Este documento describe las propiedades de los fluidos de petróleo. Explica que los hidrocarburos pueden encontrarse en estado sólido, líquido o gaseoso y describe algunas de sus propiedades físicas como el diagrama de fase, GORi, Rs, Bo y la gravedad API. También cubre las propiedades químicas como la composición, tipos de hidrocarburos y factores como el punto de inflamación y acidez.

1. PROPIEDADES DE LOS
FLUIDOS DEL PETRÓLEO
NINFA DEL C. DIAZ ORDOÑEZ
GUILLERMO A. MUÑOZ A.
DIEGO F. CORDERO
TERMODINÁMICA DE HIDROCARBUROS

2. CONTENIDO
¿Qué es el petróleo crudo?
HIDROCARBUROS
¿Qué son los hidrocarburos?
Hidrocarburos en estado solido, liquido y
gaseoso.
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS
HIDROCARBUROS
• Condiciones en el yacimiento
• Diagrama de fase
• GORi
• Rs
• Bo
• Gravedad API
• Coeficiente de viscosidad

3. CONTENIDO
PROPIEDADES QUIMICAS
Composición
Tipos de Hidrocarburos (composición)
- Parafínicos
- Nafténicos
- Aromáticos
- Mixtos
- Factor Kuop
OTRAS PROPIEDADES
• Punto de inflamación
• Acidez
• Solubilidad
• Poder calorífico
• Calor especifico
• Color
• Fluorescencia
• Índice de refracción
• Tensión de vapor

4. ¿QUÉ ES EL PETRÓLEO
CRUDO?

5. ¿QUÉ SON LOS
HIDROCARBUROS?
Los Hidrocarburos (HC) son unos compuestos orgánicos que se
encuentran en la naturaleza y están constituidos de Hidrógeno y
Carbono. Estos pueden ser livianos o pesados (según la cantidad de
átomos de carbón que contengan) y se pueden encontrar en estado
gaseoso, líquido o sólido.
COMPONENTES DE LOS HIDROCARBUROS

6. LOS HIDROCARBUROS
PUEDEN SER

7. PROPIEDADES DE LOS
HIDROCARBUROS

8. PROPIEDADES
FÍSICAS

9. CONDICIONES EN EL
YACIMIENTO
En un yacimiento de Petróleo se encuentra Gas,
crudo y agua. Debido a que el yacimiento se
encuentra a miles de pies de profundidad del
suelo., la cantidad de tierra y rocas que hay
encima de éste ejerce grandes presiones (miles
de libras por pulgadas cuadradas o PSI) sobre el
gas y crudo contenidos en el.
El volumen del crudo y el gas VARÍAN CON LA
PRESIÓN.
Los tipos de crudo se diferencian
principalmente por las siguientes propiedades :
• Bo
• GORi
• Gravedad API
• Color

10. DIAGRAMAS DE FASE
Los diagramas de fase
determinan el
comportamiento del fluido
respecto a la presión y
temperatura en el yacimiento.
Cada tipo de crudo tiene su
propio diagrama de fase.
En los diagramas de fase es
muy importante conocer
detalladamente que compone
y el significado de las curvas y
puntos que forman parte de
este diagrama.

11. DIAGRAMAS DE FASE

12. COMPARACIÓN –
DIAGRAMAS DE FASE
Hacia la derecha aumenta la cantidad de hidrocarburos pasados,
mientras que hacia la izquierda lo hacen los hidrocarburos livianos.

13. GORi
La relación Gas – Aceite inicial indica que tanto gas hay por cada Barril
de Crudo, todo en condiciones estándar (60ºF, 14,7 psi ).
El volumen de gas se mide en pies cúbicos estándar (SCF).
El crudo se mide en barriles en tanque de almacenamiento (STB).
Esta relación es clave para determinar el tipo de crudo en un yacimiento.

14. Rs
Es la cantidad de gas en solución que tiene el crudo ( disuelto dentro de él).
• Petróleo sobrecalentado
Por encima de la presión de burbuja. No puede disolver más petróleo.
• Petróleo Saturado
A la presión de burbuja, en equilibrio.
• Petróleo Subsaturado
Por debajo de la presión de burbuja.
Cuando la presión es inferior a la presión de burbuja, el crudo COMIENZA A LIBERAR
GAS por lo tanto el gas en solución (Rs) disminuye.

15. Bo
El factor volumétrico de formación del aceite (Bo) compara los
volúmenes del crudo y gas disuelto en el yacimiento contra el volumen
de ese crudo en superficie (a condiciones estándar).
res Bl
Es el volumen del crudo y del gas disuelto dentro del crudo , en el
yacimiento. Debido a las altas presiones, el volumen del gas es reducido
dramáticamente en comparación a su volumen arriba en la superficie.
STB (Barril en tanque de almacenamiento)
Es el volumen que ocupa el solo crudo (sin gas) a condiciones estándar
(60 ºF y 14,7 Psia).
Bo > 1

16. Bo
El Bo es afectado por la liberación de gas, cuando la presión del crudo
cae por debajo de la presión de burbuja
La expansión del crudo por disminución en la presión es compensada
por la temperatura, si esta llegase también a reducirse.

17. GRAVEDAD O ºAPI
Escala utilizada para determinar la Gravedad Específica o densidad de un
hidrocarburo. Entre más grados API se obtiene un hidrocarburo de más baja
densidad.
> ºAPI > Precio.
Ejemplo: Agua 10 ºAPI
Crudo de caño limón 29 ºAPI
Gasolina 60 ºAPI

18. GRAVEDAD O ºAPI
Los crudos, según su gravedad se
clasifican en:

19. COEFICIENTE DE
VISCOSIDAD (µ)
La viscosidad en los fluidos
influyen en la facilidad de estos
para fluir. Cuando se tiene un
valor alto de viscosidad, el fluido
tiene mucha resistencia al flujo.
Para los Hidrocarburos, la
viscosidad varia por la presión y
la temperatura. En el caso de la
presión, cuando el crudo baja de
la presión de burbuja y comienza
la liberación de gas, la viscosidad
aumenta notablemente.

20. COEFICIENTE DE
VISCOSIDAD (µ)
Las viscosidades disminuyen a temperaturas mayores. Es importante tener
en cuenta que La temperatura de agua de mar y el grado en el cual el
hidrocarburo puede absorber calor del sol son consideraciones
importantes.
µ[ Stokes o CentiStokes]

21. PROPIEDADES
TIPOS DE CRUDOS CON LAS DIFERENTES PROPIEDADES

22. PROPIEDADES
QUÍMICAS

23. COMPOSICIÓN
QUÍMICA
Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos, aunque también
suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxigeno.
La composición elemental del petróleo esta comprendida entre los siguientes
porcentajes.

24. TIPO DE
HIDROCARBUROS
SEGÚN SU COMPOSICIÓN
Hidrocarburos Parafínicos (CnH2n+2)
Se caracterizan porque su composición es de
un 70%-80% de hidrocarburos parafínicos,
saturados de cadena lineal o ramificada, pero
nunca cíclica.
Características:
-Baja densidad
-Elevado índice de viscosidad (80-90)
-Baja volatilidad (alto punto de inflamación)
-Bajo poder disolvente (elevado punto de
anilina, 90°C-100°C)

25. TIPO DE
HIDROCARBUROS
Hidrocarburos Nafténicos (CnH2n)
Poseen entre 70% a 80% de
hidrocarburos nafténicos, es decir,
saturados con cadenas cíclicas o
policíclicas muy complejas.
Características:
-Densidad relativamente elevada-
-Bajo índice de viscosidad (sobre 40)
-Mayor volatilidad que los parafínicos
(bajo punto de inflamación)
-Poder disolvente elevado (buena
miscibilidad con crudos parafínicos)
-Bajo punto de congelación natural.

26. TIPO DE
HIDROCARBUROS
Hidrocarburos Aromáticos (CnH2n+6):
Tienen entre un 70% y 80% de hidrocarburos
aromáticos no saturados con una o varias
cadenas laterales. Los hidrocarburos
aromáticos y sus derivados son compuestos
cuyas moléculas están formadas por una o más
estructuras de anillo estables.
Características:
-Densidad muy elevada.
-Índice de viscosidad muy bajo.
-Provocan formación de productos resinosos.
-Se emulsionan fácilmente con el agua.

27. TIPO DE
HIDROCARBUROS
Petróleo de base mixta
De composición de bases
intermedias, formados por toda
clase de hidrocarburos: Saturados,
no saturados (etilénicos y
acetilénicos) y cíclicos (ciclánicos o
nafténicos y bencénicos o
aromáticos).
La mayoría de los yacimientos
mundiales son de esto tipo.

28. TIPO DE
HIDROCARBUROS

29. TIPO DE
HIDROCARBUROS
Factor Kuop
Es un valor que permite identificar o caracterizar el tipo de crudo en cuanto a su
composición. La temperatura volumétrica media, es la temperatura de ebullición de
un componente hipotético con características equivalente a la mezcla de
hidrocarburos analizada.
Base de Factor Kuop
hidrocarburo
Parafinica 13
Mixta 12
Nafténicos 11
Aromática 10

30. OTRAS
PROPIEDADES
Punto de Inflamación
Punto (o temperatura) de inflamación es la temperatura más baja a la cual
un líquido volátil desprende vapores que forman en aire una mezcla
inflamable. La determinación del punto de inflamación requiere de una
fuente de ignición. Si esta fuente desaparece, la mezcla vapor aire no se
quema.

31. OTRAS
PROPIEDADES
Acidez
• Petróleo dulce
Contiene < 0.5% de azufre
Es un petróleo de alta calidad usado para ser
procesado como gasolina.
• Petróleo medio
Azufre >0.5 y < 1% de azufre
• Petróleo agrio –
Contiene > 1% de azufre
Su costo de refinamiento es mayor , es usado
mayormente en productos destilados Azufre

32. OTRAS
PROPIEDADES
Solubilidad
Los hidrocarburos son solubles entre sí en todas
las proporciones.
En éstos, los aromáticos se disuelven de
manera más fácil que los parafínicos y
nafténicos.
Por otro lado, los hidrocarburos de elevado peso
molecular con los de inferior peso molecular
son miscibles en cierto grado; determinando
que la solución se sature provocando la
precipitación del componente de mayor peso.

33. OTRAS
PROPIEDADES
Potencia calorífica o poder calorífico
La cantidad de calor liberada por la combustión de la unidad de volumen o de
peso de un combustible se denomina su poder calorífico o potencia calorífica.
1 kg de combustible alumbrará una
Combustible Poder calorífico (kJ/kg) Usos
bombilla de 100 W durante...
Alcohol 27.170 4 h 19 min Transporte terrestre
Gasóleo 43.160 6 h 51 min Transporte terrestre y marítimo,
calefacción
Gasolina 44.100 7 h 00 min Transporte terrestre
Butano 45.560 7 h 14 min Calefacción
Petróleo 46.000 7 h 18 min Preparación de combustibles

34. OTRAS
PROPIEDADES
Calor específico:
Es la cantidad de calor que se requiere
aplicar a la unidad de peso para
aumentar su temperatura en un grado
Aumente cuando la densidad decrece, y
es próximo a 0.5.
Color:
Varía del amarillo al negro y proviene de
los productos oxidados o sulfurados, o
aun de ciertos hidrocarburos policíclicos
que son coloreados (pireno, naftaceno).

35. OTRAS
PROPIEDADES
Fluorescencia:
Verde para los petróleos americanos, azul para
los petróleos rusos, va a menudo acompañada
de difracción (fenómeno de Tyndall)
Índice de refracción:
Variable según el origen, entre 1.35 y 1.50.
Tensión de vapor:
La tensión de vapor mide la tendencia de las
moléculas a dispersarse de una fase líquida
para generar una fase vapor en equilibrio
termodinámico

36. PRUEBA DE
CONOCIMIENTO

37. PRUEBA DE
CONOCIMIENTO