
• Gravedad especifica del petróleo (Yo)
• Densidad del gas (Pg)
• Factor de compresibilidad (z)
• Factor volumétrico de formación del gas (Bg)
• Factor volumétrico de formación del petróleo (Bo)
• Factor volumétrico de formación total o bifásico (Bt)
• Compresibilidad del gas (Co)
• Compresibilidad de petróleo (Cg)
• Grados API
• Relación gas petróleo (Rs)
• Relación gas-petróleo de producción (Rp)
Con los análisis PVT se pueden
determinar una gran variedad de
datos de los fluidos del
yacimiento. Esta información es de
importancia mayúscula al realizar
procedimientos como el cálculo de
reservas

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Gravedad especifica de gas y del petróleo
(Yg-Yo)
La gravedad específica es la relación entre
la densidad de una sustancia y la densidad
de alguna sustancia de referencia, ambas son
tomadas a la misma condición de presión y
temperatura. En la gravedad específica del
gas, la sustancia de referencia es el aire y
en la gravedad específica del petróleo es el
agua.
Densidad del gas (Pg)
La densidad es la relación entre la cantidad de masa
de una sustancia contenida en una unidad de volumen.
Propiedades PVT

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Factor de compresibilidad (z)
El factor de compresibilidad es un factor de corrección introducido en
la ecuación general de los gases y puede ser obtenido
experimentalmente dividiendo el volumen real de n moles de un gas a P
y T por el volumen ideal ocupado por la misma masa de gas a iguales
condiciones de P y T.
Propiedades PVT

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Factor volumétrico de formación
El factor volumétrico de formación nos
permite determina la relación de crudo o
gas que se puede extraer a condiciones
de yacimiento y el crudo o gas que se
extrae a condiciones de superficie
Formula factor volumétrico de formación del gas
(Bg)
Formula factor volumétrico de formación del
petróleo (Bo)
Formula factor volumétrico de formación
total(Bt)
Propiedades PVT

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Compresibilidad del gas, petróleo y total (Cg)
La compresibilidad es el cambio de volumen (por lo general disminución) de
una sustancia cuando la presión varía a temperatura constante.
• Formula compresibilidad de gas (Cg) • Formula compresibilidad del petróleo (Co)
Propiedades PVT

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Grados API
La °API (American Petroleum Institute; fue fundado en 1920) es una
referencia de la densidad de los hidrocarburos para su clasificación,
utilizada en la industria de petróleo. La °API utilizada por el Ministerio
del Poder Popular para la Energía y Petróleo, es:
TIPO DE CRUDO
Condensado, Mayor de 42 °API
Petróleo Liviano, Más de 30 °API
Petróleo Mediano, De 22 a 29,9 °API
Petróleo Pesado, De 10 a 21,9 °API
Petróleo Extra pesado, Menor a 10 °API
Propiedades PVT

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La relación gas-petróleo (Rs)
La relación gas-petróleo se puede
definir como el número de pies cúbicos
normales (PCN) de gas que pueden
disolverse en un barril normal (BN) de
petróleo cuando ambos son llevados a
las condiciones de presión y
temperatura prevaleciente en el
yacimiento
La relación gas-petróleo de producción
(Rp)
La relación gas-petróleo de producción
está dada por los pies cúbicos normales
de gas (PCN) producidos entre los
barriles normales (BN) de crudo
producidos.
Propiedades PVT

Conclusión
Conocimiento de las
Propiedades del
yacimiento y de los
fluidos en él.
Predecir el comportamiento
del yacimiento, análisis
nodales, calculo de
reservas, evaluar métodos
de recuperación mejorada y
diseño de equipos.
Prueba de liberación
diferencial (volumen
constante y
convencional)
Prueba de expansión a
composición constante
(liberación flash)
Prueba de separadores
ANALISIS P.V.T TIPOS DE PRUEBAS
Consiste en un conjunto de
pruebas de laboratorio
mediante el análisis de
muestras de fluidos
tomadas en el fondo del
pozo o mediante muestras
tomadas en superficie.
CORRELACIONES
Correlación de Standing:
Solubilidad del gas, Punto
de burbujeo, Factor
Volumétrico
Correlación de Vázquez y
Beggs:
Compresibilidad del
petróleo.
Correlación de Beggs y
Robinson:
Determina la viscosidad
El uso de cualquier
correlación debe estar
sustentado con argumentos
de producción que adopte
el modelo seleccionado.

Consideraciones y procedimientos para el análisis PVT del crudo de campos maduros
José Jorge Aramendiz Pacheco & Miguel Alberto Velázquez
Análisis PVT: Pruebas de laboratorio
www.ingenieria-de-yacimientos-lacomunidadpetrolera.com
Análisis PVT
www.ventanapetrolera.blogspot.com
Ecuación general de balance de materia y una herramienta computacional para sus cálculos
Tesis; José Antonio Torres, Andrea Elena Turrubiate
Propiedades de las fases y diagrama de fases
www.wikipedia.com

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