Propiedades_de_los_fluidos_petroleros

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PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS 
PETROLEROS
Las propiedades de los fluidos son generalmente determinadas por
expertos en laboratorio realizadas a muestras de fluido del yacimiento.
En ausencia de medidas de experimentales de las propiedades, es
necesario para el ingeniero petrolero en determinar las propiedades de
correlaciones empíricas.
INTRODUCCIÓN
• Densidad ρ.
• Peso específico γ.
• Volumen específico v.
• Viscosidad.
• Presión.
• Compresibilidad.
• Dilatación térmica
¿QUÉ ES EL AGUA? :O
El agua es una sustancia cuya molécula están formadas por dos
átomos de hidrogeno y uno de oxigeno (H20) :D
PROPIEDADES DEL AGUA
• Densidad
• Tensión superficial
• Viscosidad
• Comprensibilidad
• Calor especifico
• Conductividad térmica
• PH
DENSIDAD
Alude a la relación que existe entre la masa de una sustancia (o de un cuerpo) y su volumen. Se trata de una 
propiedad intrínseca de la materia, ya que no depende de la cantidad de sustancia que se considere.
La densidad del agua es de 0,9999 a 20ºC.
Depende de la presión y la temperatura.
Se mide en 𝑔/𝑐𝑚3
Se representa por la letra griega: 𝞺
TENSIÓN SUPERFICIAL
Es la propiedad cuando hay una interacción gas-líquido, las moléculas de éste que se 
encuentran por debajo del gas sienten una fuerza horizontal y una fuerza hacia abajo, 
pero no hacia arriba debido a que no hay moléculas que generen dicha acción.
Su unidad de medida es dinas/cm
La tensión superficial del agua es de 72 dinas/cm
VISCOSIDAD
La viscosidad es una de las principales características de los líquidos, y se determina de la siguiente 
manera: mientras más resistencia posee un líquido para fluir y deformarse, más viscoso es.
La viscosidad del agua a temperatura ambiente (20ºC) es de 0,0100 poises.
La viscosidad disminuye con un aumento de la temperatura.
Y en relación con la presión, la viscosidad decrece al aumentar la presión.
COMPRENSIBILIDAD
La comprensibilidad es la calidad de compresible, es decir , 
que se puede comprimir o reducir a menor volumen.
La comprensibilidad del agua es baja mas no nula.
CALOR ESPECIFICO
El calor especifico del agua se define como la cantidad de energía 
necesaria para elevar la temperatura, en un grado Celsius, a un gramo 
de agua en condiciones estándares. 
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
La conductividad térmica es una propiedad física que describe la 
capacidad de un material de transferir calor por conducción, esto es, 
por contacto directo y sin intercambio de materia. Es una magnitud 
intensiva que no depende de la cantidad de materia. La propiedad 
inversa es la resistividad térmica.
PH
El pH es un índice de la concentración de iones de hidrogeno (H) en el agua.
Cuanto mayor sea la concentración de iones de hidrogeno en el agua , menor será el 
valor del pH
GAS
• Un gas es una sustancia que no tiene una forma o volumen fijo y
tiende a expandirse para llenar el espacio disponible. Está compuesto
por moléculas en constante movimiento y colisión.
• Los gases presentan una gran compresibilidad, que influye sobre las
características del flujo, ya que tanto el volumen como la densidad
varían con facilidad. En el caso de los gases el movimiento térmico
vence a las fuerzas atractivas y, por tanto tienden a ocupar todo el
volumen del recipiente que los contiene.
Algunas propiedades generales de los gases incluyen:
Expansibilidad: Los gases tienen la capacidad de expandirse y ocupar todo el volumen disponible.
No tienen una forma o volumen definidos.
Compresibilidad: Los gases pueden ser comprimidos bajo presión. Cuando se aumenta la presión
sobre un gas, las moléculas se acercan entre sí y el volumen del gas disminuye.
Baja densidad: Los gases suelen tener una baja densidad en comparación con los sólidos y líquidos.
Debido a que las moléculas de gas están muy separadas entre sí, la masa por unidad de volumen es
baja.
Movimiento aleatorio: Las moléculas de gas se mueven en forma aleatoria y caótica. Tienen una alta
energía cinética y chocan entre sí y con las paredes del contenedor en el que se encuentran.
Difusión y efusión: Los gases tienen la capacidad de difundirse y mezclarse entre sí. Las moléculas de
gas se dispersan y se mezclan en el espacio disponible. Además, pueden escapar a través de
pequeñas aberturas en un proceso llamado efusión.
Baja viscosidad: Los gases tienden a tener una baja viscosidad, lo que significa que fluyen
fácilmente. Las moléculas de gas se deslizan entre sí con poca resistencia, lo que permite un
movimiento fluido.
GAS CONDENSADO (RETRÓGRADOS)
• El gas retrogrado, al ser una mezcla de gas y líquido, presenta propiedades que pueden 
variar dependiendo de la composición específica de la mezcla y las condiciones de presión y 
temperatura. 
• El gas retrogrado es un término utilizado para describir el comportamiento inusual de ciertos 
gases cuando se encuentran en condiciones de presión y temperatura específicas. En lugar de 
seguir el comportamiento típico de expansión al disminuir la presión, el gas retrogrado 
experimenta una disminución en el volumen y puede condensarse en forma líquida.
• El comportamiento retrogrado ocurre en gases que contienen componentes que exhiben un 
punto de rocío, es decir, la temperatura a la cual el gas comienza a condensarse a una 
presión constante. A medida que la presión disminuye y la temperatura se mantiene 
constante, el gas retrogrado alcanza su punto de rocío y comienza a condensarse.
PROPIEDADES 
• Densidad: La densidad del gas retrogrado puede variar según la proporción de gas y líquido 
presentes en la mezcla. La densidad se refiere a la masa del gas retrogrado por unidad de 
volumen y se expresa en unidades como kilogramos por metro cúbico (kg/m³) o libras por pie 
cúbico (lb/ft³). La densidad del gas retrogrado puede ser mayor que la del gas seco debido a la 
presencia de líquido en la mezcla.
• Peso específico: El peso específico del gas retrogrado se refiere al peso del gas retrogrado por 
unidad de volumen. Al igual que la densidad, el peso específico puede variar según la 
composición de la mezcla y las condiciones de presión y temperatura. Se expresa en unidades de 
peso por unidad de volumen, como kilogramos por metro cúbico (kg/m³) o libras por pie cúbico 
(lb/ft³).
• Viscosidad: La viscosidad del gas retrogrado también puede ser influenciada por la 
presencia de líquido en la mezcla. La viscosidad se refiere a la resistencia del gas 
retrogrado a fluir y está relacionada con las interacciones moleculares en la mezcla. 
En general, la presencia de líquido tiende a aumentar la viscosidad del gas 
retrogrado en comparación con el gas seco. La viscosidad se expresa en unidades 
de viscosidad cinemática, como centistokes (cSt) o centipoises (cP).
• Presión: La presión del gas retrogrado puede variar dependiendo de las condiciones 
específicas del sistema. La presión se mide en unidades de presión, como pascales 
(Pa), bares (bar) o libras por pulgada cuadrada (psi). La presión del gas retrogrado 
puede verse afectada por la presencia de líquido en la mezcla y por cambios en la 
temperatura y la composición.
• Compresibilidad: La compresibilidad del gas retrogrado se refiere a la 
medida en que el volumen del gas retrogrado se reduce cuando se somete a 
un aumento en la presión. La compresibilidad del gas retrogrado puede ser 
influenciada por la presencia de líquido en la mezcla, así como por las 
condiciones de presión y temperatura. La compresibilidad se expresa 
típicamente en términos de un coeficiente de compresibilidad (Z) que indica el 
grado de desviación del gas retrogrado del comportamiento de un gas ideal.
GAS HÚMEDO 
Un tipo de gas natural que contiene una cantidad significativa de vapor de
agua en su composición. A diferencia del gas seco, el gas húmedo no ha
experimentado un proceso de deshidratación para eliminar el contenido de
agua. El vapor de agua presente en el gas húmedo puede variar en cantidad y
puede influir en suspropiedades y comportamiento.
PROPIEDADES 
• Densidad: La densidad del gas húmedo depende de la composición exacta 
de la mezcla y de las condiciones de temperatura y presión. La presencia del 
vapor de agua puede aumentar la densidad del gas húmedo en comparación 
con el gas seco. La densidad se expresa en unidades de masa por unidad de 
volumen, como kilogramos por metro cúbico (kg/m³) o libras por pie cúbico 
(lb/ft³).
Peso específico: El peso específico del gas húmedo se refiere al peso del gas 
por unidad de volumen. Al igual que la densidad, el peso específico del gas 
húmedo depende de la composición y las condiciones de temperatura y 
presión. Se expresa en unidades de peso por unidad de volumen, como 
kilogramos por metro cúbico (kg/m³) o libras por pie cúbico (lb/ft³).
Volumen específico: El volumen específico del gas húmedo se refiere al volumen 
que ocupa una unidad de masa de gas húmedo. Se calcula dividiendo el 
volumen del gas húmedo entre su masa. Al igual que la densidad y el peso 
específico, el volumen específico del gas húmedo puede variar en función de la 
composición y las condiciones de temperatura y presión.
• Viscosidad: La viscosidad del gas húmedo se refiere a su resistencia al flujo. La presencia del 
vapor de agua puede influir en la viscosidad del gas húmedo en comparación con el gas 
seco. Sin embargo, en general, los gases tienden a tener una viscosidad mucho menor que los 
líquidos. La viscosidad del gas húmedo se expresa en unidades de viscosidad cinemática, 
como centistokes (cSt) o centipoises (cP).
• Presión: La presión del gas húmedo depende de la cantidad de gas seco y vapor de agua 
presentes en la mezcla, así como de las condiciones de temperatura y presión. La presión se 
mide generalmente en unidades de presión, como pascales (Pa), bares (bar) o libras por 
pulgada cuadrada (psi).
• Compresibilidad: La compresibilidad del gas húmedo se refiere a la medida en que el 
volumen del gas húmedo se reduce cuando se somete a un aumento en la presión. Al igual 
que con el gas seco, la compresibilidad del gas húmedo puede variar según su composición y 
las condiciones de temperatura y presión.
GAS SECO
Un tipo de gas natural que contiene principalmente hidrocarburos gaseosos y 
que presenta un contenido de vapor de agua muy bajo o nulo. En otras 
palabras, el gas seco se compone principalmente de metano (CH₄) y otros 
hidrocarburos gaseosos, como etano (C₂H₆), propano (C₃H₈) y butano (C₄H₁₀), 
con una mínima presencia de vapor de agua.
PROPIEDADES
• La densidad del gas seco puede variar dependiendo de su composición y condiciones de 
temperatura y presión. Sin embargo, en general, la densidad del gas seco se refiere a la 
densidad del gas natural compuesto principalmente por metano (CH₄) y otros hidrocarburos 
gaseosos.
• La densidad del gas seco se expresa comúnmente en unidades de masa por unidad de 
volumen, como kilogramos por metro cúbico (kg/m³) o libras por pie cúbico (lb/ft³). La 
densidad del gas seco puede variar en un rango aproximado de 0,65 kg/m³ (0,04 lb/ft³) a 
0,85 kg/m³ (0,05 lb/ft³), dependiendo de las condiciones específicas.
• El volumen específico del gas seco, también conocido como volumen unitario, se refiere al volumen que ocupa 
una unidad de masa de gas seco. Se calcula dividiendo el volumen del gas por su masa.
• El volumen específico se expresa en unidades de volumen por unidad de masa, como metros cúbicos por 
kilogramo (m³/kg) o pies cúbicos por libra (ft³/lb).
• Dado que el gas seco se compone principalmente de componentes gaseosos, su volumen específico puede 
variar dependiendo de la composición y las condiciones de temperatura y presión. En general, el volumen 
específico del gas seco es mayor que el de los líquidos o sólidos, debido a su menor densidad.
• El volumen específico del gas seco se puede calcular utilizando la fórmula:
• Volumen específico = Volumen / Masa
• Donde el volumen se expresa en metros cúbicos (m³) o pies cúbicos (ft³) y la masa se expresa en kilogramos 
(kg) o libras (lb).
• Presion:
La presión del gas seco puede variar dependiendo de las condiciones en las 
que se encuentre y de las aplicaciones específicas. La presión del gas seco se 
mide generalmente en unidades de presión, como pascales (Pa), bares (bar) o 
libras por pulgada cuadrada (psi).
En condiciones normales, la presión del gas seco puede estar en el rango de 
presiones atmosféricas, que es aproximadamente igual a 101,325 pascales 
(Pa), 1,01325 bares (bar) o 14,7 libras por pulgada cuadrada (psi). Esto se 
conoce como presión atmosférica estándar.
Compresibilidad
La compresibilidad del gas seco se refiere a la medida en que el volumen de 
gas se reduce cuando se somete a un aumento en la presión. Es una propiedad 
importante del gas seco y está relacionada con su capacidad de ser 
comprimido.
La compresibilidad del gas seco se expresa en términos de un coeficiente de 
compresibilidad (Z), que es una medida de cuánto se desvía el gas de su 
comportamiento ideal. En condiciones normales, el gas seco se aproxima a un 
valor de Z igual a 1, lo que indica un comportamiento cercano al gas ideal.
ACEITE NEGRO.
• El término aceite negro se refiere al modelo de fluido, en el que el agua se modela 
explícitamente junto con dos componentes de hidrocarburo, una fase de pseudo-
aceite y una fase de pseudo-gas.
• Para que un yacimiento sea considerado de aceite negro, debe de presentar las 
siguientes características: 
Su composición es principalmente de componentes pesados RGA inicial menor a 2,
000 El aceite en el tanque tiene una densidad menor a 45°API
ACEITE VOLÁTIL
• Para que un yacimiento sea considerado de aceite volátil, debe de 
presentar las siguientes características: La es menor que la En su 
composición se encuentran pocos componentes pesados y una 
mayor cantidad de componentes intermedios RGA inicial entre 2,000 
y 3,000 El aceite en el tanque tiene una densidad que va en un rango 
de 45°a 55°API
PROPIEDADES DEL ACEITE
Las propiedades físicas requeridas para cálculos de ingeniería en aceites son: el factor de volumen de
formación del aceite, Bo, la relación gas en solución-aceite, RGA, el factor de volumen de formación total,
Bt, el coeficiente de compresibilidad isotérmica, co y la viscosidad del aceite, µo. Estas propiedades físicas
se pueden determinar mediante datos de campo, de estudios de fluidos en el laboratorio y con el empleo
de correlaciones.
• Densidad relativa del aceite
La densidad específica o relativa de un aceite, γo, se define como la relación de densidad del líquido a
la densidad del agua, a las mismas condiciones de presión y temperatura, es decir:
La densidad específica es adimensional puesto que las unidades de la densidad del líquido son las
mismas que las unidades de la densidad del agua, sin embargo, esto no es estrictamente cierto. En
realidad, en el Sistema de Inglés las unidades son:
Asimismo, la densidad específica del aceite, γo, se puede expresar como la densidad relativa 60°/60°, lo
que significa que las densidades del líquido y del agua se midieron a 60 °F a la presión atmosférica. En la
industria petrolera se emplea la densidad en grados API que se define como:
En donde γo es la densidad específica del aceite a 60°/60°. Esta ecuación se ideó para que los
hidrómetros pudieran construirse con escalas lineales.
El volumen de aceite en el tanque de almacenamiento a condiciones estándar, es menor que el volumen de
aceite que fluye del yacimiento hacia el fondo del pozo productor. Este cambio en volumen del aceite se
debe a tres factores:
1. Liberación del gas disuelto en el aceite conforme la presión decrece desde la presión del yacimiento a
la presión de la superficie.
2. La reducción en la presión causa una expansión ligera del aceite remanente.
3. El aceite remanente también se contrae debido a la reducción en la temperatura. El factor de volumen
de formación del aceite, Bo, se definecomo el volumen de aceite del yacimiento que se necesita para
producir un barril de aceite a condiciones atmosféricas. El volumen de aceite del yacimiento incluye el gas
disuelto en el aceite.
• Factor de volumen de formación del aceite
• Relación gas en solución-aceite, RGA, o relación de solubilidad
A la cantidad de gas disuelto en el aceite a condiciones de yacimiento se le denomina relación gas en
solución-aceite, RGA, o relación de solubilidad, Rs. La relación de gas en solución-aceite, es la cantidad de
gas que se libera del aceite desde el yacimiento hasta las condiciones de superficie. La relación de gas en
solución-aceite, Rs, es la relación del volumen de gas producido a condiciones estándar respecto al volumen
de aceite producido a condiciones estándar (medido a condiciones del tanque de almacenamiento), como
resultado de la producción de un volumen original de aceite a condiciones de yacimiento. La relación gas
disuelto aceite, Rs, se define en términos de las cantidades de gas y aceite que se producen en la superficie:
• Coeficiente de compresibilidad isotérmica del aceite 
(compresibilidad del aceite) 
El coeficiente de compresibilidad isotérmica del petróleo a presiones por encima del punto de burbuja,
el coeficiente de compresibilidad isotérmica de aceite se define exactamente como el coeficiente de
compresibilidad isotérmica de un
gas. A presiones por debajo del punto de burbuja un término adicional debe ser añadido a la definición
para tener en cuenta el volumen de gas que se desprende.
• Coeficiente de viscosidad del aceite, µo
La viscosidad es una medida de la resistencia al flujo ejercida por un fluido. La viscosidad del aceite
generalmente se expresa en centipoise. La viscosidad del aceite es afectada por la presión y la temperatura es
decir, un incremento en la temperatura provoca un decremento en la viscosidad, una disminución en la presión
provoca una disminución en la viscosidad, un decremento en la cantidad de gas en solución en el líquido provoca
un incremento en la viscosidad, siendo la cantidad de gas en solución una función directa de la presión.
CONCLUSIÓN
El estudio de los fluidos petroleros en el yacimiento implica la caracterización de sus propiedades
físicas y químicas, como la densidad, viscosidad, composición química y comportamiento de fase. Estos
datos son esenciales para comprender cómo los fluidos fluyen a través de la roca reservorio, qué
procesos ocurren durante la producción y cómo se puede optimizar la extracción de los hidrocarburos.
Además, los fluidos petroleros en el yacimiento también proporcionan información valiosa sobre la
calidad y cantidad del petróleo y el gas presentes. El análisis de los fluidos permite determinar la
composición exacta de los hidrocarburos, identificar la presencia de impurezas y evaluar la capacidad
de producción del yacimiento.