Análisis de los modelos matemáticos del flujo núcleo anular en transporte de crudos.

Abstract

La producción de crudos del petróleo es una parte fundamental en la historia y desarrollo de cada país. En este trabajo se presenta una alternativa como la técnica de lubricación por Flujo Núcleo Anular para el transporte de crudos, ya que es económica, efectiva y de fácil manejo. El estudio se enfoca sobre la búsqueda y análisis de los modelos matemáticos que son empleados para calcular caída de presión, holdup, velocidad superficiales de agua y aceite principalmente para controlar el transporte, optimizar energía y diseñar tuberías. En el capítulo 1 se encuentra un panorama global del petróleo crudo desde su prospectiva nacional hasta su contexto mundial. Se entiende la composición de los crudos nacionales y todas sus propiedades físicas; la localización en regiones nacionales así como los tipos de petróleo más utilizados y los más representativos en el mercado. En el capítulo 2 se presentan diferentes técnicas de transporte de crudos con la problemática y ventajas en el proceso. Se han utilizado diferentes técnicas manejando sus propiedades de viscosidades, densidad, tensión interfacial, fracción de agua y tipos de aceites. Concretando a los beneficios de la técnica de Flujo Núcleo Anular. En el capítulo 3 se da a conocer ampliamente la tecnología de Flujo Nucleo Anular desde su funcionamiento hasta las estructuras que se estarán formando de acuerdo a propiedades como cálculos de caída de presión, velocidades de flujos, retención de líquidos (hold­up) principalmente que son: : Estratificado perfecto (CAFP), Estratificado smoth (S), Estratificada con ondas (WS), Estratificada ondas/gotas (WS/D), Estratificado con globos de agua (S/Gw), Estratificada con mezcla en la interface (S&MI) y Estratificada mezcla/oil. (S&M/O); todo esto es una recopilación de diferentes modelos matemáticos manejados con la técnica Anular, los modelos matemáticos se encuentran a detalle es este capítulo clasificados por viscosidades bajas, medias y altas. Finalmente en el capítulo 4 se encuentra un análisis y discusión de cada modelo matemático con las misma clasificación de viscosidades, en el cual se ve a detalle con diferentes graficas de aplicación de los modelos matemáticos para diferentes estructuras de flujo núcleo anular. Se encontró los modelos que presentan menor error para estructuras con diferentes viscosidades como el modelo homogéneo con viscosidades bajas de 0.001­0.01Pa.s, el modelo de Atmaca para viscosidades de (0.01­0.1Pa.s) y el modelo de Arney para viscosidades de 0.1­100 Pa.s.