Previo Laboratorio de Perforación 4
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Alumno: Cruz Andrade Jorge Pedro Laboratorio de Perforación de Pozos Previo Laboratorio de Perforación Práctica No. 4 1. ¿Cómo se calcula la presión de una columna simple y una mezcla? Cálculo de la presión de una columna simple. La presión se define como: En una columna simple de fluido homogéneo es necesario contemplar la siguiente expresión: p ABSOLUTA = p MANOMÉTRICA + p ATM Cálculo de la Presión en una mezcla. El concepto de Constantes de Equilibrio (Keq) es muy útil para describir el comportamiento de los sistemas bifásicos de muchos componentes. Estas constantes, tomadas de tablas o estimadas mediante ecuaciones de estado apropiadas, constituyen la base de la simulación termodinámica de equilibrios entre petróleo y gas. La constante de equilibrio del componente “i” se define mediante la siguiente relación: Keq i = y i / x i Donde y i = Fracción molar del componente “i” en la fase gas. x i = Fracción molar del componente “i” en la fase líquido.
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Alumno: Cruz Andrade Jorge PedroLaboratorio de Perforación de Pozos
Previo Laboratorio de PerforaciónPráctica No. 4
1. ¿Cómo se calcula la presión de una columna simple y una mezcla?
Cálculo de la presión de una columna simple.
La presión se define como:
En una columna simple de fluido homogéneo es necesario contemplar la siguiente expresión:
pABSOLUTA = pMANOMÉTRICA + pATM
Cálculo de la Presión en una mezcla.
El concepto de Constantes de Equilibrio (Keq) es muy útil para describir el comportamiento de los sistemas bifásicos de muchos componentes. Estas constantes, tomadas de tablas o estimadas mediante ecuaciones de estado apropiadas, constituyen la base de la simulación termodinámica de equilibrios entre petróleo y gas.
La constante de equilibrio del componente “i” se define mediante la siguiente relación:
Keqi = yi / xi
Donde
yi = Fracción molar del componente “i” en la fase gas.
xi = Fracción molar del componente “i” en la fase líquido.
Afortunadamente, la primera aproximación a los valores que toman las Keqi
puede obtenerse a partir de dos leyes muy simples.
La ley de Raoult que para soluciones ideales establece que “la presión de Vapor de un componente de una mezcla es proporcional a la concentración de dicho componente y a la presión de vapor del componente puro”.
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La ley de Dalton de presiones parciales para mezclas gaseosas ideales
que establece que “la presión parcial de un componente en una mezcla de gases es proporcional a la fracción molar de dicho componente y a la presión total del sistema”
Expresadas simbólicamente estas leyes adoptan la forma:
Ley de Raoult : Pvi = Pvi0 . xi
Ley de Dalton : Pi = P . yi
Donde,
Pvi = Presión de vapor del componente “i” en la mezcla. Pvi0 = Presión de vapor del componente “i” puro. (este valor depende de la
temperatura de trabajo). Pi = Presión parcial que ejerce el componente “i” en una mezcla gaseosa a
presión P. P = Presión total de la mezcla gaseosa.
Cuando el gas está en equilibrio con el líquido, las presiones Pi y Pvi deben ser iguales pues hacen referencia al mismo valor (la presión del componente “i” como gas), de modo que igualando ambos valores se obtiene
yi / xi = Keqi = Pvi0 / P
que expresado en forma logarítmica da lugar a:
log (Keqi) = log (Pvi0) – log (P)
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Esta ecuación indica que si se grafica el logaritmo de la constante de equilibrio en función del logaritmo de la presión del sistema (P) se debe obtener un gráfico lineal de pendiente “-1” y ordenada igual a “log (Pvi0)” donde el log (P) toma el valor “0”.
Ejemplo de las Constantes de Equilibrio.
Constantes de equilibrio del Propano (C3) en función de la presión, para varias Temperaturas
2. ¿Qué unidades se utilizan en la industria de la perforación para representar la densidad?
Las presiones de la formación son contenidas por la presión hidrostática del lodo. La presión hidrostática de la profundidad y de la densidad del lodo. Éste es el peso por unidad de volumen y puede expresarse de diversas maneras. Libras por galón (ppg), libras por pie cúbico (pcf), peso específico (sg) o kilogramos por metro cúbico (kg/m3).
3. ¿Cuáles son los factores para pasar la pasar la densidad al sistema internacional desde el sistema ingles y viceversa?
Densidad slug/ft3 KILOGRAMO/METRO CÚBICO
g/cm3 lb/ft3 lb/in3
1 slug por ft3 1 515.4 0.5154 32.17 1.862x10-2
1 KILOGRAMO POR METRO CÚBICO
1.940x10-3 1 0.001 6.243x10-2 3.613x10-5
1 gramo por cm3 1.940 1000 1 62.43 3.613x10-2
1 libra por ft3 3.108x10-2 16.02 1.602x10-2 1 5.787x10-4
1 libra por in3 53.71 2.768x104 27.68 1728 1
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4. ¿Cuál es la densidad de los siguientes materiales?
[gr/cm3] [lb/ft3] [kg/m3]Agua. 1.0 62.4 1000Diesel. 0.7848 a 0.8809 48.995 a 54.994 784.8 a 880.9
Barita. 4.2 a 4.6262.206 a 287.178
4200 a 4600
Bentonita 2.433 151.8192 2433.
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Bibliografía
Páginas Web consultadas.
http://www.conae.gob.mx/work/secciones/466/imagenes/ vehiculoetanol.pd f
http://www.inlab.com.ar/K_eq.htm Libros:
M.J. MoranH.N. ShapiroTERMODINÁMICA TÉCNICA
ResnickHallidayKraneFÍSICA TOMO 1
UNAMAPUNTES DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN
