JULIO CÉSAR PÉREZ ANGULO

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1 JULIO CÉSAR PÉREZ ANGULO
CONCEPTOS BÁSICOS JULIO CÉSAR PÉREZ ANGULO PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO

2 CONTENIDO NOMENCLATURA TERMINOLOGÍA BÁSICA MATERIA ESTRUCTURA ATÓMICA
MOLÉCULAS SUSTANCIAS PURAS ELEMENTOS QUÍMICOS PESO ATÓMICO NÚMERO ATÓMICO COMPUESTOS QUÍMICOS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

3 CONTENIDO MEZCLAS MASA MASA ATÓMICA MOL AVOGADRO
PESO MOLECULAR RELATIVO YACIMIENTO HIDROCARBUROS VISCOSIDAD DENSIDAD PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

4 NOMENCLATURA SIMBOLO DESCRIPCIÓN UNIDADES 𝑎 0 , 𝑎 1 ,….. Constantes
𝑎 0 , 𝑎 1 ,….. Constantes 𝐴 0 , 𝐴 1 ,….. 𝐴,𝐵,𝐶,…. 𝐵 𝑔 Factor volumétrico del gas BY/PCN o PCY/PCN 𝐵 𝑜 Factor volumétrico del petróleo BY/BN 𝐵 𝑜𝑏 Factor volumétrico del petróleo a 𝑃 𝑏 𝐵 𝑙 Factor volumétrico total o bifásico 𝐵 𝑤 Factor volumétrico del agua 𝐵 𝑤𝑏 Factor volumétrico del agua a 𝑃 𝑏 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

5 NOMENCLATURA SIMBOLO DESCRIPCIÓN UNIDADES 𝐶 𝑔
Compresibilidad isotérmica del gas 𝑙𝑝𝑐 −1 𝐶 𝑜 Compresibilidad isotérmica del petróleo 𝐶 𝑟 Compresibilidad seudoreducida 𝑎𝑑𝑖𝑚. 𝐶 𝑤 Compresibilidad isotérmica del agua 𝐸 𝑔 Factor de expansión del gas PCN/BY o PCN/PCY M Peso molecular del gas Lbs/lb-mol 𝑀 𝐶 7+ Peso molecular del 𝐶 7+ n Moles lb-mol P Presión lpca PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

6 NOMENCLATURA SIMBOLO DESCRIPCIÓN UNIDADES 𝑃 𝑏
Presión del punto de burbujeo lpca 𝑃 𝑐𝑖 Presión crítica del componente i 𝑃 𝑖 Presión inicial 𝑃 𝑠𝑐 Presión seudocrítica 𝑃 𝑠𝑐 𝐶 7+ Presión seudocrítica del 𝐶 7+ 𝑃 𝑠𝑝 Presión del separador 𝑃 𝑠𝑟 Presión seudoreducida adim R Constante universal de los gases 𝑅 𝑠 Razón gas disuelto-petróleo PCN/BN PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

7 NOMENCLATURA SIMBOLO DESCRIPCIÓN UNIDADES 𝑅 𝑠𝑏
Razón gas disuelto-petróleo a 𝑃 𝑏 PCN/BN 𝑅 𝑠𝑖 Razón gas disuelto-petróleo a 𝑃 𝑖 𝑅 𝑠𝑤 Solubilidad del gas natural en el agua S Salinidad del agua PPM T Temperatura °F 𝑇 𝑏 Temperatura de ebullición °R 𝑇 𝑐𝑖 Temperatura crítica del componente i 𝑇 𝑠𝑐 Temperatura seudocrítica 𝑇 𝑠𝑐𝐶7+ Temperatura seudocrítica del componente C7+ PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

8 NOMENCLATURA SIMBOLO DESCRIPCIÓN UNIDADES T 𝑠p
Temperatura del separador °F T 𝑠r Temperatura seudoreducida adim V Volumen 𝑓𝑡 3 𝑦 𝑖 Componente i en la mezcla Fracción molar Z Factor de compresibilidad del gas 𝛾 𝐴𝑃𝐼 Gravedad API del petróleo °API 𝛾 𝐶 7+ Gravedad específica del 𝐶 7+ (agua=1) 𝛾 𝑔 Gravedad específica del gas (aire=1) PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

9 NOMENCLATURA SIMBOLO DESCRIPCIÓN UNIDADES 𝛾 𝑜
Gravedad específica del petróleo (agua=1) adim 𝛾 𝑤 Gravedad específica del agua 𝜇 𝑔 Viscosidad del gas cp 𝜇 𝑜 Viscosidad del petróleo 𝜇 𝑤 Viscosidad del agua 𝑣 Viscosidad cinemática 𝜌 𝑔 Densidad del gas 𝑙𝑏𝑠/𝑓𝑡 3 𝜌 𝑜 Densidad del petróleo 𝜌 𝑤 Densidad del agua PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

10 QUÍMICA TERMINOLOGÍA BÁSICAS Materia Ramas Ciencia experimental
(propiedades, transformaciones, combinaciones) Ramas Ciencia experimental ESTUDIA SE DIVIDE QUÍMICA Química: General Inorgánica Organica Analítica Física Industrial Bioquímica SE BASA Trabajo de laboratorio Método científico Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

11 MATERIA Todas las sustancia que nos rodean constituyen la materia.
Tiene masa y ocupa volumen. Se presenta en tres estados: sólido, líquido, gaseoso y plasma. Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

12 MATERIA Cuando las partículas de una sustancia ganan o pierden energía, la sustancia puede cambiar de estado. La partícula mas importante de la materia es el átomo. Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

13 MATERIA ESTADOS DE LA MATERIA Gas: Carecen de forma y volumen.
Sólido: Tiene forma y volumen definido. Líquido: Tiene volumen definido y forma variable. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

14 ESTRUCTURA ATÓMICA El átomo está conformado por una parte central llamada núcleo, que contiene las partículas subatómicas llamadas protones (p+) y neutrones (n). Protones Electrones Rodeado de una capa externa donde se encuentran los electrones (e-). Neutrones Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

15 MOLÉCULAS MOLÉCULA DE AGUA
Átomo de Oxígeno Partícula formada por dos o más átomos unidos entre sí por enlaces químicos. Por ejemplo la molécula de agua (H2O) tiene un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Fuente: Átomo de Hidrógeno Átomo de Hidrógeno Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

16 RESUMIENDO Se puede encontrar Materia Sólido Líquido Gas Plasma
Estados que son Posee una Esta formado por Estructura Que determina sus Átomos Moléculas Iones Propiedades Formado por Como Núcleo Capa externa Físicas Químicas Extensivas Intensivas Donde están los En el que se encuentran Protones Neutrones Electrones PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

17 SUSTANCIAS PURAS Formada por un solo tipo de unidades.
Se dividen en elementos y compuestos químicos. Tienen una composición definida e invariable, con propiedades constantes y características, y no pueden descomponerse en otras sustancias más simples mediante procesos físicos. Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

18 ELEMENTOS QUÍMICOS Están formados por un solo tipo de átomos.
Tienen el mismo número de protones. No pueden ser descompuestos en otras sustancias más simples. Están designados por símbolos químicos. Existen elementos naturales y sintéticos. Han sido ordenados en una tabla, conocida como el Sistema Periódico de los Elementos. Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

19 H ELEMENTOS QUÍMICOS 1 Número atómico Peso atómico 1,00797 Valencia 1
Punto de ebullición °C -252,7 Punto de fusión °C -259,7 Símbolo Estructura atómica Densidad 0,017 1𝑠 1 Hidrógeno Nombre Fuente: Modificado PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

20 C ELEMENTOS QUÍMICOS 6 Número atómico 12,01115 Peso atómico Valencia
2,±4 Punto de ebullición °C 4830 Punto de fusión °C 3727 Símbolo Estructura atómica Densidad 2,26 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝 2 Carbono Nombre Fuente: Modificado PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

21 H PESO ATÓMICO 1 1,00797 Peso atómico 1 -252,7 -259,7
Es el número asignado a cada elemento químico para especificar la masa promedio de sus átomos 0,017 1𝑆 1 Hidrógeno Fuente: Modificado PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

22 PESO ATÓMICO El PA (Peso Atómico) del Magnesio es igual a 24,305 uma lo que significa que un átomo de magnesio pesa el doble de uno de carbono. Es el peso promedio de los átomos de un elemento en relación con el peso de un átomo de Carbono 12. El peso atómico de un elemento es proporcional al peso real de un átomo. Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

23 Se identifica con la letra Z, por el término alemán zahl
NÚMERO ATÓMICO Se identifica con la letra Z, por el término alemán zahl Indica la cantidad de protones que se encuentra presente en el núcleo de un átomo. Permite el ordenamiento de los diversos elementos químicos en la tabla periódica. Número atómico C 6 12,01115 Carbono PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

24 COMPUESTOS QUÍMICOS Resultan de la unión de dos o más elementos.
Pueden clasificarse según: el número de elementos (binarios, ternarios) y tipo de elementos (orgánicos e inorgánicos). Se representan mediante fórmulas químicas. Para nombrarlos se utiliza la nomenclatura química. Fuente: Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

25 MEZCLAS Reunión de 2 o más sustancias con una composición variable.
Las sustancias que la componen no pierden sus propiedades características. De acuerdo al tamaño de las partículas de la fase dispersa, las mezclas pueden homogéneas o heterogéneas. Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

26 MEZCLAS MEZCLAS HOMOGÉNEAS
Sus componentes están mezclados uniformemente, son miscibles formando una sola fase. Fuente: Se llaman también soluciones químicas (soluto y solvente) Según el estado del solvente hay soluciones sólidas (bronce), líquidas (mezcla agua-sal) y gaseosas (aire). Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

27 LA ARENA Y EL AGUA FORMAN UNA MEZCLA HETEROGÉNEA
MEZCLAS HETEROGÉNEAS MEZCLAS LA ARENA Y EL AGUA FORMAN UNA MEZCLA HETEROGÉNEA Sus componentes no están mezclados uniformemente. Se observan varias fases. Por ejemplo; en una mezcla de agua- arena. El agua es menos pesada La arena es mas pesada Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

28 Entre las que se encuentran
RESUMEN Elementos Sustancias puras Entre las que se encuentran Compuestos MATERIA Se clasifica en Homogéneas Mezclas Que pueden ser Heterogéneas PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

29 MASA Fuente: Es un concepto que identifica a aquella magnitud de carácter físico que permite indicar la cantidad de materia contenida en un cuerpo. Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

30 Los átomos de elementos distintos tienen distinta masa entre sí.
MASA ATÓMICA (m. a.) Es la masa de un átomo, en particular es la suma de las masas de sus protones y neutrones, y varía en los distintos isótopos. Los átomos de elementos distintos tienen distinta masa entre sí. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

31 No existe una balanza capaz de medir la masa de un solo átomo.
MASA ATÓMICA No existe una balanza capaz de medir la masa de un solo átomo. Tampoco es posible contar los átomos necesarios para ajustar una determinada combinación o reacción química entre elementos distintos. Pero lo que sí sabemos es que existe el concepto de mol, el cual representa un número definido de átomos. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

32 MASA ATÓMICA La masa del átomo de carbono se toma coma referencia o patrón. Ej. masa del oxígeno = 16 u (quiere decir que es 16 veces la doceava parte de la masa del 12C) Observa que en términos de u: Masa del protón 1 u Masa del neutrón Masa del electrón 𝟓, 𝟒𝟗∗ 𝟏𝟎 −𝟒 𝒖 masa de un átomo ≠ masa de un elemento PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

33 Mol de moléculas de agua
MOL ES UN NÚMERO 12 Huevos Una docena de huevos Es un número que equivale a 12 1 Mol de moléculas de agua 6,022x 𝟏𝟎 𝟐𝟑 moléculas de agua PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

34 1 MOL 60200000000000000000000000 Entonces: Serían Mol de Huevos
6,022x 𝟏𝟎 𝟐𝟑 Huevos El número mol se inventó para hacer de las moléculas, los átomos y las partículas químicas en general algo medible. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

35 Se ha demostrado que este número es:
MOL Se define como la cantidad de materia que tiene tantas unidades como el número de átomos que hay en exactamente 12 gramos de 12C. AMEDEO AVOGADRO Se ha demostrado que este número es: Fuente: NÚMERO DE AVOGADRO 6,022x 𝟏𝟎 𝟐𝟑 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

36 MOL (Multiplicar por la suma masas moleculares)
Dividir por 6,022𝑥 10 23 Gramos o Umas Número de átomos O Moléculas Moles (Dividir por la suma masas moleculares) Multiplicar por 6,022𝑥 10 23 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

37 AVOGADRO Avogadro se refirió a las proporciones que existían entre las moléculas con mismos tipos de átomos. Cuanto pesa una molécula de agua? Cuantos átomos hay en una molécula? PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

38 AVOGADRO 1 molécula de está formada por 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxigeno H2O ENTONCE: Está formado por 1 2 mol de átomo de H y 1 mol de átomo de O Mol de H2O cantidad = moles PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

39 AVOGADRO En las mismas condiciones de P y T volúmenes iguales de gases distintos contienen el mismo número de partículas Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

40 AVOGADRO Se demostró que la mayoría de los gases corrientes están formados por moléculas diatómicas: 𝐻 2 , 𝑂 2 , 𝑁 2 , 𝐶𝑙 2 H H2O H O + Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

41 AVOGADRO El numero de Avogadro relaciona dos cantidades: La masa de una sustancia con el numero de partículas que hay en esta. n átomo de C 1 átomo de C 12 u Masa de un átomo de carbono=12u Masa de n átomo de carbono=n*12(u)=12g Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

42 PESO MOLECULAR RELATIVO
Es la suma de todos los pesos atómicos relativos de los átomos que componen la molécula. Peso molecular del ácido sulfúrico: Hidrogeno X Oxigeno X Azufre PESO MOLECULAR DEL ÁCIDO SULFÚRICO 98 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

43 YACIMIENTO Plataforma Torre extractora Es una unidad geológica de volumen limitado, poroso y permeable que contiene hidrocarburos en estado líquido y/o gaseoso. Roca impermeable Bolsa de petróleo Roca madre porosa Falla geológica Deposito de agua salada Los cinco ingredientes básicos que deben estar presentes para tener un yacimiento de hidrocarburos son: (1) fuente, (2) Camino migratorio, (3) Trampa, (4) Almacenaje/porosidad, (5) Transmisibilidad/Permeabilidad PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

44 HIDROCARBUROS Es un compuesto orgánico natural, que comprende el hidrógeno y el carbono. Los hidrocarburos pueden ser tan simples como el metano [CH4], pero en muchos casos corresponden a moléculas altamente complejas y pueden presentarse como gases, líquidos o sólidos. Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

45 VISCOSIDAD Es una propiedad de los fluidos que indica su resistencia al flujo, definida como la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte. Fuente: Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

46 VISCOSIDAD PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO
CINEMÁTICA DINÁMICA PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

47 Tubo de vidrio de flujo por gravedad en forma de U
VISCOSIDAD CINEMÁTICA VISCOSIDAD Tubo de vidrio de flujo por gravedad en forma de U Es una medida del tiempo de flujo para un volumen fijo de líquido que fluye por gravedad a través de un capilar. En la industria es usualmente expresada en centistokes, cSt 𝑣= 𝜇 𝜌 Viscosímetro capilar ASTM D445-12 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

48 VISCOSIDAD VISCOSIDAD DINÁMICA
Plano A cuando el espacio entre los dos planos se llena con un fluido y uno de los dos planos se mueve a una velocidad unitaria en su propio plano respecto al otro. Fluido Es la fuerza tangencial sobre una unidad de área de dos planos paralelos, distantes una unidad, Plano B V F PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

49 Es la cantidad de masa por unidad de volumen.
DENSIDAD Es la cantidad de masa por unidad de volumen. ALCOHOL ACEITE DE OLIVA ACEITE DE GIRASOL AGUA MIEL SIROPE Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

50 DENSIDAD Fuente: La densidad es una propiedad específica, referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

51 DENSIDAD Cada sustancia tienen una densidad distinta a otras sustancias, pero igual para cualquier porción de esa sustancia. Fuente: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

52 BIBLIOGRAFÍA ESCOBAR MACUALO, F. H. Fundamentos de Ingeniaría de yacimientos. Editorial Universisad Surcolombiana. Facultad de Ingeniería – UBA. Recuperado el 28 de mayo de 2015 de: Jorge Díaz Galleguillos. Recuperado el 28 de mayo 2015 de: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

53 PREGUNTAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS DEL YACIMIENTO
PRIMERA UNIDAD/TERMINOLOGÍA BÁSICA

54 FIN DE CONCEPTOS BÁSICOS
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