Conceptos físicos y químicos de uso en ingeniería de petróleo

UNIDAD III: CONCEPTOS FÍSICOS Y QUÍMICOS DE USO EN INGENIERÍA DE PETRÓLEO

PETRÓLEO
Es un compuesto químico complejo en el que coexisten partes sólidas, líquidas y gaseosas. Lo forman, por una parte, unos compuestos denominados hidrocarburos, formados por átomos de carbono e hidrógeno y, por otra, pequeñas proporciones de nitrógeno, azufre, oxígeno y algunos metales. Se presenta de formanatural en depósitos de roca sedimentaria y sólo en lugares en los que hubo mar.

Otros conceptos:
 Líquido oleoso bituminoso de origen natural, compuesto por diferentes sustancias orgánicas. Se encuentran en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se emplea como combustible y materia prima para la industria química. Además el petróleo y sus derivados se emplean para fabricarmedicinas, fertilizantes, productos alimenticios, objetos de plástico, materiales de construcción, pinturas textiles y para generar electricidad.
 Mezcla de hidrocarburos producidos de manera natural por transformación de la materia orgánica y que se almacena en el subsuelo. Líquido oleaginoso e inflamable, que se extrae de lechos geológicos, continentales o marítimos. El hombre ha aprendido asacarlo a la superficie, fraccionarlo y usarlo como materia energética. Mediante diversas operaciones de destilación y refinación se obtienen de él diversos productos para fines energéticos e industriales (gasolina, nafta, queroseno, gasóleo, etc).
 Porción inmóvil de hidrocarburos que existe en la fase líquida en los yacimientos naturales y permanece líquida en condiciones atmosféricas de presión ytemperatura. El petróleo crudo puede contener pequeñas cantidades de azufre, nitrógeno, oxigeno y cenizas. Su viscosidad es menor o igual a 10.000 mPa. a la temperatura original del yacimiento y a la presión atmosférica libre de gas. Los hidrocarburos presentes en el petróleo crudo son de tres tipos: parafínicos, nafténicos y aromáticos. El petróleo varía considerablemente en color yapariencia desde lechoso, marrón, verde, amarillo, hasta negro. A pesar de la variedad de colores con que suele encontrarse el petróleo, la gente tiene la tendencia a considerarlo negro.

Seguidamente se presentan los conceptos macros de uso en Ingeniería de Petróleo (Presión, Volumen y Temperatura) y las definiciones que de ellos se derivan.

PRESIÓN
Es el valor resultante de aplicar una fuerzasobre determinada área. La expresión matemática que la representa es la siguiente:

Donde:
P: presión (kgf/cm2 , lpc)
F: fuerza (kgf, lbf)
A: área (cm2 , plg2 , pies2 )
Se expresa en Atmósferas (Atm.) o Kgf /cm2 (S.I) o en Psi o Lpc (Sistema Inglés).


Figura 1. Presión: efecto de una fuerza sobre un área.
TIPOS DE PRESIÓN
- Presión atmosférica: es aquella que se refiere a la capa deaire o atmósfera que envuelve a la Tierra y que a nivel del mar ejerce presión de una atmósfera, o 1 kg/cm2 o 14,7 libras por pulgada cuadrada (lpc) o presión barométrica de 760 milímetros de mercurio, pero la presión barométrica cambia de acuerdo al sitio, según su correspondiente altitud sobre el nivel del mar.
- Presión manométrica: es aquella que se encuentra confinada en un sistema y seobtiene mediante un medidor o manómetro.
- Presión absoluta: es la suma de la presión manométrica más la presión atmosférica.
- Presión de poros o de formación (Py): también conocida como presión de yacimiento, es la presión ejercida por los fluidos confinados dentro de los poros de una formación. Las formaciones pueden clasificarse, de acuerdo a su valor de gradiente de presión, en: formacionesnormales, subnormales y anormales.

Figura 2. Clasificación de las presiones de acuerdo al gradiente de presión.

- Presión hidrostática (Ph): es la presión ejercida por una columna de fluido estático contenido en un recipiente. Para calcular la presión hidrostática (Ph), se multiplica la densidad del fluido (D) por la altura real de la columna (H). Esta presión llega a ser máxima en el...