PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Definiciones BsicasFlujo: Una cantidad de materia que se encuentra en movimiento.Flujo Monofsico: Una cantidad de materia en una sola fase que se encuentra en movimiento.Flujo Multifsico: Una cantidad de materia en ms de una fase que se encuentra en movimiento.Fase:Es una cantidad de materia homognea en todas sus partes; es decir parte de un sistema que difiere, en sus propiedades intensivas, de la otra parte del sistema. Cuando estn presentes ms de una fase, las fases estn separadas una de otra por los lmites de fase llamados interfases. Las fases de la materia son slida, lquida y gaseosa.Propiedad: Cualquier caracterstica de un sistema que puede ser medida o calculada. La temperatura y la presin son ejemplos de propiedades que pueden ser medidas; la energa interna y el factor de compresibilidad son propiedades que pueden ser calculadas.

Propiedades Extensivas: Son las propiedades de un sistema que dependen de la cantidad total de materia del sistema. Por ejemplo: masa, volumen, energa interna, contenido de calor, energa libre, capacidad calorfica.Propiedades Intensivas:Son las propiedades de un sistema que NO dependen de la cantidad total de materia del sistema. Por ejemplo: densidad, tensin superficial, viscosidad, conductividad trmica, presin, temperatura.Densidad: Es la relacin entre la masa de un cuerpo y el volumen que ste ocupa:La unidad en el sistema SI de la densidad es el kg/mMasa: Es la cantidad de materia contenida en una sustancia.Peso:Es la fuerza con que un cuerpo es atrado hacia el centro de la tierra. W=mg La unidad en el sistema SI del peso es el Newton = kg.m/s

Peso Especfico:Volumen Especfico:Es el peso de la unidad de volumen de una sustancia: Es el volumen de la unidad de masa de una sustancia: Densidad Relativa: Es la relacin entre la densidad de un fluido y la densidad de un fluido estndar. Para los lquidos el fluido estndar es el agua y para los gases es el aire.Como la densidad depende de la temperatura, siempre se debe hacer referencia a las temperaturas de referencia.

Los valores de referencia de densidad ms utilizados en ingeniera son:- La densidad del agua a 4 C = 1000 kg/m- La densidad del aire a 0 C = 1.29 kg/mSin embargo, para la industria petrolera la densidad de referencia ms utilizada es la del agua a 60F = 0.999 g/mLEntonces , para el aceite crudo el parmetro ms utilizado de referencia de densidades es la Densidad Relativa 60F/60F:Esta densidad relativa es utilizada para definir los diferentes tipos de aceite, por medio de un parmetro que se denomina Gravedad API:

Gas Disuelto: Es el conjunto de hidrocarburos que a condiciones estndar (@ c.s.) constituyen un gas, pero que forman parte de la fase lquida a condiciones de yacimiento (@ c.y.).Relacin de Solubilidad: Es la cantidad de gas que se encuentra disuelto en el aceite @ c.s.Condiciones Estndar:Son las condiciones definidas por los reglamentos de pases y estados para efectuar la medicin de volmenes de hidrocarburos. En Mxico estas condiciones son: Presin = 14.69 lb/pg2 (101.33 KPa, 1.033 kg/cm2, 1 atm) y T = 60 F (15.56 C, 288.71 K)

Correlacin: Es un conjunto de datos experimentales, obtenido mediante mediciones de campo o laboratorio al que se le ajusta una ecuacin o conjunto de ecuaciones empricas o experimentales (tambin se puede representar en forma grfica), la cual representa un fenmeno.Aceite Bajosaturado: Es el aceite que se encuentra a una presin mayor que su presin de burbuja y, por lo tanto, no se ha desprendido gas del mismo.Aceite Saturado: Es el aceite que se encuentra a una presin menor que su presin de burbuja y, por lo tanto, se encuentran presentes dos fases en equilibrio, una lquida y una gaseosa.

A). Correlacin de Standing (1947).Correlaciones para el Calculo de la Presin de Burbuja o de Saturacin (Pb)Esta correlacin establece las relaciones empricas observadas entre la presin de burbuja y el factor de volumen del aceite, en funcin de la relacin de solubilidad, las densidades del gas y del aceite producido, la presin y la temperatura.La correlacin se estableci para 22 sistemas de aceites y gases producidos en California (U.S.A.) y para otros sistemas de crudo de bajo encogimiento, simulando una separacin instantnea en dos etapas a 100 F. La primera etapa se realiz a una presin de 250 a 450 lb/pg abs y la segunda etapa a la presin atmosfrica.Pb = Presin de burbuja en lb/plg2T = Temperatura del sistema en RRs = Relacin de solubilidad en pie3/Bl

B). Correlacin de LasaterEn 1958 Lasater encontr una correlacin entre dos parmetro a los que denomin factor de presin de burbuja y fraccin molar de gas en el sistema. Propuso calcular la Presin de burbuja mediante las siguientes ecuaciones: Mo = Peso molecular del aceite en el tanque de almacenamientoYgas = Fraccin molar del gas en solucino = Densidad relativa del aceiteRs = Relacin de solubilidad, pie/BlPb = Presin de burbuja, lb/plgg = Densidad relativa del gasT = Temperatura, R

C). Correlacin de Vsquez y Beggs (1980).Para establecer estas correlaciones se usaron mas de 6000 datos de RS , Bo y o , a diferentes presiones y temperaturas. Como el valor de la densidad relativa del gas es un parmetro de correlacin importante, se decidi usar un valor de dicha densidad relativa normalizada a una presin de separacin de 10 lb/pg2 man. Por lo tanto, el primer paso para usar estas correlaciones consiste en obtener el valor de la densidad relativa del gas a dicha presin.Los valores de las constantes C1 , C2 y C3 dependen del rango de Gravedad API en que se encuentre el aceite:

La gravedad especfica del gas a condiciones de separacin se obtiene por:

D). Correlacin de Oistein Glaso (1980)Esta correlacin fue establecida utilizando muestras de aceite producido en el Mar del norte, donde predominan los aceites de tipo voltil. Por lo que, el clculo de Pb depende si es un aceite tipo voltil o aceite negro. Pb = Presin de burbuja en lb/plg2T = Temperatura del sistema en RRs = Relacin de solubilidad en pie3/BlPara aceites voltiles Glaso recomend que el exponente de temparatura a utilizar sea 0.13 en lugar de 0.172. Para ajustar la presin de burbuja por presencia de gases no hidrocarburos, Glaso propuso el clculo de varios factores de correccin:

Donde:YN2 = Fraccin molar de Nitrgeno en el gas de superficieT = Temperatura, F YCO2 = Fraccin molar de Bixido de Carbono en el gas de superficieT = Temperatura, F YH2S = Fraccin molar de cido Silfhdrico en el gas de superficieT = Temperatura, F

E). Correlacin de Al-Marhoun (1988).Esta correlacin se desarroll usando 160 presiones de burbuja determinadas experimentalmente a partir de 69 anlisis PVT de mezclas de hidrocarburos; para estimar la presin de burbuja se propuso la siguiente expresin matemtica:Pb = Presin de burbuja en lb/plg2T = Temperatura del sistema en RRs = Relacin de solubilidad en pie3/BlEl error relativo promedio reportado para esta correlacin es 0.03 % y una desviacin estndar de 4.536 %, comparada con los datos experimentales usados para su desarrollo.Un aspecto importante de esta correlacin es que los datos experimentales usados para su desarrollo contemplaron la presencia de gases no hidrocarburos, en los rangos : 0.0-3.89 % mol de N2, 0.0-16.38% mol de CO2 y 0.0-16.13% mol H2S

F). Correlacin de Petrosky y Farshad (1993).Esta correlacin matemtica se desarroll usando 81 anlisis PVT de aceites crudos del Golfo de Mxico, proponiendo el clculo de la presin de burbuja con la siguiente expresin:El parmetro F se calcula por:Pb = Presin de burbuja en lb/plg2T = Temperatura del sistema en FRs = Relacin de solubilidad en pie3/BlEl error relativo promedio reportado para esta correlacin es de -0.17 % u una desviacin estndar de 4.18 % comparada con los datos experimentales usados para su desarrollo.En el desarrollo de esta correlacin tambin se contemplaron la presencia de gases no hidrocarburos, en los rangos : 0.0-3.72 % mol de N2 y 0.0-0.79 % mol de CO2.

G). Correlacin de Kartoadmodjo y Schmidt (1994)Esta correlacin matemtica se desarroll utulizando 5392 puntos de datos obtenidos de 740 muestras de crudos del Sud-Este de Asia (Indonesia), Norteamrica, Medio Oriente y Amrica Latina, proponiendo la siguiente expresin para el clculo de Presin de Burbuja:Pb = Presin de burbuja, lb/plg2T = Temperatura del sistema, RRs = Relacin de solubilidad, pie3/Blgc= Densidad relativa del gas corregida a 100 psigg = Densidad relativa de gas a condiciones actuales de separcinPsep = Presin del separador, lb/plg2Tsep = Temperatura del separador, F

Las constantes C1, C2, C3 y C4 se toman de acuerdo a la gravedad API del aceite de la siguiente tabla:

g = 9,80665 m/s**No es recomendable usarla cuando el gas contiene alto contenido de contaminantes (no hidrocarburos)*