Gasotecnia

* COMPORTAMIENTO DE FASES EN SISTEMAS DE HIDROCARBUROS
Cualquier materia presente en el universo puede estar en el sistema de tres fases: sólido, líquido o gaseoso. Por ejemplo: hielo, agua liquida y vapor de agua, son tres fases, cada una físicamente distinta y homogénea, claramente separadas. El término fase representa cualquier parte del sistema, homogénea y físicamente distinta. Elhidrocarburo en el yacimiento y en los pozos es un fluido que está en dos fases en líquido, en gaseoso o en ambos. Por ende, para descubrir el tipo de yacimiento de hidrocarburo hay que determinar el estado que se encuentra la mezcla en el yacimiento, utilizando criterios termodinámicos de fases. En estos criterios influye la presión y la temperatura, sometiendo a una sustancia a que este presente como unafase liquida o gaseosa.
Cuatro fases físicas controlan el comportamiento de fases de mezclas de hidrocarburos:
* Presión.
* Atracción molecular.
* Energía cinética (movimiento molecular asociado con temperatura).
* Repulsión molecular.

La presión y la atracción molecular tienden a mantener las moléculas juntas, de esta manera, mientras mayor sean estas fuerzas mayor es latendencia de los hidrocarburos a aumentar su densidad. Las fuerzas de atracción molecular son directamente proporcionales a la masa de las moléculas e inversamente proporcionales a la distancia entre las mismas.
La energía cinética y la repulsión molecular tienden a dispersar las moléculas. A elevadas temperaturas aumenta el movimiento de las moléculas y por ende, mayor es su tendencia a separarse,produciendo de esta manera una disminución en la densidad.
Los cambios de fase de las mezclas de hidrocarburos presentes naturalmente en un yacimiento de petróleo y gas son fácilmente reconocibles a través de un diagrama presión-temperatura (P-T) como el que se muestra en la siguiente figura:

Este es un diagrama de fases generalizado donde se pueden observar las envolventes de fases queresulta de unir las curvas de puntos de burbujeo y puntos de rocío. Los puntos de burbujeo son los puntos donde la fase líquida contiene una cantidad infinitesimal de gas, es decir, donde aparece la primera burbuja.

Los puntos de rocío son los puntos donde la fase gaseosa contiene una cantidad infinitesimal de líquido, es decir, donde aparece la primera gota. Las curvas de burbujeo y rocío se unenen el punto crítico, punto donde las propiedades intensivas (aquellas que no dependen de la masa, densidad, viscosidad, etc.) del gas y líquido son iguales.

La envolvente de fases divide el diagrama en tres regiones:
1. La del líquido que está situada fuera de la envolvente y a la izquierda de la temperatura crítica.
2. La del gas que también está fuera de la envolvente pero a la derechade la temperatura crítica.
3. La de dos fases que se encuentra dentro de la envolvente, en ésta región se hallan el gas y el líquido en equilibrio.
Las líneas de isocalidad son líneas que unen puntos de igual porcentaje volumétrico de líquido en la mezcla líquido-gas. Lo que implica que las curvas de burbujeo y rocío son líneas de 100% y 0% de líquido, respectivamente. Todas las curvasconvergen en el mismo punto, el punto crítico.
Del diagrama también podemos observar los puntos extremos de presión y temperatura. El punto cricondetérmico, Tcdt, es la máxima temperatura a la cual existe equilibrio entre vapor y líquido. El punto cricondembárico, Pcdt, es la máxima presión a la cual existe equilibrio entre vapor y líquido. La posición relativa de los puntos cricondetérmico ycricondembárico con respecto al punto crítico depende de la composición del sistema.

Cada mezcla de hidrocarburos encontrada en un yacimiento tiene un diagrama de fases característico, el cual permanece constante, mientras se mantenga constante la proporción de componentes en la mezcla; teniendo modificaciones cuando se altera las proporciones de los componentes debido a extracción preferencial de...