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 - 5
2.- PRESENTACIÓN
Caracterización De La Asignatura.
El procedimiento metodológico es fundamental para resolver un problema de ingeniería y
consiste 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, las
herramientas lógico-matemáticas nos brindan un marco útil para representar mediante un
sistema de símbolos y reglas, el comportamiento de los sistemas reales. Por tanto, para
conformar esta asignatura se ha hecho un análisis del perfil del egresado, identificando los
contenidos necesarios para su aplicación en la industria petrolera. Dado la complejidad de
los fenómenos fisicoquímicos que caracterizan un yacimiento de crudo, esta materia
permitirá al estudiante de ingeniería petrolera hacer modelos, que se podrán extrapolar a la
realidad.
En su área de desempeño profesional el ingeniero petrolero tiene como tarea la
caracterización de los fluidos de un yacimiento y para ello, debe hacer un análisis de
presión-volumen-temperatura (análisis PVT). El Análisis PVT es un conjunto de pruebas,
que se realizan en el laboratorio a diferentes presiones, volúmenes y temperaturas, para
poder 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 potenciales
originados por los sólidos suspendidos en el crudo, medición de la viscosidad, estimación
del factor de recobro del yacimiento, planteamiento la ecuación de estado termodinámico
del yacimiento y su modelación. El análisis PVT se lleva a cabo en condiciones
isotérmicas, a temperatura del yacimiento. La base de datos que proporciona el análisis
PVT debe construirse a principio de la vida productiva del yacimiento. Las propiedades
físicas y el comportamiento de los datos PVT de cada fluido, proveen información relevante
para la producción del yacimiento. Las medidas iniciales de la compresibilidad del fluido y
los factores volumétricos son se requieren para cuantificar el petróleo y el gas contenido en
el yacimiento, permite hacer una estimación de recuperación de los fluidos, si como el
planteamiento 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 cómo
implementar modelos para resolver problemas comunes en el campo de la ingeniería
petrolera.
1
Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos
1

2. Intención Didáctica.
Este programa consta de cinco unidades. En la primera unidad se analizaran y aplicaran los
modelos matemáticos para calcular y predecir las propiedades fisicoquímicas de los fluidos
existentes 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 las
propiedades de fluidos que tienen comportamiento ideal, comportamiento real, sistemas de
un solo componente hasta sistemas multicomponentes. En la unidad cinco se proporcionan
los 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-deducción
y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, aplicación de
conocimientos y solución de problemas relacionados con la ingeniería petrolera.
El profesor deberá ser observador para verificar que el alumno comprenda la información
analizada, haciendo cuestionamientos o ejercicios de evaluación al término de cada sesión
y de ser necesario crear nuevas estrategias de enseñanza que le permitan lograr que la
totalidad del grupo logre la obtención de las competencias planteadas en el objetivo de este
programa.
2

3. 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR
Competencias 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.- HISTORIA DEL PROGRAMA
Lugar y fecha de
Participantes Evento
elaboración o revisión
Reunión Nacional de
Representantes de los Institutos Diseño e Innovación
Instituto Tecnológico Tecnológicos de: Curricular para el
Superior de Puerto Superior de Coatzacoalcos, Desarrollo y Formación de
Vallarta del 10 al 14 de Minatitlán, Superior de Poza Rica Competencias
agosto de 2009. y Superior de Venustiano Profesionales de la
Carranza. Carrera de Ingeniería
Petrolera.
Desarrollo de Programas Academias de Ingeniería
Elaboración del programa
en Competencias Petrolera de los Institutos
de estudio propuesto en la
Profesionales por los Tecnológicos de:
Reunión Nacional de
Institutos Tecnológicos Superior de Coatzacoalcos,
Diseño Curricular de la
del 17 de agosto de Minatitlán, Superior de Poza Rica,
Carrera de Ingeniería
2009 al 19 de febrero de Superior de Tantoyuca y Superior
Petrolera.
2010. de Venustiano Carranza.
Reunión Nacional de
Representantes de los Institutos
Consolidación de los
Instituto Tecnológico Tecnológicos de:
Programas en
Superior de Poza Rica Superior de Coatzacoalcos,
Competencias
del 22 al 26 de febrero Minatitlán, Superior de Poza Rica,
Profesionales de la
de 2010. Superior de Tantoyuca y Superior
Carrera de Ingeniería
de Venustiano Carranza.
Petrolera.
4

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.- TEMARIO
Unidad 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 petróleo
1 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. 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. 5.4 Yacimiento de gas.
5.5 Yacimiento de gas condensado.
5.6 Yacimiento de petróleo.
7

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.- 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 APRENDIZAJE
UNIDAD 1. Conceptos Generales.
Competencia específica a
Actividades de Aprendizaje
desarrollar
Conocer el comportamiento de los • Elaborar un ensayo sobre los diferentes
fluidos, reconocer los fluidos comunes sistemas de unidades, puntualizando la
y 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
aplicables
UNIDAD 2. Ecuaciones De Estado Para Gases Naturales.
Competencia Específica a Actividades De Aprendizaje
Desarrollar
Analizar las distintas pérdidas de • Identificar que es fracción-volumen y
energía 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 diagramas
UNIDAD 3. Comportamiento De Fases.
Competencia específica a Actividades de Aprendizaje
desarrollar
El alumno conocerá y analizará las • Elaborar y explicar los diagramas de
propiedades físicas de las rocas, composición para una mezcla de dos
relacionadas con los registros componentes y de tres componentes
geofísicos; conocerá los fundamentos • Elaborar un ensayo sobre los sistemas
de medición y los diseños de las multicomponentes de hidrocarburos
sondas de registros; adquirirá las
bases para interpretarlos cualitativa y
cuantitativamente y evaluar
formaciones.
UNIDAD 4. Ecuaciones De Estado Para Gases Reales.
Competencia específica a Actividades de Aprendizaje
desarrollar
9

10. Tendrá la capacidad de identificar las • Desarrollar ejercicios matemáticos
características dinámicas de las aplicando las ecuaciones de gases de
formaciones productoras basado en la estado para gases reales
interpretación de Registros de • Realizar visitas a diferentes laboratorios
Producción. Aplicará los resultados de para la comprobación de resultados
la caracterización de formaciones y de
yacimientos.
UNIDAD 5. Propiedades De Los Fluidos De Yacimientos Petroleros
Competencia específica a Actividades de Aprendizaje
desarrollar
El alumno analizará, conocerá y • Realizar un ensayo sobre las propiedades
explicará las características del gas seco, del aceite negro y del agua
geológicas y el origen de los de yacimientos
yacimientos petroleros, los acuíferos y • Realizar un ensayo sobre las
los yacimientos geotérmicos. características de las soluciones ideales y
no ideales
UNIDAD 6. Equilibrio líquido-vapor
Competencia específica a Actividades de Aprendizaje
desarrollar
El alumno conocerá y aplicará los • Realizar prácticas de laboratorio para
fundamentos de flujo multifásico en comprobar las ecuaciones aplicables a las
tuberías en la solución de problemas soluciones ideales y no ideales
de flujo de mezclas de hidrocarburos • Realizar un ensayo sobre los tipos, de
en tuberías de producción, líneas de yacimientos existentes de acuerdo a su
descarga y redes de recolección. fluido.
UNIDAD 7. Clasificación De Yacimientos Petroleros De Acuerdo Al Tipo De Fluidos
Competencia específica a Actividades de Aprendizaje
desarrollar
El alumno conocerá y aplicará los • Desarrollar ejercicios matemáticos
fundamentos, para mejorar el diseño y aplicando las ecuaciones de gases de
la operación de pozos, ductos y redes estado para gases reales
de 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.- FUENTES DE INFORMACIÓN
1.-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, 1977
3.- Abhijit Y. Dandekar, “Petroleum reservoir rock and fluid properties” Edited by Taylor and
Francis Group, USA, 2006.
4.- Michael J. Economides, A. Daniel Hill and Christine Ehlig-Economides, “Petroleum
Production 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 Petroleum
Reservoir 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