UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO DE MONAGAS
ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOLABOORATORIO DE YACIIMIENTO
MATURIN-EDO, MONAGAS
(Propiedades del crudo)
PPROFESORA: GRUPO #1/INTEGRANTES
María García López Barrios Milagros C.I:1928777
Palacios Jefferson C.I:18820182
Rodríguez Albany C.I: 18659455
Enero de 2011
MUESTRA DE CÁLCULO
1. Densidad y gravedad API
a. Método del picnómetro
ρ=m2−m1
V
Donde:
m1 : masa del picnómetro vacío (g)
m2 : masa del picnómetro lleno (g)
V: volumen del picnómetro (ml)
ρ : densidad del crudo (g/ml)
Para una T ambiente=23,4 °C
ρ=84,9143 g−38,9024 g48,9151ml
❑⇒
ρ=0,9218 gml
Para el cálculo de densidad a las siguientes temperaturas se procedió de igual manera que
para la Tamb=23,4 °C
T=33,5 ρ=0,9162 gml
T=35,5 ρ=0,9150 gml
T=39,5 ρ=0,9137 gml
b. Método de la balanza hidrostática
¿=m1−m2
m1−m3
Donde:
GE: Gravedad específica (adimensional)
m1 : masa de la pesa en el aire (g)
m2 : masa de la pesa en el crudo (g)
m3 : masa de la pesa en agua (g)
¿=m1−m2
m1−m3
❑⇒ 100,14 g−89,24 g100,14 g−88,41g
=0,9292
Densidad del agua a la temperatura de prueba
ρh2O=−5,25×10−6T 2+1,5×10−5T+1
Donde:
T : Temperatura (ºC)
ρH 2O : densidad del agua (g/ml)
ρh2O=−5.25×10−6 (23,4 )2+1,5×10−5 (23,4 )+1❑
⇒
ρh2O=0,9971 g
ml
ρcrudo=ρh2O×≥¿
ρcrudo=0,9971gml
×0,9292=0,9264 gml
c. Método del hidrómetro
Una vez obtenida la lectura de gravedad específica, se procedió a calcular los ºAPI sin corregir de la muestra estudiada de la siguiente manera:
° API SC=141,5
¿l−131,5
Donde:
º API sc : gravedad API sin corregir
GEL : gravedad específica leída
T=23,4°C 74,12°F
GE=0,925
ρcrudo=0,925×0,9971=0,9225 g
cm3
° API SC=141,50,925
−131,52❑⇒
° API SC=21,5
Corrección de la gravedad API:
Donde:
API ( 60 ºF ) : gravedad API corregida a 60ºF
V j : Polinomio j de Grado 3 en función de la Gravedad API
U i : Polinomio i de Grado 3 en función de la temperatura en ºF
a ij : Coeficientes de la ecuación cúbica en función de la temperatura y la ºAPIsc
U1(T)= ((T-60)(T-80)(T-100))/-15000
API (60 ºF )=∑i=1
4
∑j=1
4
a ij∗VjUi
U2(T)= ((T-50)(T-80)(T-100))/8000
U3(T)= ((T-50)(T-60)(T-100))/-12000
U4(T)= ((T-50)(T-60)(T-80))/40000
U1(74,12)= ((74,12-60)(74,12-80)(74,12-100))/-15000 U1= -0,1432
U2(74,12)= ((74,12-50)(74,12-80)(74,12-100))/8000 U2 = 0,4588
U3(74,12)= ((74,12-50)(74,12-60)(74,12-100))/-12000 U3 = 0,7345
U4(74,12) = ((74,12-50)(74,12-60)(74,12-80))/40000 U4 = -0,0500
V1=((APIsc-29)(APIsc-39)(APIsc-49))/-21489
V2=((APIsc-10)(APIsc-39)(APIsc-49))/3800
V3=((APIsc-10)(APIsc-29)(APIsc-49))/-2900
V4=((APIsc-10)(APIsc-29)(APIsc-39))/7800
V1=((21,5-29)(21,5-39)(21,5-49))/-21489 V1= 0,1679
V2=((21,5-10)(21,5-39)(21,5-49))/3800 V2= 1,4564
V3=((21,5-10)(21,5-29)(21,5-49))/-2900 V3= -0,8179
V4=((21,5-10)(21,5-29)(21,5-39))/7800 V4=0,1935
a11= 10,5 a21 = 10,0 a31= 9,0 a41 = 8,1
a12 = 29,7 a22 = 29,0 a32 = 27,7 a42 = 26,5
a13 = 39,8 a23 = 39,0 a33 = 37,5 a43 = 36,0
a14 = 50 a24 = 49,0 a34 = 47,2 a44 = 45,4
a11V1U1 + a12V2U1 + a13V3U1 + a14V4U1 + a21V1U2 + a22V2U2 + a23V3U2 + a24V4U2 + a31V1U3 + a32V2U3 + a33V3U3 + a34V4U3 + a41V1U4 + a42V2U4 + a43V3U4 + a44V4U4
10,5(0,1679)(-0,1432)+29,7(1,4564)( -0,1432)+39,8(-0,8179)( -0,1432)+50(0,1935)( -0,1432)+
10,0(0,1679)( 0,4588)+29,0(1,4564)( 0,4588)+39,0(0,8179)(0,4588)+49,0(0,1935)(0,4588)+
9,0(0,1679)(0,7345)+27,7(1,4564)(0,7345)+37,5(-0,8179)(0,7345)+47,2(0,1935)(0,7345)+
8,1(0,1679)(-0,0500)+26,5(1,4564)(-0,0500)+36,0(-0,8179)(-0,0500)+45,4(0,1935)(-0,0500)
API=14,902
PORCENTAJE DE ERROR:
Valor verdadero =0,9218g
cm3 (método del picnómetro)
%Ehidrometro=|0,9218−0,92250,9218 |×100=0,07%%Ebalanza=|0,9218−0,92640,9218 |×100=0,50%
Porcentaje de error de los valores de densidad con respecto al método no experimental:
T= 74,12ºF (23,43ºC)
APIsc= 21,5
Factor de corrección del API (FcAPI)= - 0,8 (gráfica 3.22)
API= APIsc + FcAPI
API= 21,5 - 0,8 API=20,7
¿60 ° F=141,4
131,5+20,7=0,9297
G.E60ºF=
ρliq 60ºF
ρaguaρliq 60 ºF=G . E60 ºF∗ρagua
ρagua=1 g/cm3
ρliq 60℉=0,9297 g
cm3
Factor de corrección de la densidad (Fcρ)= 0,005 g/cm3 (gráfica 3.24)
ρ60ºc= ρliq60ºF + Fcρ
ρ60℃=0,9297−0,005❑⇒
ρ60℃=0,9247 g
cm3
Valor verdadero = 0,9247g
cm3
%E picnometro=|0,9247−0,92180,9247 |×100=0,31%%Ehidrometro=|0,9247−0,92250,9247 |×100=0,24%%Ebalanza=|0,9247−0,92640,9247 |×100=0,18%
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Tabla n°1: Datos iniciales del experimento por el método del picnómetro
Volumen Picnómetro (ml) 49,9151
Peso Picn. Vacío (g) 38,9024
Peso Picn. Lleno (g) 84,9143
T ambiente °C 23,4
Tabla n°2: Datos del experimento por el método de la balanza hidrostática
Tabla n°3: densidades a través de los 3 métodos establecidos en la práctica
Peso Nominal (g) 100
Peso en el Agua Destilada (g)
88.41
Peso en el Aire (g) 100,14
Peso en la Muestra (g) 89,24
Gravedad Específica 0,9291
MUESTRA ρpicnometrog
cm3ρhidrometro
g
cm3ρbalanza h
g
cm3
1 0,9218 0,9225 0,9264
Tabla n°4:%Error con respecto a la densidad calculada por el método del picnómetro
MUESTRA %ERRORhidrometro %ERRORbalanzah
1 O,07 0,50
Tabla n°5: %error de los valores de densidad con respecto al método no experimental
MUESTRA %ERRORhidrometro %ERRORbalanzah%ERRORPicnometro
1 O,24 0,18 0,31
Grafica n°1: densidad en función de la temperatura
22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 420.908
0.91
0.912
0.914
0.916
0.918
0.92
0.922
0.924
Temperatura °C
Dens
idad
g/m
l
VISCOSIDAD CINEMÁTICA
1.A) Determinar la viscosidad cinemática para cada bulbo, en cada una de las temperaturas de operación en el laboratorio.
T= 23,6ºC Capilar de 400
Bulbo C
y− y1y2− y1
=x−x1x2−x1
y=? ; x=23,6
y= [( x−x1
x2−x1 )( y2− y1)]+ y1
y=[(23 ,6−40100−40 ) (1 ,214−1 ,206 )]+1 ,206⇒ y=1 ,2038cts /s
Cc=1,2038 cts/s
t=557,64 s
υc= Cc*tc
υ= viscosidad Cinemática (cst)
C= constante de calibración del capilar (cst/s)
t= tiempo de flujo, s
υc=1,2038 cts/s * 557,64 s υc= 671,2870 cst
Bulbo J:
y=[(23 ,6−40100−40 ) (0 ,9149−0 ,9076 )]+0 ,9076⇒ y=Cj=0 ,9056 cst / s
t= 713,79 s
υj= 0,9056 cst/s*713,79s υj=646,4082 cst
Capilar de 200
Bulbo C:
y= [(23 ,6−40100−40 ) (0 ,1178−0 ,1170)]+0 ,1170⇒Cc=0 ,1168 cst /s
t= 388,56 s
υc=0,1168cst/s*388,56 s υc= 45,3838 cst
Bulbo J:
y=[(23 ,6−40100−40 ) (0 ,08851−0 ,08780 )]+0 ,08780⇒Cj=0 ,0876 cst / s
t= 525,69 s
υj= 0,0876 cst/s * 525,69 s υj=46,0504 cst
T= 60ºF Capilar de 300
Bulbo C:
y=[(60−40100−40 ) (0 ,2557−0 ,2540 )]+0 ,2540⇒Cc=0 ,2546cst /s
t= 507,27 s
υc= 0,2546 cst/s * 507,27 s υc= 129,1509 cst
Bulbo J:
y=[(60−40100−40 ) (0 ,1793−0 ,1779 )]+0 ,1779⇒Cj=0 ,1784 cst /s
t= 830,93 s
υj= 0,1784 cst/s *830,93 s υj= 148,2379 cst
Capilar de 100
Bulbo C:
y=[(60−40100−40 ) (0 ,01598−0 ,01587 )]+0 ,01587⇒Cc=0 ,01591cst / s
t= 531,18 s
υc= 0,01591 cst/s * 531,18 s υc= 8,4511 cst
Bulbo J:
y=[(60−40100−40 ) (0 ,01250−0 ,01240 )]+0 ,01240⇒Cc=0 ,01243cst / s
t= 649,03 s
υj= 0,01243 cst/s *649,03 s υj= 8,0674 cst
B) Determinar el valor promedio de Viscosidad Cinemática para cada temperatura.
T= 23,6 ºC
Capilar de 400
υt= (υc + υj)/2
υt= ( 671,2870 + 646,4082)/2 υt=658,8476 cst
Capilar de 200
υt= (45,3838 +46,0504)/2 υt= 45,7171cst
CAPILAR DE 300
υt= (129,1509+148,2379)/2 υt= 138,6944cst
Capilar de 100
υt= (8,4511+8,0674)/2 υt= 8,2593cst
C) Determinar el % Disminución y el Índice de Viscosidad para cada una de las muestras.
%Dis= (1− υTmáx
υTmin)∗100
υTmáx=Viscosidad Cinemática a la temperatura máxima de operación (cSt)
υTmin= Viscosidad Cinemática a la temperatura minima de operación (cSt)
%Dis= Porcentaje de disminución
(Capilar 400 y 300)
%Dis= (1−138 ,6944
658 ,8476 )∗100⇒%Dis=78 ,9489%
(Capilar 100 y 200)
%Dis= (1− 8 ,2593
45 ,7171 )∗100⇒% Dis=81 ,9339%
IV =L−υ40ºcL−H
IV = Indice de Viscosidad
υ40ºC = Viscosidad Cinemática a 40 ºC. (cSt)
VISCOSIDAD DINÁMICA
1. A) Determinar la viscosidad dinámica n cada una de las temperaturas de operación en el laboratorio, en función de la viscosidad cinemática y la densidad del crudo. B) Determinar la viscosidad dinámica utilizando las correlaciones de Beggs y Robinson y Glaso. C) Determinar el %Error en cada caso.
μ=υ∗ρ
T=60ºc ; ρ= 0,9574 g/cm3 (muestra 1, capilar 300)
μ=138 ,6944 cst∗0 ,9574 g /cc⇒μ=132 ,7860 cP
T=60ºc ; ρ= 0,8765 g/cm3 (muestra 2, capilar 100)
μ=8 ,2593cst∗0 ,8765 g/cc⇒ μ=7 ,2393cP
T=23,6ºc ; ρ= 0,9574g/cm3 (muestra 1, capilar 400)
μ=658 ,8476 cst∗0 ,9574 g /cc⇒μ=630 ,7807cP
T=23,6ºc ; ρ= 0,8765g/cm3 (muestra 2, capilar 200)
μ=45 ,7171cst∗0 ,8765 g/cc⇒ μ=40 ,0710cP
Calcular los valores de Viscosidad Dinámica para el crudo a las temperaturas de prueba. Obtener la Densidad del crudo a partir del uso de la gráfica (Fig.3.24)
T=23,6ºC (74,48ºF)
ρ= 0,9574 g/cc
ρagua= 0,997 g/cc
G .E=0 ,95740 ,997
⇒G . E=0 ,9603
APIsc=141 ,50 ,9603
−131 ,5⇒ APIsc=15 ,85
FcAPI= 0,72 (gráfica 3,22)
API= 15,85 + 0,72 = API= 16,57
G .E60 ºF=141 ,5131 ,5+16 ,57
⇒G .E=0 ,9556
G.E60ºF
ρliq 60ºF
ρ agua
ρliq 60 ºF=0 ,9556g /cc
Fcρ= 0,0275 g/cc (gráfica 3.24)
ρ60 ºC=0 ,9556g /cc−0 ,0275g/cc = 0,9281 g/cc
μ=658 ,8476 cst∗0 ,9281 g/cc ⇒μ=611 ,4765 cP (Muestra 1, capilar 400)
μ=45 ,7171cst∗0 ,9281g /cc⇒ μ=42 ,4300cP (Muestra 2, capilar 200)
T=60ºC (140ºf)
ρ= 0,8765 g/cm3
G .E=0 ,87650 ,997
⇒G .E=0 ,8791
APIsc=141 ,50 ,8791
−131 ,5⇒ APIsc=29 ,46
FcAPI = 0,92 (gráfica 3.22)
API= 29,46 + 0,92 API= 30,38
G .E60 ºF=141 ,5131 ,5+30 ,38
⇒G .E=0 ,8741
ρliq 60 ºF=0 ,8741g /cc
Fcρ=0,0291 g/cc (Fig.3.24)
ρ60 ºC=0 ,8741g /cc−0 ,0291g/cc = 0,845 g/cc
μ=138 ,6944 cst∗0 ,845 g/cc ⇒μ=117 ,1829cP (Muestra 1, capilar 300)
μ=8 ,2593 cst∗0 ,845 g/cc⇒ μ=6 ,9791cP (Muestra 2, capilar 100)
%Error. Valor verdadero: 611,4765 cP. Muestra 1. Capilar 400
%Error=|611 ,4765−630 ,7807611 ,4765
|∗100⇒|−3 ,16%|
Valor verdadero: 42,4299 cP. Muestra 2 capilar 200
%Error=|42 ,4299−40 ,071042 ,4299
|∗100⇒|5 ,56%|
Valor verdadero: 6,9791 cP. Muestra 2. Capilar 100
%Error=|6 ,9791−7 ,23936 ,9791
|∗100⇒|3 ,73%|
Valor verdadero: 117,1968 cP. Muestra 1. Capilar 300
%Error=|117 ,1968−132 ,7860117 ,1968
|∗100⇒|13 ,30%|
B) Correlación de Beggs y Robinson
Rango: Temperatura 70-295ºF / ºAPI: 16 – 58
μ=10 X−1
X=T−1,163∗e(6,9824−0 ,04658*º API )
T=74,48ºF ; ºAPI= 16,57
X=(74 ,48)−1 ,163∗e(6 ,9824−0 ,04658*º 16 ,57 )⇒ X=3 ,3116
μ=10(3 ,3116 )−1 μ=2048,2739 cP
Correlación de Glaso.
Rango: Temperatura 50 – 300ºF / ºAPI 20,1 – 48,1 / μ= 0,616 – 39,1 cp
T=74,48ºF ; ºAPI 16,57
μ=(3 ,141∗1010)∗T−3,444*log API (10 ,313*log T−36 ,447 )
μ=(3 ,141∗1010)∗74 ,48−3, 444*log16 ,57(10 ,313 *log74 ,48−36 ,447 )⇒ μ=−234222 .6656cP
Valor verdadero: 2048,2739 cP
%Error=|2048 ,2739−611 ,47652048 ,2739
|∗100⇒%E=70 ,15
%Error=|2048 ,2739−42 ,42992048 ,2739
|∗100⇒%E=97 .93%
Valor Verdadero:
2. ANALISIS DE RESULTADOS
Tabla nº1. Compilación de datos.
MUESTRA G.EHIDRO. G.EB.H ρHID. ρB.H ºAPI ρ-33ºC ρ-36ºC ρ-40ºC ǷpicTamb
1 0,925 0,929 0,921 0,925 21,5 0,9183 0,9156 0,9132 0,9195
2 0,879 0,8879 0,875 0,884 29,5 0,8660 0,8658 0,8640 0,8745
3 0,9017 0,8968 0,8990 0,8753 25,43 0,8915 0,8881 0,8845 0,8968
Ƿ: Densidad;
ǷBH: Densidad por Balanza Hidrostática
ǷPicTamb: Densidad a Temperatura Ambiente
Densidad y Gravedad específica
Método del Picnómetro
Tabla n°2 Datos Iniciales del Experimento
Volumen Picnómetro (ml)45,0067
Peso Picn. Vacío (g) 42,2491
Peso Picn. Lleno (g) 82,6109
T ambiente °C 23,43
Densidad 8g/cm3 0,8968
Tabla n°3 Resultados Experimentales del Picnómetro
T en °C Peso Picn (g) Densidad (g/cm3)
33 82,3736 0,8915
36 82,2200 0,8881
40 82,0590 0,8845
Balanza Hidrostática
Tabla n°4 Datos Experimentales
Peso Nominal (g) 100
Peso en el Agua Destilada (g)
88.25
Peso en el Aire (g) 100,10
Peso en la Muestra (g) 89,70
Gravedad Específica 0,8776
Densidad (g/cm3) 0,8753
VISCOSIDAD
Tabla nº5. Densidad, datos experimentales.
Muestra Vol Picn, ml
Peso Vacío,g
Peso lleno, g
Temp, ºC Ρ, g/cm3
1 51,9949 42,4255 92,2053 23,6 0,9574
2 50,4286 45,5542 87,7612 23,6 0,8765
Tabla nº6. Datos Experimentales de la Viscosidad Cinemática.
Muestra 1.
Cap. T,ºC Cc CJ tC, seg tJ, seg υc, cSt υj, cst υprom, cst
400 23,6 1,2038 0,9056 557,64 713,79 671,2870
646,4082
658,8476
300 60 0,2546 0,1784 507,27 830,93 129,1509
148,2379
138,6944
Muestra 2
Cap. T,ºC Cc CJ tC, seg tJ, seg υc, cSt υj, cst υprom, cst
200 23,6 0,1168 0,0876 388,56 525,69 45,3838
46,0504
45,7171
100 60 0,01591
0,01243
531,18 649,03 8,4511 8,0674 8,2593
VISCOSIDAD DINÁMICA
Tabla nº 7. Datos Experimentales de la Viscosidad Dinámica
Muestra Pseudo API
Correc API API ρ60ºF, g/cm3
Correc ρ60ºC,g/cm3
ρ60ºc g/cm3
ρpic g/cm3
1 15,85 0,72 16,57 0,9556 0,0275 0,9281 0,9574
2 29,46 0,92 30,38 0,8741 0,0291 0,845 0,8765