1.- DATOS DE LA ASIGNATURA                           Nombre de la asignatura: Propiedades de los Fluidos Petroleros       ...
Intención Didáctica.Este programa consta de cinco unidades. En la primera unidad se analizaran y aplicaran losmodelos mate...
3.- COMPETENCIAS A DESARROLLARCompetencias específicas                   Competencias genéricas  • Comprender el comportam...
4.- HISTORIA DEL PROGRAMALugar y fecha de                       Participantes                              Eventoelaboraci...
5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (competencia específica a desarrollar en     el curso)    •   Comprender el comporta...
2.10.1Procedimiento de cálculo de la presión fina.                                       2.10.2 Procedimiento de cálculo d...
5.4 Yacimiento de gas.5.5 Yacimiento de gas condensado.5.6 Yacimiento de petróleo.                                    7
8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas)   •   Propiciar actividades de búsqueda, selección y aná...
9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN   La evaluación de la asignatura se hará con base en siguiente desempeño:   • Reporte de prá...
Tendrá la capacidad de identificar las     •   Desarrollar     ejercicios    matemáticoscaracterísticas dinámicas de las  ...
11.- FUENTES DE INFORMACIÓN1.-William D, Jr. MacCain, “The Properties of Petroleum Fluids” Second Edition, E.U.A,PennWell,...
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Fg o ipet 2010-231 propiedades de los fluidos petroleros

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Fg o ipet 2010-231 propiedades de los fluidos petroleros

  1. 1. 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Propiedades de los Fluidos Petroleros Carrera: Ingeniería Petrolera Clave de la asignatura: PED-1024 (Créditos) SATCA1 2 - 3 - 52.- PRESENTACIÓNCaracterización De La Asignatura.El procedimiento metodológico es fundamental para resolver un problema de ingeniería yconsiste en representarlo de forma tal que se pueda hacer una sustitución del sistema real(equipo, proceso, etc.) por uno más adecuado para el tratamiento formal. Por lo general, lasherramientas lógico-matemáticas nos brindan un marco útil para representar mediante unsistema de símbolos y reglas, el comportamiento de los sistemas reales. Por tanto, paraconformar esta asignatura se ha hecho un análisis del perfil del egresado, identificando loscontenidos necesarios para su aplicación en la industria petrolera. Dado la complejidad delos fenómenos fisicoquímicos que caracterizan un yacimiento de crudo, esta materiapermitirá al estudiante de ingeniería petrolera hacer modelos, que se podrán extrapolar a larealidad.En su área de desempeño profesional el ingeniero petrolero tiene como tarea lacaracterización de los fluidos de un yacimiento y para ello, debe hacer un análisis depresión-volumen-temperatura (análisis PVT). El Análisis PVT es un conjunto de pruebas,que se realizan en el laboratorio a diferentes presiones, volúmenes y temperaturas, parapoder determinar las propiedades de los fluidos existentes en un yacimiento en estudio.Entre las aplicaciones de este tipo de análisis, se pueden destacar las siguientes:Descripción del comportamiento de cada fluido, identificación de los problemas potencialesoriginados por los sólidos suspendidos en el crudo, medición de la viscosidad, estimacióndel factor de recobro del yacimiento, planteamiento la ecuación de estado termodinámicodel yacimiento y su modelación. El análisis PVT se lleva a cabo en condicionesisotérmicas, a temperatura del yacimiento. La base de datos que proporciona el análisisPVT debe construirse a principio de la vida productiva del yacimiento. Las propiedadesfísicas y el comportamiento de los datos PVT de cada fluido, proveen información relevantepara la producción del yacimiento. Las medidas iniciales de la compresibilidad del fluido ylos factores volumétricos son se requieren para cuantificar el petróleo y el gas contenido enel yacimiento, permite hacer una estimación de recuperación de los fluidos, si como elplanteamiento y evolución de la ecuación de balance de materia para el yacimiento.Dentro de este contexto, el propósito del contenido de esta materia es mostrar cómoimplementar modelos para resolver problemas comunes en el campo de la ingenieríapetrolera.1 Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos 1
  2. 2. Intención Didáctica.Este programa consta de cinco unidades. En la primera unidad se analizaran y aplicaran losmodelos matemáticos para calcular y predecir las propiedades fisicoquímicas de los fluidosexistentes en un yacimiento petrolero en estudio. Las unidades dos, tres y cuatro,proporcionan las bases para el uso de las ecuaciones de estado para el cálculo de laspropiedades de fluidos que tienen comportamiento ideal, comportamiento real, sistemas deun solo componente hasta sistemas multicomponentes. En la unidad cinco se proporcionanlos conocimientos básicos la clasificación de los yacimientos de crudo.Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos,modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura.Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deduccióny análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, aplicación deconocimientos y solución de problemas relacionados con la ingeniería petrolera.El profesor deberá ser observador para verificar que el alumno comprenda la informaciónanalizada, haciendo cuestionamientos o ejercicios de evaluación al término de cada sesióny de ser necesario crear nuevas estrategias de enseñanza que le permitan lograr que latotalidad del grupo logre la obtención de las competencias planteadas en el objetivo de esteprograma. 2
  3. 3. 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLARCompetencias específicas Competencias genéricas • Comprender el comportamiento de Competencias instrumentales los diferentes fluidos que se • Capacidad de análisis, síntesis y encuentran en un yacimiento abstracción. petrolero, así como sus propiedades • Capacidad de comunicación oral y y ecuaciones de estado que predicen escrita. el comportamiento del sistema. • Habilidad en el uso de tecnologías de información y comunicación. • Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. • Capacidad para gestionar y formular proyectos. Competencias interpersonales • Capacidad para trabajar en equipo. • Capacidad crítica y autocrítica. • Compromiso ético. Competencias sistémicas • Habilidades de investigación. • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. • Liderazgo. • Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad). • Iniciativa y espíritu emprendedor. • Búsqueda de logro. 3
  4. 4. 4.- HISTORIA DEL PROGRAMALugar y fecha de Participantes Eventoelaboración o revisión Reunión Nacional de Representantes de los Institutos Diseño e InnovaciónInstituto Tecnológico Tecnológicos de: Curricular para elSuperior de Puerto Superior de Coatzacoalcos, Desarrollo y Formación deVallarta del 10 al 14 de Minatitlán, Superior de Poza Rica Competenciasagosto de 2009. y Superior de Venustiano Profesionales de la Carranza. Carrera de Ingeniería Petrolera.Desarrollo de Programas Academias de Ingeniería Elaboración del programaen Competencias Petrolera de los Institutos de estudio propuesto en laProfesionales por los Tecnológicos de: Reunión Nacional deInstitutos Tecnológicos Superior de Coatzacoalcos, Diseño Curricular de ladel 17 de agosto de Minatitlán, Superior de Poza Rica, Carrera de Ingeniería2009 al 19 de febrero de Superior de Tantoyuca y Superior Petrolera.2010. de Venustiano Carranza. Reunión Nacional de Representantes de los Institutos Consolidación de losInstituto Tecnológico Tecnológicos de: Programas enSuperior de Poza Rica Superior de Coatzacoalcos, Competenciasdel 22 al 26 de febrero Minatitlán, Superior de Poza Rica, Profesionales de lade 2010. Superior de Tantoyuca y Superior Carrera de Ingeniería de Venustiano Carranza. Petrolera. 4
  5. 5. 5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (competencia específica a desarrollar en el curso) • Comprender el comportamiento de los diferentes fluidos que se encuentra en un yacimiento petrolero, así como sus propiedades y ecuaciones de estado que predicen el comportamiento del sistema.6.- COMPETENCIAS PREVIAS • Aplicar nomenclatura de compuestos inorgánicos. • Identificar los tipos de enlaces de los compuestos químicos • Identificar y balancear correctamente reacciones químicas. • Identificar y calcular las propiedades de las especies químicas puras.7.- TEMARIOUnidad Temas Subtemas 1.1 Introducción. 1.2 Gravedad específica de gas (Ɣg). 1.3 Gravedad específica del petróleo (Ɣo). 1.4 Densidad de gas (ρg). 1.5 Factor de compresibilidad (Z). 1.6 Factor volumétrico de formación del gas (βg). 1.7 Factor volumétrico de formación del petróleo1 Conceptos Generales (βo). 1.8 Factor volumétrico de formación total o bifásico (βt). 1.9 Compresibilidad del gas (Cg). 1.10 Compresibilidad del petróleo (Co). 1.11 °API 1.12 Relación gas-petróleo (Rs). 1.13 Relación gas-petróleo de producción (Rp) Soluciones ideales. 2.1 Ecuación de Raoult. 2.2 Ecuación de Dalton. 2.3 Cantidades y composición de gas y líquido en una solución ideal en el equilibrio. 2.4 Cálculo de la presión del punto de burbuja de una solución líquida ideal. 2.5 Cálculo de la presión del punto de rocío de una solución gaseosa ideal.2 Equilibrio Gas-Líquido Soluciones no ideales. 2.6 Cantidades y composición de gas y líquido en una solución real en el equilibrio. 2.7 Cálculo de la presión del punto de burbuja de un líquido real. 2.8 Cálculo de la presión del punto de rocío de un gas real. 2.9 Evaporación Flash. 2.10 Evaporación Diferencial 5
  6. 6. 2.10.1Procedimiento de cálculo de la presión fina. 2.10.2 Procedimiento de cálculo del número de moles vaporizados. 3.1 Introducción. 3.2 Sustancias puras. 3.2.1Diagrama de fase de sustancias puras. 3.2.2 Usos del diagrama de fases. 3.2.3 Presión de vapor de una sustancia pura. 3.2.4 Diagrama P-V-T para una sustancia pura. 3.2.5 Diagrama T- Densidad para una sustancia pura. 3.3 Mezcla de dos componentes. 3.3.1 Diagrama de fase para una mezcla de dos 3 Comportamiento de fases componentes. 3.3.2 Diagrama presión-volumen para una mezcla de dos componentes. 3.3.3 Diagramas mezcla-composición. 3.4 Diagramas para mezclas de tres componentes. 3.4.1 Diagramas ternarios. 3.4.2 Diagramas de fase para una mezcla de tres componentes. 3.4.3 Usos del los diagramas terciarios. 3.5 Mezclas multicomponentes. 4.1 Sustancias puras. 4.1.1 Cálculo del potencial químico. 4.1.2 Cálculo de la fugacidad. 4.1.3 Cálculo del coeficiente de fugacidad. 4.2 Mezclas 4.2.1 Cálculo del potencial químico de mezcla. 4.2.2 Cálculo del coeficiente de fugacidad en una mezcla. 4.3 Ecuación de Van der Waals. Cálculo del equilibrio Gas- 4.4 Ecuaciones de estado en el punto crítico.4 Líquido con ecuaciones de 4.5 Ecuación de estado cúbica de Van der Waals estado. de dos parámetros. 4.6 Ecuación de estado de Redlich-Kwong. 4.7 Reglas de mezclado para la ecuación de estado de Redlich-Kwong. 4.8 Ecuación de estado de Soave-Redlich-Kwong. 4.9 Ecuación de estado de Peng-Robinson. 4.10 Reglas de mezclado para las ecuaciones de estado de Soave-Redlich-Kwong y Peng- Robinson. 5.1 Definiciones. 5.2 Clasificación de yacimientos petroleros 5.2.1 Yacimiento de caliza y dolomitas. 5.2.2 Yacimiento de lutita. Clasificación de 5.2.3 Yacimientos de sal, anhidrita y yeso.5 yacimientos petroleros de 5.2.4 Yacimientos de rocas ígneas y metamórficas. acuerdo al tipo de fluidos y 5.2.5 Yacimientos de gas. composición mineral 5.3 Yacimiento de acuerdo al diagrama de fases. 6
  7. 7. 5.4 Yacimiento de gas.5.5 Yacimiento de gas condensado.5.6 Yacimiento de petróleo. 7
  8. 8. 8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas) • Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. • Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. • Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. • Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de inducción- deducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. • Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis, de trabajo en equipo. • Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. • Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de terminología científico-tecnológica • Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. • Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable. • Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. • Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. 8
  9. 9. 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN La evaluación de la asignatura se hará con base en siguiente desempeño: • Reporte de prácticas • Reportes de investigación • Debatir sus temas investigados • Proyecto final: Identificación del elemento representativo presente en una sustancia.10.- UNIDADES DE APRENDIZAJEUNIDAD 1. Conceptos Generales.Competencia específica a Actividades de AprendizajedesarrollarConocer el comportamiento de los • Elaborar un ensayo sobre los diferentesfluidos, reconocer los fluidos comunes sistemas de unidades, puntualizando lay caracterizarlos por medio de sus correspondencia que hay entre estos.propiedades físicas. • Identificar y determinar que son las propiedades intensivas y extensivas. • Elaborar un ensayo sobre el comportamiento de un gas ideal puro usando las diferentes ecuaciones y leyes aplicablesUNIDAD 2. Ecuaciones De Estado Para Gases Naturales.Competencia Específica a Actividades De AprendizajeDesarrollarAnalizar las distintas pérdidas de • Identificar que es fracción-volumen yenergía a partir de adiciones al fluido. fracción-peso en una mezcla de gases. • Identificar que son los sistemas de un solo componente (sustancia pura) mediante el empleo de diagramasUNIDAD 3. Comportamiento De Fases.Competencia específica a Actividades de AprendizajedesarrollarEl alumno conocerá y analizará las • Elaborar y explicar los diagramas depropiedades físicas de las rocas, composición para una mezcla de dosrelacionadas con los registros componentes y de tres componentesgeofísicos; conocerá los fundamentos • Elaborar un ensayo sobre los sistemasde medición y los diseños de las multicomponentes de hidrocarburossondas de registros; adquirirá lasbases para interpretarlos cualitativa ycuantitativamente y evaluarformaciones.UNIDAD 4. Ecuaciones De Estado Para Gases Reales.Competencia específica a Actividades de Aprendizajedesarrollar 9
  10. 10. Tendrá la capacidad de identificar las • Desarrollar ejercicios matemáticoscaracterísticas dinámicas de las aplicando las ecuaciones de gases deformaciones productoras basado en la estado para gases realesinterpretación de Registros de • Realizar visitas a diferentes laboratoriosProducción. Aplicará los resultados de para la comprobación de resultadosla caracterización de formaciones y deyacimientos.UNIDAD 5. Propiedades De Los Fluidos De Yacimientos PetrolerosCompetencia específica a Actividades de AprendizajedesarrollarEl alumno analizará, conocerá y • Realizar un ensayo sobre las propiedadesexplicará las características del gas seco, del aceite negro y del aguageológicas y el origen de los de yacimientosyacimientos petroleros, los acuíferos y • Realizar un ensayo sobre laslos yacimientos geotérmicos. características de las soluciones ideales y no idealesUNIDAD 6. Equilibrio líquido-vaporCompetencia específica a Actividades de AprendizajedesarrollarEl alumno conocerá y aplicará los • Realizar prácticas de laboratorio parafundamentos de flujo multifásico en comprobar las ecuaciones aplicables a lastuberías en la solución de problemas soluciones ideales y no idealesde flujo de mezclas de hidrocarburos • Realizar un ensayo sobre los tipos, deen tuberías de producción, líneas de yacimientos existentes de acuerdo a sudescarga y redes de recolección. fluido.UNIDAD 7. Clasificación De Yacimientos Petroleros De Acuerdo Al Tipo De FluidosCompetencia específica a Actividades de AprendizajedesarrollarEl alumno conocerá y aplicará los • Desarrollar ejercicios matemáticosfundamentos, para mejorar el diseño y aplicando las ecuaciones de gases dela operación de pozos, ductos y redes estado para gases realesde recolección. • Realizar visitas a diferentes laboratorios para la comprobación de resultados • Realizar un ensayo sobre las propiedades del gas seco, del aceite negro y del agua de yacimientos 10
  11. 11. 11.- FUENTES DE INFORMACIÓN1.-William D, Jr. MacCain, “The Properties of Petroleum Fluids” Second Edition, E.U.A,PennWell, 1990.2.- M.B, Standing, Volumetric and phase behavior of oil, Dallas, SPE of AIME, 19773.- Abhijit Y. Dandekar, “Petroleum reservoir rock and fluid properties” Edited by Taylor andFrancis Group, USA, 2006.4.- Michael J. Economides, A. Daniel Hill and Christine Ehlig-Economides, “PetroleumProduction Systems” Ed. Prentice Hall Petroleum Engineering series, USA, 2008.5.-Clayton T. Crowe, Donald F. Elger, Barbara C. Williams and John A. Robertson,“Engineering Fluid Mechanics” Ed. 9th, Edit. John Wiley and Sons. USA, 2009.6.- Karen Schou Pedersen and Meter L. Christensen, “Phase Behavior of PetroleumReservoir Fluids” Edited by Taylor and Francis Group. USA. 2007.12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS • Identificación y cálculo de propiedades intensivas y extensivas. • Aplicación de la ley de Boyle. • Aplicación de la ley de Charles. • Construcción del diagrama de fase de presión-volumen para un componente puro. • Diagramas de fase densidad-temperatura para un componente puro • Diagrama de temperatura-composición para una mezcla de dos componentes • Comportamiento de un gas real. • Determinación del coeficiente de viscosidad del gas. • Aplicación de la ley de Raoult y de la ley de Dalton para un sistema liquido-gas 11

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