CAP 2

Capítulo 2
Propiedades de los fluidos de los yacimientos petroleros

2.1 Introducción.

En esta sección se presentan métodos para determinar algunas de las propiedades de los fluidos que se requieren para cálculos en ingeniería de yacimientos, de producción y de perforación. Los análisis de laboratorio son los métodos más precisos para estimar las propiedades físicas y químicas de una muestrade un fluido en particular. En la ausencia de datos de laboratorio, algunas correlaciones empíricas desarrolladas presentan buenas alternativas para estimar las propiedades de los fluidos.
Asimismo, se presentan algunas definiciones y correlaciones para calcular las propiedades de los gases naturales, de los hidrocarburos líquidos y del agua de formación.
2.2 Propiedades de gases naturales.Definiciones.

Las propiedades físicas de los componentes puros que se presentan en los gases, evaluadas a condiciones estándar de 14.7 lb/pg2abs y 60 °F, se listan en la tabla 4.1. Estas propiedades, incluyen la fórmula química, el peso molecular, temperatura y presión crítica, densidades del líquido y gas y viscosidad del gas (para componentes más ligeros que el pentano).
Estas propiedades se utilizanen cálculos que se basan en reglas de mezclado desarrollando las propiedades pseudo para mezcla de gases, incluyendo el peso molecular aparente y la densidad relativa del gas. Las propiedades físicas requeridas para estudios de ingeniería petrolera, se describen a continuación.
2.2.1 Peso molecular aparente de una mezcla de gases.

El peso molecular para una mezcla con n-componentes (ncomp) sedenomina el peso molecular promedio molar o aparente de la mezcla y se determina con:

.....................................................................................................................(2.1)
en donde, Ma es el peso molecular aparente de la mezcla de gases en lbm/lbm-mol, Mj es el peso molecular del componente j de la mezcla de gas en lbm/lbm-mol y yj es la fracción mol de lafase de gas del componente j en fracción.

2.2.2 Densidad específica de un gas (Densidad relativa).

La densidad relativa de un gas,, es la relación de la densidad del gas con la densidad del aire seco, ambos medidos a la misma presión y temperatura. La densidad específica del gas en forma de ecuación se expresa como:...........................................................................................................................(2.2)
en donde, g es la densidad de la mezcla de gases en lbm/ft3 y aire es la densidad del aire en lbm/ft3.
A condiciones estándar, el aire y el gas seco se modelan (comportan) en forma muy precisa de acuerdo a la ley de los gases ideales (baja presión y temperatura moderada). Bajo estas condiciones, si se emplea la definición de número de moles,(n=m/M), y de densidad (=m/V), así como la ecuación de estado para gases ideales para el aire y el gas, entonces la densidad relativa de una mezcla de gases se puede expresar como:
..............................................................................................................(2.3)
en donde, γg es la densidad relativa del gas (aire=1.0), M es el peso molecular del gas en lbm/lbm-mol yMaire es el peso molecular del aire e igual a 28.9625 lbm/lbm-mol.
Aunque la ecuación 4.3 considera un gas ideal (que es algo razonable a condiciones estándar), su empleo en la definición para gases reales y mezcla de gases reales es muy común en la industria del gas natural.


Tabla 2.1.- Propiedades físicas de los gases a 14.7 lb/pg2abs y 60 °F.
Componente
Fórmula química
Peso molecular (lbm/lbm-mol)
Temperatura crítica
(°R)
Presión crítica
(lb/pg2abs)
Densidad del líquido
(lbm/ ft3)
Densidad del gas
(lbm/ ft3)
Viscosidad del gas
(cp)
Hidrógeno
H2
2.109
59.36
187.5
4.432
0.005312
0.00871
Helio
He
4.003
9.34
32.9
7.802
0.010550
0.01927
Agua
H2O
18.015
1,164.85
3,200.14
62.336
-
~ 1.122
Monóxido de carbono
CO
28.010
239.26
507.5
49.231
0.073810
0.01725
Nitrógeno
N2
28.013
227.16
493.1...