Este documento trata sobre las propiedades de los fluidos del petróleo. Explica que existen diferentes tipos de hidrocarburos que pueden encontrarse en estado gaseoso, líquido o sólido. Describe las principales propiedades que diferencian los tipos de crudos como la gravedad API, la relación GORi, el factor Bo y la viscosidad. Finalmente, resume los cinco tipos de crudos principales: aceite negro, aceite volátil, gas retrogrado, gas húmedo y gas seco.

1. Propiedades de los
fluidos del Petróleo
FAC-07

2. Objetivo
Este módulo tratará los conceptos claves para la clasificación de los diferentes
tipos de hidrocarburos. El usuario debe contestar un examen teórico con base
en los conocimientos adquiridos en esta presentación.

3. Introducción
Los hidrocarburos juegan un papel fundamental en la vida diaria de todas las
personas. Nos proveen de energía para mover automóviles, generar energía
eléctrica, crear productos químicos, plásticos, perfumes, aceites, grasas, etc.
El petróleo y en sí los hidrocarburos no tienen las misma características. Hay
diferentes tipos de crudo y sus propiedades físicas son diferentes.
Esto implica diferentes equipos para extraerlo y facilidades de producción
específicas. Esto hace que los tipos de crudo se diferencian por su valor
económico.
Este módulo tratará los diferentes tipos de crudo, sus propiedades y
comparaciones entre ellos.

4. Contenido
Hidrocarburos
¿Qué son los hidrocarburos?
Hidrocarburos en estado gaseoso, líquido y sólido
Propiedades de los Hidrocarburos
Condiciones en el yacimiento
Diagramas de Fase
GORi
Rs
Bo
Gravedad API
Coeficiente de viscosidad
Tipos de crudo
Black Oil
Volatil Oil
Retrograde Gas
Wet Gas
Dry Gas

5. Hidrocarburos

6. ¿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.
Tipos de Hidrocarburos:
Nombre Formula Nomenclatura Petrolera
Metano CH4 C1
Etano C2H6 C2
Propano C3H8 C3
Butano C4H10 C4
Pentano C5H12 C5
Hexano C6H14 C6
Heptano plus Desde el C7H16 C7+

7. ¿Qué son los Hidrocarburos?
Como se mencionó anteriormente, los hidrocarburos pueden ser:
Livianos
Son hidrocarburos compuestos principalmente de Metano (C1). Se les conoce
como gases pobres porque no contienen hidrocarburos pesados y por lo tanto
no tienen un buen valor económico.
Intermedios
Se componen principalmente de los hidrocarburos entre Etano (C2) y
Hexano (C6). Dentro de este rango están la gasolina, el gas Propano y el gas
butano.
Pesados
Se les llama así a los hidrocarburos compuestos a partir del Heptano (C7) y
tienen un gran valor económico comparado con los HC livianos.
Por facilidad en la caracterización se definió el HEPTANO PLUS (C7+) para
agrupar todos los compuestos que siguen al C7.

8. HC en estado gaseoso
METANO
Es el hidrocarburo gaseoso más liviano y abundante y el principal
componente del gas natural.
El Metano es un gas incoloro e inodoro
GAS NATURAL
Es una mezcla natural de gases hidrocarburos la cual es altamente
compresible y expansible. El metano es su principal constituyente con
más del 85% y cantidades pequeñas de C2 hasta el C5.
Además, contiene impurezas como Dióxido de carbono, Nitrógeno y Sulfuro
de Hidrógeno.
Este es el tipo de gas que se extrae de los yacimientos de Chuchupa y
Ballenas en la Guajira.
Llama de una estufa a gas natural.

9. HC en estado líquido
Los hidrocarburos en estado líquidos son los que comúnmente se conocen
como petróleo o alguno de sus derivados.
PETROLEO
Es una mezcla compleja de hidrocarburos encontrados en la naturaleza. El
petróleo puede encontrarse como sólido, liquido o gas, pero esta palabra
generalmente es usada para aceite crudo líquido.
Las propiedades como el color, la gravedad API, olor, viscosidad e impurezas
varían dependiendo del yacimiento.
Muestra del Crudo extraído de un pozo en Caño Limón

10. HC en estado sólido
BITUMEN
Es una materia orgánica inflamable formada de Kerógeno durante el proceso
de formación del petróleo. El Bitumen incluye Hidrocarburos como Asfaltenos
y Cera Mineral. Por lo general es sólido y de color negro o marrón.
El principal uso del asfalto es en la pavimentación de vías
Asfalto

11. Prueba de Conocimientos 1
Haga CLICK sobre el botón de la respuesta y verifique con el sonido
1. Los hidrocarburos intermedios están comprendidos por:
Etano hasta Hexano (C2 - C6)
Metano (C1)
Etano hasta pentano (C2 - C5)
Heptano Plus (C7+)
2. El gas natural esta compuesto principalmente de:
Butano
Metano
Pentano
Heptano Plus
3. Uno de los usos del bitumen es:
Extracción de gas propano
Aceite para motores de combustión
Pavimentación (Asfalto).
Todas las anteriores.
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12. Propiedades de los hidrocarburos

13. 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 pulgada cuadrada 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 que se explicarán a continuación:
• Bo
• GORi
• Gravedad API
• Color Presión
Antes de ver las propiedades, veremos los diagramas de fase de los
hidrocarburos.

14. El Diagrama de fase tiene dos
zonas, una donde el
hidrocarburo es líquido y otra
donde es gas.
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.
80
70
10
50
40
20
Presión
Temperatura
% de líquido
Zona de líquido Zona de Gas Dependiendo de la presión y la
temperatura, un hidrocarburo
puede estar como gas y/o
como líquido en el
yacimiento.
Cuando es extraído del
yacimiento y está siendo
llevado a la superficie del
pozo, la presión comienza a
bajar y la temperatura se
mantiene casi constante.
A medida que el fluido se
acerca a la superficie, más
gas se va separando y cada
vez es menos el crudo que va
quedando.
Ahora suponga que lo que hay
en el yacimiento es sólo gas.
Cuando llega a este punto, el
gas disuelto dentro del crudo
comienza a separarse. Esta
presión se conoce como
presión de burbuja.
Presión de Burbuja
Presión de Rocío
Cuando la presión desciende al
ser extraído el gas del
yacimiento, llega a este punto
llamado presión de rocío
donde el gas comienza a
condensarse (formar líquido).
Nuevamente el porcentaje o
fracción de líquido que queda
al separarse del gas, depende
de la presión.
Suponga que el hidrocarburo
es líquido y contiene gas
disuelto a la presión del
yacimiento.

15. Diagramas de Fase
Presión de Burbuja:
Es la presión donde aparece la primera
burbuja de gas en el petróleo que esta líquido
en el yacimiento. A esta presión se dice que el
líquido está saturado.
Presión de Rocío:
A diferencia de la presión de burbuja, la presión
de rocío es la presión donde aparece la primera
gota de líquido a una temperatura dada. El
petróleo está como gas en el yacimiento y en
este punto comienza a condensarse.
Presión
Temperatura
Presión de
Brubuja
Presión
de rocío
Presión crítica
Presión crítica:
Es el punto donde convergen la fase líquida y la fase gaseosa. En este punto no se
puede diferenciar el líquido del gas.

16. GORi
La relación Gas - Aceite inicial (Gas Oil Ratio) indica que tanto gas hay por
cada barril de crudo, todo en condiciones estándar (60ºF, 14,7psi).
El volumen del gas se mide en pies cúbicos estándar (SCF).
El crudo se mide en barriles en tanque de almacenamiento (STB).
STB
SCF
estándarscondicioneapetróleo.Vol
estándarscondicioneagas.Vol
GORi ==
Esta relación es clave para determinar el tipo de crudo en un yacimiento.

17. Rs
Es la cantidad de gas en solución que tiene el crudo (disuelto dentro de él).
Petróleo Sobresaturado
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.
STB
SCF
estándarscondicioneapetróleo.Vol
estándarscondicioneadisueltogas.Vol
Rs ==
Gráfica de Gas en solución vs presión. Cuando la presión es inferior a la
presión de burbuja (Pb), el crudo comienza a liberar gas y el Rs disminuye.
Rs
PresiónPb
No
liberación
de gas
Liberación de
gas
Petróleo
Sobre-
saturado
Petróleo
Subsaturado
Petróleo
Saturado

18. Bo
El factor volumétrico de formación del aceite (Bo) compara los volúmenes de
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:
Stock Tank Barrel o barril en tanque de almacenamiento. Es el volumen que
ocupa el sólo crudo (sin gas) a condiciones estándar (60ºF y 14.7psi de
presión absoluta).
Con esto, se tiene para el Bo:
STB
Blres
estándarscondicioneapetróleo.Vol
yacimientoendisueltogaspetróleo.Vol
Bo =
+
=
El Bo siempre es mayor que uno.

19. Bo
El Bo (factor volumétrico del aceite) también es afectado por la liberación de
gas, cuando la presión del crudo cae por debajo de la presión de burbuja.
Bo
PresiónPb
Expansión del
líquido
Liberación del
gas en
solución
La expansión del crudo por disminución en la presión es compensada por la
temperatura, si esta llegase también a reducirse.

20. Gravedad o Grado API (ºAPI)
Es una escala adoptada por la American Petroleum Institute (API) para
determinar la gravedad específica o densidad de un hidrocarburo. Entre más
grados API se obtiene un hidrocarburo de más baja densidad.
5.131
Fº60@EspecíficaGravedad
5.141
APIGravedad −=
El grado API influye directamente en el costo del hidrocarburo, entre más
alto sea el grado más elevado será su precio.
El agua tiene 10 ºAPI, el crudo de Caño Limón es 29 ºAPI, mientras que una
gasolina puede tener hasta 60 ºAPI por citar algunos ejemplos.
Los crudos, según su gravedad se clasifican en:
•Super Pesados (Menos de 10 ºAPI)
•Pesados (10 - 22 ºAPI)
•Medianos (22 - 32 ºAPI)
•Livianos (32 - 42 ºAPI)
•Condensados (Mayor de 42 ºAPI)

21. Coeficiente de Viscosidad (µ)
La viscosidad en los fluidos influye 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 varía 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, tal
como se muestra en la siguiente gráfica.
µ
PresiónPb
µ disminuye
con Presión
µ aumenta con la
disminución Presión
La viscosidad se mide en Stokes o CentiStokes (cSt).

22. Prueba de Conocimientos 2
Haga CLICK sobre el botón de la respuesta y verifique con el sonido
1. La presión de rocío es:
La presión donde el líquido comienza a liberar gas.
La presión donde el gas comienza a condensar líquido.
La presión atmosférica cuando comienza a llover.
La presión donde no se puede diferenciar entre líquido o gas.
2. Dado que tienen las mismas unidades [SCF/STB], la diferencia entre GORi y Bo
es:
El GORi relaciona únicamente el gas disuelto dentro del crudo.
El Bo tiene en cuenta todo el gas, el disuelto y el liberado.
GORi (gas total / crudo) y Bo (gas disuelto / crudo).
GORi (gas disuelto / crudo) y Bo (gas total / crudo).
3. El gas en solución (Rs) aumenta cuando la presión baja de la presión de
burbuja.
Falso
Verdadero
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23. Tipos de crudo

24. Tipos de crudo
Existen cinco diferentes tipos de crudo, que se diferencian por propiedades
como GORi, Bo y gravedad API.
Black Oil (Aceite Negro)
Volatil Oil (Aceite Volátil)
Retrograde Gas (Gas Retrógrado)
Wet Gas (Gas Húmedo)
Dry Gas (Gas Seco)
Además de las propiedades mencionadas, es determinante la cantidad de
hidrocarburos pesados que contenga el crudo (%C7+ o % de Heptano
Plus), llamada también fracción pesada. En el Black Oil es mayor del 20%,
mientras que en el gas seco es menor al 0.7%.

25. Tipos de crudo
Las diferencias en las propiedades, se listan a continuación.
Propiedad
Aceit e Negro
(Black Oil)
Aceit e Volát il
Gas
Ret rógrado
Gas Húmedo Gas Seco
GOR Menor 2000 2000 - 3000 3500 - 50000 50000 ……..
°API Menor 40 40 - 55 Mayor 55 Mayor 55 ……
Negro Marrón Verde
Verde Naranja Blanco
Marrón Verde Marrón
Boi Menor 2.0 Mayor 2.0 …… …. …..
C7+ Mayor 20% 20 - 12.5% 12.5 - 4% 4 - 0.7% Menor 0.7%
Campo Caño limón Cusiana Floreña Cupiagua Guajira
Color Blanco …….

26. Black Oil
Es el crudo existente en Caño Limón y es el que tiene mayor fracción de
hidrocarburos pesados (C7+).
El gas que se desprende del Black Oil es gas seco, debido a las moléculas
livianas que se liberan. Este gas no se condensa.
El Black Oil tiene un gran valor económico.
GORi Menos de 1.750 SCF/SBT
º API Menor a 40
Boi Menor de 2 resBL/SBT
HC Pesados Mas del 20%
Muy Oscuros
Colores Negro
Marrón
BLACK OIL
GORi 12 - 20 SCF/SBT
º API 29,5
Boi 1,075 resBL/SBT
HC Pesados Mas del 30%
Pres. Burbuj. 42 - 70 psi
Colores Negro
Marrón (ocasionalmente)
BLACK OIL - Caño Limón

27. Diagrama de Fase del Black Oil
Ejemplo de un diagrama de
fase de un Black Oil. Observe
que el hidrocarburo se
conserva líquido durante todo
el proceso, a pesar que libera
gas.
Punto
Crítico
Presión[psi]
1
3
2
Separador
Trayectoria
de Presión
% de líquido
80
50
30
10
70
2000
1000
300
Temperatura [ºF]
Nitrógeno 51,72%
CO2 9,34%
H2S 0,00%
Metano 7,14%
Etano 0,51%
Propano 7,30%
Butano (l,n) 13,07%
Pentano (l,n) 8,10%
Hexano 1,84%
Heptano Plus 0,98%
Analisis del Gas, Pozo RD-03
El gas seco, liberado por el crudo tiene una alta
concentración de hidrocarburos livianos.

28. Procesamiento del Black Oil
Cuando el petróleo liquido llega a superficie requiere de un tratamiento para
retirarle las impurezas tales como:
• Agua
• Dióxido de carbono (CO2)
• Nitrógeno
• Sulfuro de Hidrógeno
Por este motivo se deben instalar las facilidades de superficie, que se
componen de tanques, bombas, celdas de flotación, enfriadores, etc. En caño
Limón, el gas que se libera del crudo se quema en la tea debido a que no es
una cantidad suficiente para que su comercialización sea rentable.

29. Black Oil de Caño Limón
Viscosidad (104 ºF) 13,9 cSt
Viscosidad (212 ºF) 3,5 cSt
Poder Calorífico Bruto 19.215 BTU/lb
Poder Calorífico Neto 18.129 BTU/lb
Punto de Ebullición 105,8 ºF
ºAPI 29,4
Gravedad Específica 0,879
Presión de Vapor (60 ºF) 0,8 psi
Punto de fluidez 35 ºF
Punto de inflamación 45 ºF
Gravedad Espec. Condensado 0,725
ºAPI Diesel en Caño Limón (60 ºF) 31,8
Grav. Espec. Agua de Producción 0,998
Propiedades
Carbón 5,70 %masa
Ceniza 0,01 %masa
Nitrógeno 0,24 %masa
Azufre 0,52 mg/kg
Calcio 3,00 mg/kg
Cobre 0,20 mg/kg
Hierro 6,00 mg/kg
Magnesio 0,80 mg/kg
Niquel 37,20 mg/kg
Sodio 8,20 mg/kg
Vanadio 13,30 mg/kg
Sal 2,80 gr/m3
Análisis químico
Datos obtenidos en el laboratorio.
GORi 12 - 20 SCF/SBT
º API 29,4
Boi 1,075 resBL/SBT
HC Pesados Mas del 30%
Pres. Burbuja 42 - 70 psi
Colores Negro
Marrón
BLACK OIL - Caño Limón

30. Facilidad de Tratamiento Black Oil
Separador de Gas Tanque de techo cónico FWKO, donde se
separa inicialmente el crudo del agua.
Celda de Flotación, donde el crudo
restante es retirado del agua.
Bombas

31. Volatil Oil
El aceite volátil es un tipo de hidrocarburo líquido con más componentes
intermedios y livianos que un Black Oil. En Colombia el campo de Cusiana tiene
este tipo de crudo en su yacimiento.
GORi 2.000 - 3.200 SCF/SBT
º API Mayor de 40
Boi Mayor de 2 resBL/SBT
HC Pesados Entre 12,5% y 20%
Marrón
Colores Naranja
Verde
VOLATIL OIL
El gas que sale del petróleo o aceite Volátil se llama Gas Retrógrado.
El °API en el ST aumenta durante la vida del yacimiento.
Una pequeña reducción de presión por debajo de la presión de burbuja causa
una gran liberación de gas.

32. Diagrama de Fase del Volatil Oil
Al igual que el Black Oil, el
petróleo volátil se encuentra
también como líquido dentro del
yacimiento, a diferencia que el
volátil está mas cerca de la
zona de gas en el diagrama.
Punto
Crítico
Presión
Temperatura
1
3
2
Separador
% de
líquido80
30
10
70
40
El almacenamiento del aceite volátil es similar al del Black Oil, se diferencian en
que se debe tener cuidado para que el gas no se libere fácilmente, dadas las
condiciones del Aceite Volátil.

33. Almacenamiento del
Volatil Oil
Tanque de almacenamiento.

34. Prueba de Conocimientos 3
Haga CLICK sobre el botón de la respuesta y verifique con el sonido
1. De los tipos de crudo, el que menos gas tiene (GOR) es el:
Black Oil.
Volatil Oil.
Wet Gas.
Retrograde Gas.
2. La presión de burbuja del crudo en Caño Limón está en el orden de:
1000 - 1200 psi
600 - 650 psi
92 - 115 psi
42 - 70 psi
3. El Aceite Volátil (Volatil Oil) tiene más componentes livianos e intermedios que
el Black Oil.
Falso
Verdadero
Haga Click salir de la Práctica

35. Retrograde Gas
Es un Hidrocarburo gaseoso por encima de la presión critica, y a medida que
la presión disminuye condensa líquido en el yacimiento, pero dicho líquido se
evapora nuevamente. En español se conoce como gas retrógrado o gas
condensado.
GORi Más de 3.200 SCF/SBT
º API Mas de 57
Boi ---
HC Pesados Entre 4% y 12,5%
Marrón
Colores Naranja
Verde y Blanco
RETROGRADE GAS
El gas en superficie es muy rico en hidrocarburos intermedios. Se procesa
para sacar desde Etano hasta Hexano (C2 a C6).

36. Diagrama de Fase del Retrograde Gas
El gas retrógrado, al estar más
allá de la presión crítica se
encuentra como gas en el
yacimiento. A medida que la
presión comienza a descender y
alcanza la presión de rocío,
aparece crudo condensado.
Para obtener la mayor cantidad de líquido, el gas retrógrado es contenido en
unos recipientes cerrados (separadores) que trabajan a una presión y
temperatura óptima.
En Colombia, un yacimiento con este tipo de crudo se encuentra por ejemplo en
el campo de Floreña en Casanare.
Presión
Temperatura
Punto
Crítico
% de
líquido
5
40
20
10
80
1
3
2
Separador

37. Almacenamiento del
Retrograde Gas
Separadores

38. Wet Gas
Es un Hidrocarburo que existe como Gas durante toda la vida en el yacimiento,
pero condensa líquido en los separadores de superficie. Por eso se conoce como
gas húmedo (Wet Gas).
GORi Más de 50.000 SCF/SBT
º API Mas de 57
Boi ---
HC Pesados De 0,7% a 4,0%
Color del
condensado Blanco
WET GAS
Las propiedades del gas en el yacimiento no son las mismas que en superficie.
El condensado es rico en hidrocarburos intermedios y se les conoce como
productos de planta (GPM).

39. Diagrama de Fase del Wet Gas
La única forma de obtener
condensado de un gas húmedo
es mediante el uso de
separadores a una presión y
temperatura determinadas.
El tratamiento del gas Húmedo es muy similar al gas retrógrado pues el
objetivo principal es el obtener la mayor cantidad del liquido.
El gas se almacena en tanques cilíndricos o esféricos.
% de
líquido
1
50 510
Presión[psi]
Temperatura
Punto
Crítico
1
2
4500
2500
110
Separador

40. Almacenamiento del Wet Gas
Tanques esféricos
Tanque cónico

41. Dry Gas
El gas seco o dry gas contiene principalmente Metano y algunos hidrocarburos
intermedios. Se llama gas seco porque no tiene suficientes hidrocarburos
pesados para condensar.
GORi ---
º API ---
Boi ---
HC Pesados Menos de 0,7%
Color ---
DRY GAS
La composición del gas en yacimiento es la misma que superficie y básicamente
se compone de Metano.
A este tipo de gas también se le conoce como gas pobre o gas natural.

42. Diagrama de Fase del Dry Gas
Su almacenamiento similar que el gas húmedo, en tanques cilíndricos y
esféricos.
% de
líquido
1
50 510
Presión[psi]
Temperatura
Punto
Crítico
1
2
4500
2800
110
Del gas seco no se puede
extraer condensado, su única
utilidad es como gas natural.

43. Almacenamiento del Dry Gas
Tanque esférico

44. Prueba de Conocimientos 4
Haga CLICK sobre el botón de la respuesta y verifique con el sonido
1. El gas retrógrado se caracteriza por:
Conservarse líquido en el yacimiento.
No tener suficientes hidrocarburos pesados para condensar.
Ser conocido también como gas pobre.
Ser rico en hidrocarburos intermedios.
2. La gravedad API del gas retrógrado es:
Menor de 40
Entre 40 y 57
Mas de 57
No tiene gravedad API. Es gas seco.
3. Si se tiene un hidrocarburo con una fracción pesada entre 0,7% y 4,0% y el
color del condensado es blanco, el HC es un Dry Gas o Gas Seco.
Falso
Verdadero
Haga Click salir de la Práctica

45. Comparación
La forma de los diagramas de fase para los cinco diferentes tipos de crudo se
muestra en la gráfica. Hacia la derecha aumenta la cantidad de
hidrocarburos pesados, mientras que hacia la izquierda lo hacen los
hidrocarburos livianos.
Temperatura
Presión
Black Oil
Aceite Volátil
Gas RetrógradoGas
Húmedo
Gas Seco

46. FIN