Este documento presenta los fundamentos de la termodinámica aplicada a la ingeniería petrolera. Explica conceptos como diagramas de fases, puntos críticos, ecuaciones de estado y tipos de yacimientos de petróleo. Los objetivos de estudio incluyen el comportamiento de fluidos puros y mezclas, estimación de propiedades, modelos matemáticos y aplicación de diagramas de fase para interpretar yacimientos. Finalmente, describe los diferentes tipos de yacimientos - gas seco, gas húmedo, gas

1. TERMODINÁMICA
APLICADA A LA
INGENIERÍA PETROLERA
Dra. María Dolores Andrade Gregori
Jueves 13, Octubre 2011
INSTITUTO SUPERIOR DE CIENCIAS Y
TECNOLOGIAS APLICADAS, HABANA CUBA

2. FUNDAMENTOS Y PROPÓSITOS DE LA
TERMODINÁMICA PARA INGENIEROS

3. MÉTODO DE LA TERMODINÁMICA

4. OBJETIVOS DE ESTUDIO:
• Comportamiento de los fluidos reales puros y
algunas de las correspondientes fuentes de
datos.
• Métodos de estimación de propiedades
físicas.
• Modelos matemáticos que relacionan las
propiedades de las sustancias puras.
• Aplicación de los diagramas de fase en la
interpretación de yacimientos de petróleo.

5. CAMBIO DE ESTADO DE
AGREGACION

6. VARIABLES DE ESTADO
(Propiedades físicas para fluidos puros)
Diagrama de fases P-V-T

7. DIAGRAMA DE FASE P-V-T

8. DIAGRAMA DE FASES P-T

9. DIAGRAMA DE FASE P-V
(Punto Crítico)

10. DIAGRAMA DE FASE P-T
(Fluido supercrítico)

11. DIAGRAMA Presión-Entalpía-
composición o calidad de la mezcla

12. PUNTO CRÍTICO
(-273= ° C)

13. Características de los fluidos
supercríticos

14. ECUACIÓN DE ESTADO DEL
GAS IDEAL

15. Hipótesis de Van Der Waals para
gases reales

16. ECUACIONES VIRIALES

17. EVALUACIÓN DEL SEGUNDO
COEFICIENTE VIRIAL

18. Ecuaciones
de estado

19. APLICACIÓN DE LA
TERMODINÁMICA

20. (Nombre del trabajo)
Base Operativa SERAP Reforma
Evaluación Enero-Abril 2007
Por posicionamiento en
diagrama de fases P-T y
trayectoria de la presión
del yacimiento.
TIPOS DE YACIMIENTOS DE ACUERDO AL DIAGRAMA
DE FASES:
Aceite
Negro
Aceite
Volátil
Gas y
Condensado
Gas
Húmedo
Gas seco

21. Diagrama de fases P-T para HC

22. TIPOS DE YACIMIENTOS
• YACIMIENTOS DE GAS SECO: La mezcla de hidrocarburos permanece
en fase gaseosa tanto en el subsuelo como en la superficie (a
cualquier presión a una temperatura mayor que la temperatura
cricondentérmica de la mezcla) Transformación A-A1
• YACIMIENTOS DE GAS HÚMEDO: Producen líquido en superficie al
pasar la mezcla por el separador generando relaciones gas –líquido.
Transformación A-A2
• YACIMIENTOS DE GAS CONDENSADO o DE PUNTO DE ROCÍO:
Presentan condensación retrograda en el yacimiento a presiones por
debajo de la presión de rocío y temperaturas entre la crítica y la
cricondentérmica de la mezcla. Transformación B-B1-B2
• YACIMIENTO DE ACEITE VOLÁTIL: Cuando el aceite negro se
encuentra muy cercano al punto crítico.

23. (Nombre del trabajo)
Base Operativa SERAP Reforma
Evaluación Enero-Abril 2007YACIMIENTO DE ACEITE NEGRO:
Formados por una variedad de
especies químicas que incluyen
moléculas largas, pesadas y no
volátiles. Cabe mencionar, que
el término de aceite negro no
implica que dicho aceite sea
necesariamente negro. Este
tipo de fluido del yacimiento se
le conoce como aceite crudo
ACEITE
NEGRO
PUNTO
CRÍTICO
SEPARADOR
Líneadepuntosdeburbuja
Línea de puntos
de rocíoPresión del
yacimiento
Temperatura (°F)
Presión(lb/pg2
abs)

24. (Nombre del trabajo)
Base Operativa SERAP Reforma
Evaluación Enero-Abril 2007YACIMIENTO DE ACEITE VOLÁTIL:
Contienen, pocas
moléculas pesadas y
mayor cantidad de
moléculas intermedias
(definida como etano,
propano, butanos,
pentanos y hexanos)
comparados con aceites
negros.
Los aceites volátiles
también se conocen
como aceites crudos
cercanos al punto crítico.
ACEITE
VOLATIL
PUNTO
CRÍTICO
Temperatura (°F)
Presión(lb/pg2abs)
Líneadepuntosdeburbuja
Presión del
yacimiento
SEPARADOR
% de
líquido
Línea de puntos
de rocío

25. (Nombre del trabajo)
Base Operativa SERAP Reforma
Evaluación Enero-Abril 2007YACIMIENTO DE GAS Y CONDENSADO:
Condiciones de
yacimiento el fluido
se encuentra en
estado gaseoso y
presenta un
comportamiento
retrógrada

26. (Nombre del trabajo)
Base Operativa SERAP Reforma
Evaluación Enero-Abril 2007YACIMIENTO DE GAS HUMEDO:
Con este tipo de fluidos, al
líquido que se obtiene a
condiciones superficiales
se denomina condensado
y al gas del yacimiento,
algunas veces, se le
conoce como gas y
condensado.
La palabra húmedo en
gases húmedos no
significa que el gas es
húmedo con agua, esto se
refiere al líquido
hidrocarburo que se
condensa a condiciones
de superficie.
PUNTO
CRÍTICO
Temperatura (°F)
Presión(lb/pg2
abs)
GAS
HÚMEDO
SEPARADOR
Líneadepuntos
deburbuja
Líneadepuntosderocío
2
1Presión del
yacimiento
% de
líquido

27. (Nombre del trabajo)
Base Operativa SERAP Reforma
Evaluación Enero-Abril 2007YACIMIENTO DE GAS SECO:
Indica que el gas no
contiene suficientes
moléculas de
hidrocarburos pesados
para forma hidrocarburos
líquidos a las condiciones
de presión y temperatura
de superficie. Sin embargo
comúnmente se condensa
algo de agua en la
superficie.

28. BIBLIOGRAFÍA
• Gonzálo Rojas. “Ingeniería de Yacimientos de Gas
Condensado” 2da edición 2008. Colombia
• Kirillin V.A. “Termodinámica Técnica”. 2000
Editorial MIR
• Moran Shapiro. “Termodinámica Técnica” Tomo
1. 2002
• Eduardo Partida. “Físico-química de salmueras e
hidrocarburos en cuencas petroleras” Boletín de
la Sociedad Geológica Mexicana
• Perry Robert “Manual del Ingeniero Químico”
Sexta Edición tomo 1, 2001