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Validación de Pruebas PVT: Gas Condensado y Petróleo Negro

Validación de Pruebas PVT: Gas Condensado y Petróleo Negro

La Validación de Pruebas PVT es una parte importante en la caracterización termodinámica del fluido de yacimiento. Corresponde al paso inicial de cualquier estudio de fluido en menor o mayor escala.

Estas pruebas de validación permiten el análisis y comprobación matemática de un PVT: la composición de los fluidos, la presión de saturación y los distintas pruebas de depleción al que se somete el fluido, que corresponde al comportamiento termodinámico de presión y temperatura que experimentan dentro del yacimiento. 

La validación de pruebas PVT se realiza tanto para muestras de yacimiento de gas como para muestras de petróleo negro

Para discretizar de un tipo de fluido de otro, y poder utilizar el criterio de validación adecuado, es importante ver la composición del fluido. 

Un fluido con un porcentaje mayor de 75% en metano, y que haya obtenido punto de rocío durante la prueba de expansión a composición constante (CCE), se considera como de gas condensado

Un fluido con un porcentaje menor a 50% en metano, se puede considerar como de petróleo negro

Mientras que el fluido se encuentre más cercano a las condiciones críticas, es más difícil de caracterizar, tal es el caso del gas condensado y el petróleo volátil. Existen criterios específicos que permiten diferenciar estos dos fluidos.


Validación de Pruebas PVT Petróleo Negro

Prueba de Densidad

Esta prueba simple consiste en comparar que la densidad del petróleo saturado con gas a la presión de burbuja durante la prueba de liberación diferencial sea igual a la calculada a partir de los datos obtenidos a las condiciones de separación. Esta prueba se considera consistente cuando la diferencia de ambos valores obtenidos no exceda de un 5%.


Prueba de la Linealidad de la Función "Y"

Frecuentemente los datos de volumen relativo obtenidos en las pruebas de laboratorio requiere generalmente una normalización debido a las inexactitud en la medición del volumen total de hidrocarburo cuando este se encuentra por debajo de la presión de saturación y bajas presiones. 

Una función de compresibilidad adimensional, comunmente llamada Función Y (ver Figura 1) es usada para suavizar los valores de volumen relativo. 

La forma matemática de esta función se utiliza solamente por debajo de la presión de saturación y viene dada por la Ecuación 1:


Función Y
(Ec. 1)

Donde:
Psat = Presión de saturación [lpca].
P = Presión [lpca].
Vrel = Volumen relativo a la presión P [adim].

Gráfico de la Función Y
Fig. 1. Gráfico característico de la Función Y.

Generalmente se debe cumplir que al graficar la Función Y vs. Presión, los datos obtenidos deben ajustar en una línea recta.

Un PVT de petróleo negro se considera validado cuando haya pasado el criterio de la linealidad de la función Y. 

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Sin embargo existen dos pruebas adicionales más rigurosas que dependen de la consistencia de los datos obtenidos en el laboratorio, como lo son la Prueba de Balance de Materiales y la Prueba de Desigualdad.


Prueba de Balance de Materiales

Consiste el calcular valores de Rs en cada etapa de agotamiento de presión (haciendo un Balance de Materiales) y compararlo con la Rs obtenida experimentalmente. 

La diferencia entre ambos valores no debe exceder de un 5%. En la Figura 2, se observa un gráfico característico del resultado de la Prueba de Balance de Materiales.


Gráfico de Balance de Materiales
Fig. 2. Gráfico característico de la prueba de Balance de Materiales.


Prueba de Desigualdad

Esta prueba se debe cumplir que la derivada del factor volumétrico del petróleo con respecto a la presión debe ser menor al producto del factor volumétrico del gas y la derivada del Rs con respecto a la presión. 

En resumen, se debe cumplir la siguiente relación:


Prueba de Desigualdad
(Ec. 2)

Donde:
Bo = Factor volumétrico del Petróleo a una presión P [BY/BN].
Bg = Factor volumétrico del Gas a una presión P [PCY/PCN].
Rs = Solubilidad del Petróleo saturado a una presión P [PCN/BN].


Validación de Pruebas PVT Gas Condensado

Los criterios de validación para evaluar la consistencia de PVT para una muestra de gas condensado son un poco más rigurosas que los de petróleo negro, y viene dada por tres pruebas: la Recombinación Matemática, Balance Molar y Criterio de Hoffman (Prueba de Separador y CVD).


Recombinación Matemática

Consiste basicamente en recombinar matemáticamente las muestras de gas y líquidos obtenidas en el separador durante la toma de fluidos

Para ello es muy importante que el pozo fluya de forma estabilizada por un largo período de tiempo, para obtener condiciones representativas de presión y temperatura, y especialmente, el RGP para recombinar adecuadamente el fluido original del yacimiento

Se debe cumplir que la diferencia entre los valores experimentales y los calculados para el metano debe ser menor al 2%, mientras que para heptano plus debe ser menor al 5%. 

Se recomienda que al hacer la validación, se use toda la composición que da el informe PVT (análisis de distribución extendida, casi siempre desde el C20+ en adelante) y comparar los resultados utilizando hasta el C7+.


Balance Molar

Esta prueba consiste en reproducir la variación de las fracciones líquidas de cada componente (Xi), en cada etapa de agotamiento de presión del yacimiento, a condiciones de presión y temperatura de yacimiento, relacionando las fracciones de gas (Yi), % volumen de fluido producido, y un % de volumen de fluído retrógrado que queda dentro del yacimiento.

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Se debe obtener valores de Xi positivos, es decir, Xi>0. El balance molar es una ampliación de la prueba CVD, y puede ser aplicada en dos formas: forward, desde la presión de rocío hasta una presión de abandono; y viceversa, denominada backward.


Criterio de Hoffman (Validación de Constantes de Equilibrio Ki)

Consiste en graficar el log (P. Ki) vs. Fi (constante de caracterización del componente i). Esta prueba se realiza tanto en el separador como en la prueba de agotamiento de presión (CVD). 

Se cumplir que los componentes puros en cada condición de presión y temperatura debe ajustarse en una tendencia lineal (separador y CVD), y que las líneas no se crucen entre cada agotamiento de presión (CVD), y que muestre un punto de convergencia (CVD).

En la Figura 3 y Figura 4, se muestra el Criterio de Hoffman para Separador y Prueba CVD, respectivamente.


Criterio de Hoffman en el Separador
Fig. 3. Criterio de Hoffman en el Separador.


Criterio de Hoffman en la Prueba CVD
Fig. 4. Criterio de Hoffman en la Prueba CVD.


Hojas de cálculo para Validación de Pruebas PVT

Gas Condensado


Petróleo Negro



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COMENTARIOS

BLOGGER: 17
  1. Buenas tardes, descargué la hoja de validación PVT para petróleo negro, y tengo duda en el Balance de Materiales, donde los cálculos del volumen de gas se hacen con la columna correspondiente a la masa de gas libre, no debería ser la columna de masa de gas en solución? Gracias y espero su respuesta.

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  2. Mariela: gracias por el comentario. El volumen de gas libre acumulado viene dada por Vglibre = masa de gas/(dens. gas x 1000) más el volumen de gas libre acumulado en la etapa de agotamiento anterior. Se hace de esta manera en cada una de las etapas de agotamiento. Posteriormente para el volumen de gas en solución acumulado se procede a restar el volumen de gas libre acumulado en la última etapa de agotamiento de presión (probablemente a 0 lpcm) menos el volumen de gas libre acumulado en cada una de las etapas de agotamiento de presión. Esta hoja de cálculo que estoy enlazando no la he hecho yo, muchas personas en la industria usan este formato. Sin embargo, además de esta hoja de cálculo, utilizo otra para comparar resultados, debido a que muchas veces puede presentarse diferencias (sobre todo en los PVT composicionales), debido a que a veces se utilizan diferentes correlaciones o sencillamente es probable que tengan un error. De todas maneras si esta hoja de cálculo no te convence, me avisas para pasarte otra.

    Atte,
    Marcelo

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  3. hola soy eduardo villegas y me gusto mucho tu aporte me descargue tu programa y es de muchisima utilidad, te queria hacer una consulta lo que pasa es que tengo una hoja de calculo de un ingeniero que me dio para revisarla pero no se parece en nada a la tuya, podrias ayudarme o como te puedo enviar la hoja para que la veas....por fa acolitame con eso soy estudiante de ingenieria en petroleos de la UCE de Ecuador

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  4. podrian de nuevo subir el programa de validacion de PVT negro. por favor

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    1. Gracias por avisar, en cuanto lo suba te aviso por esta vía. Saludos!

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    2. Cargado el programa para validación PVT Black Oil. Saludos!

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  5. gracias de antemano y espero dejen el link para descargar,,,pues si lo necesito para hacer comparacion de resultados...

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  6. Oye el programa de Condensado no esta lo puedes subir nuevamente... GRACIAS

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  7. Oye el programa de Condensado no esta lo puedes subir nuevamente... GRACIAS

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    1. Gracias por el comentario. El link de descarga de PVT para condensados fue restaurado. Saludos

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  8. Gracias por toda la ayuda, me ayudo bastante seguire trabajando

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    1. Gracias por el comentario Mauricio, cualquier duda comentario o sugerencia estaré a la orden. Proximamente escribiré un post en estos días sobre calibración de Ecuaciones de Estado. Saludos

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  9. Ingeniero Madrid , estoy realizando un trabajo acerca de analisis PVT en yac. de gas condensado , por ese motivo quiero solicitarle si me pudiera colaborar con consejos acerca del tema ya que tengo varias dudas acerca del tema mi m@il es misha_misael@hotmail.com

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    1. Hola Misael, puedes comentarme tus dudas al siguiente correo eléctrónico: marcelo.madrid@portaldelpetroleo.com Saludos y suerte!

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  10. Hola Buenos dias. Descargue su programa para validar pvt de gas condensado. La verdad no manejo mucho el tema de pvt de gas, por eso queria consultarle de donde salen los valores de Xi y Yi. Saludos!

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  11. Buenas noches, tengo una duda hacer de la prueba de densidad, esta acaso hay alguna gráfica? o es simplemente cálculos y comparación, ademas si ya escribió acerca de que pasaría si no es lineal la función Y.La información me seria muy útil para un trabajo que esto realizando para la Universidad y preparar una exposición acerca del tema, gracias.

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    1. Buenos días Frank. Un gusto! Te respondí tus dudas a través del Formulario de Contacto que generaste. Espero que sea de utilidad. Saludos.

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Portal del Petróleo : Validación de Pruebas PVT: Gas Condensado y Petróleo Negro
Validación de Pruebas PVT: Gas Condensado y Petróleo Negro
La Validación de Pruebas PVT es una parte importante en la caracterización termodinámica del fluido de yacimiento de gas y/o petróleo.
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