EXPERIENCIA No. 3 DETERMINACIÓN

DE LA SATURACIÓN POR

EL METODO DE DESTILACIÓN- EXTRACCIÓN

EXPERIENCIA No. 3 DETERMINACIÓN

DE LA SATURACIÓN POR

EL METODO DE DESTILACIÓN- EXTRACCIÓN

ANDREA DEL PILAR MORALESFELIPE GASPAR REYES

KENIA GONZALEZ PEDRAZA

GENERALIDADES Y FUNDAMENTACIÓN GENERALIDADES Y FUNDAMENTACIÓN

Porosidad

Describe el espacio en la roca no ocupado por algún mineral o material solido , lo que permite al almacenamiento de fluido. Para determinar la cantidad de hidrocarburos en un yacimiento es necesario determinar la fracción de volumen poroso ocupado por cada uno de los fluidos presentes.

SATURACIÓNSATURACIÓN

Aplicando este concepto a cada fluido de yacimiento se tiene:

Si se trata de un yacimiento subsaturado, las sumatorias de las saturaciones es:

Todas las saturaciones están basadas en el volumen poroso y no en el volumen bruto del yacimiento. Por esta razón en la industria petrolera se usa a menudo el concepto de porosidad del hidrocarburo.

Saturación de agua connata: La saturación de agua connata (Swc) es la saturación de agua existente en el yacimiento al momento del descubrimiento, la cual se considera como el remanente del agua que inicialmente fue depositada con la formación y que debido a la fuerza de la presión capilar existente, no pudo ser desplazada por los hidrocarburos cuando éstos migraron al yacimiento.

Saturación crítica de una fase: La saturación crítica de una fase, generalmente expresada como Sxc, donde x corresponde a la fase (petróleo, agua o gas), corresponde a la mínima saturación requerida para que una fase pueda moverse en el yacimiento, es decir, corresponde a la máxima saturación a la cual la permeabilidad relativa de dicha fase es cero.

Saturación residual de una fase: La saturación residual de una fase, generalmente expresada como Sxr, donde x corresponde a la fase (petróleo, agua o gas), corresponde a la saturación de dicha fase que queda en el yacimiento en la zona barrida, después de un proceso de desplazamiento.

FACTORES QUE AFECTAN LA SATURACION DE FLUIDOS EN LOS

NUCLEOS.Presiones considerables por la columna de

lodo en el pozo.

La reducción de presión cuando la muestra es llevada a superficie.

MÉTODOS PARA DETERMINAR LA

SATURACIÓN DE FLUIDOS

MÉTODOS PARA DETERMINAR LA

SATURACIÓN DE FLUIDOS

Métodos Directos• Saturación obtenida “directamente utilizando métodos de

laboratorio”.• Análisis de muestras representativas del yacimiento (núcleos).

Métodos Indirectos• Registros de pozos -> Swc• Presión Capilar -> K->J Leverett

MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE LA SATURACIÓN DE MUESTRAS DE

NÚCLEOS

Método de la Retorta a presión atmosférica

Método de lavado con solvente (Karl-Fischer)

Métodos de exploración (Barrido)

Análisis carbon

Oil Shales

Núcleos que contienen Yeso

MÉTODO DE EXTRACCIÓN POR DESTILACIÓN (DEAN STARK Y SOXHLET)

METODOS PARA DETERMINAR SATURACIONES DE FLUIDOS

METODOS PARA DETERMINAR SATURACIONES DE FLUIDOS

METODO DE LA RETORTA

El método de la retorta se aplica sobre una muestra de roca pulverizada la cual se somete a diferentes temperaturas que permiten vaporizar de forma selectiva los fluidos presentes. Tras su condensación los fluidos son atrapados en una trampa calibrada para su medición. El método es rápido, sin embargo es destructivo, requiriendo que las pruebas de porosidad y permeabilidad sean realizadas sobre muestras aledañas.

METODO DE LA RETORTA

VENTAJAS

Prueba de corto tiempo.

Datos aceptables.

La perdida de granos no afecta la saturación.

DESVENTAJAS

Se deben lograr unas temperaturas de 1000 a 1100 °F.

A altas temperaturas el aceite sufre cracking and coke (cambio en las moléculas de los hidrocarburos (liquido se pierde).

Generalmente las muestras se arruinan.

MÉTODO DE LAVADO CON SOLVENTE (KARL-FISCHER)Adecuado para análisis de núcleos enteros y tapones. Dean Stark

Pesar muestra= porta-núcleos, recoger fluidos

producidos

Inyección metanol/tolueno.

Frasco de vidrio: Reactivo inicial.

Solvente: Muestra de corazón

Repetir: Solvente: 1.

alterno. 2. Inicial

Peso solvente.

Contenido de agua de la

solución, Karl Fisher.

Muestra: descargar,

secar, pesar = volumen poroso

Método de inyección de

Helio.

CONSIDERACIONES DEL MÉTODO

CONSIDERACIONES DEL MÉTODO

Todos los niveles de saturación pueden ser determinados.

Exacta

Daño a los minerales sensibles: mínimo

Remueve: sales de la muestra.

Metanol: absorbe humedad del ambiente.

Técnica compleja y más costosa.

Saturación de aceite asume que no hay pérdidas de granos en la muestra.

No es apropiada: halita, azufre u otros minerales solubles en metanol.

VEN

TAJA

S

DESV

EN

TAJA

S

Absorción lineal de rayos X.

Absorción lineal de

rayos gamma.

Tomografía asistida por computador

(CT)

Absorción de microondas.

Resonancia magnética

nuclear (NMR)

Resonancia de ondas de

radio.

Radiografía de

atenuación neutrónica.

MÉTODOS DE EXPLORACIÓNMÉTODOS DE EXPLORACIÓN

Ajuste del nivel de energía.

Material de marcado y su concentración.

Interacción fluido - roca fluido – fluido

ConsideracionesConsideraciones

-Suministra distribución espacial de la saturación de fluidos. -Mediciones no invasivas y no destructivas.-CT y NMR ->S en 3D-Microondas y NMR -> S sin marcadores.

Equipos costosos.

-NMR no funciona en núcleos con arcilla, gas o ferromagenéticos.

VENTAJAS

LIMITACIONES

ANÁLISIS DE CARBÓN

ANÁLISIS DE CARBÓN

• Los análisis de retorta y de extracción de solvente por destilación no son adecuados.

•El fluido de principal importancia es el agua.•La muestra debe tener mínimo 500 gramos de peso.

•El contenido de humedad es una propiedad fundamental del carbón que debe determinarse con exactitud para evaluar un estrato de carbón apropiadamente.

•La pérdida de peso es equivalente a la cantidad de agua sacada.

VENTAJAS LIMITACIONES

OIL SHALESSHALE: roca compuesta de partículas con

tamaño entre arcilla y cieno. Contienen material orgánico sólido

(ejemplo: kerógeno).

Se obtienen las saturaciones de petróleo y agua

gal/ton

Proceso de retorta de alta temperatura.

Horno 1000°F (538°C).No se considera la K

MÉTODO DE DESTILACIÓN-EXTRACCIÓN (DEAN-STARK Y

SOXHLET)

MÉTODO DE DESTILACIÓN-EXTRACCIÓN (DEAN-STARK Y

SOXHLET)

EQUIPOS Y MATERIALESEQUIPOS Y MATERIALES

CARACTERÍSTICAS DEL TOLUENO

CARACTERÍSTICAS DEL TOLUENO

PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO

Acción del disolvente vaporiza la

fracción de agua.

Condensación de agua en una

trampa calibrada.

Posteriormente se condensa el disolvente.

El contenido de aceite es

determinado por diferencia de

peso en la muestra.

MUESTRA N° 208

Peso Seco = 147.46 gr

Longitud = 6.1 cmDiámetro = 3.8 cm

Presión de confinamiento con Nitrógeno.

Presión de saturación

con Aire comprimido.

P con Aire Comprimido

P con N2 >

Presión de Saturación

Movilidad de emulsión,

rapidez del proceso.

1. PREPARACIÓN DE MUESTRA

1. ADICIÓN DEL SOLVENTE (TOLUENO) A LA

MUESTRA.2. ADICIÓN DE CALOR

(CALENTADOR)3. CONDENSACIÓN DEL

AGUA Y POSTERIOR CONDENSACIÓN DEL

TOLUENO.4. LECTURA DE LOS ml DE

AGUA OBTENIDOS (TRAMPA)

5. RETIRO LA MUESTRA DEL DEAN STARK Y LA PESO

SATURADA CON TOLUENO.6. PASO AL SOXHLET DONDE

SE EXTRAE EL ACEITE DE LA MUESTRA.

7. RETIRO LA MUESTRA.

3. Secado y desecado de la muestra3. Secado y desecado de la muestra

4. Pesaje final de la muestra 4. Pesaje final de la muestra

CÁLCULOSCÁLCULOS

•Si el agua connata es una solución salina altamente concentrada, la densidad del agua debe corregirse para la sal en la solución.

Donde:• Vbr = volumen de salmuera correspondiente al volumen de agua

destilada recobrada del tapón, cm3. • Vw = volumen de agua destilada recobrada del tapón (e.g. Dean-

Stark), cm3. • ρw = densidad del agua destilada, g/cm3. • ρb = densidad de la salmuera que tiene una concentración de Cs

de sal, g/cm3. • Cs = la concentración de sales disueltos en la salmuera-

CÁLCULOSCÁLCULOS

precisión

VENTAJAS Y DESVENTAJASVENTAJAS Y

DESVENTAJAS

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

• PARRA Pinzón Ricardo. Guías de laboratorio Análisis de Núcleos. Facultad de Ingeniería.Universidad Surcolombiana.

• Norma API para operaciones de Núcleos.

• PARÍS DE FERRER, Magdalena. (2009). Fundamentos de ingeniería de Yacimientos. Capítulo 3: Propiedades de los fluidos.