Densidad de la salmuera

Densidad de la salmuera

Densidad de la salmuera frente a la temperatura

La densidad, como gravedad específica, de la salmuera puede medirse con un hidrómetro o con un densímetro como los diseñados por Anton-Paar. La medida resultante (normalmente la gravedad específica, pero algunos hidrómetros miden el baume) estará directamente relacionada con la masa de sales totales disueltas en el agua. El método puede tropezar cuando hay niveles muy altos de partículas suspendidas extremadamente finas en el agua, ya que se incluirán en la medida de densidad. En el campo, esto puede evitarse midiendo sólo muestras de agua clara, o colocando las muestras en tubos altos para que se asienten, o filtrando la muestra. Aunque este método proporciona información sobre la masa de sales disueltas, no ofrece información sobre la composición de las sales o su conductividad.

En comparación con la mayoría de los otros métodos, el uso de hidrómetros tiene la ventaja de ser barato. Los hidrómetros son calibrados por el fabricante y, al ser simplemente vidrio ponderado, revelan claramente cualquier falta de calibración (se rompen). La capacidad de rotura de los hidrómetros puede considerarse una desventaja para los estudios de campo, aunque son razonablemente robustos si se transportan en una caja de hidrómetros.

Conductividad de la salmuera

Existen correlaciones precisas para la densidad del agua pura. Un ejemplo es el modelo de Keyes et al. [1], que se utiliza en PVTsim Nova. El agua de formación producida junto con el gas y el petróleo no es pura, sino que contiene sales disueltas, y estas sales pueden tener un efecto significativo en la densidad.

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La importancia de la densidad del agua para el diseño de tuberías y equipos de proceso aumenta con el corte de agua. Hay casos en los que se produce petróleo con un corte de agua de hasta el 90%. También al diseñar fluidos de perforación basados en agua, es muy importante poder calcular cuánto afectan las sales disueltas a la densidad de la fase acuosa.

En PVTsim, la concentración de sales puede introducirse como mg/l o la concentración de cada sal individual. En ambos casos, se utiliza el modelo de Laliberté y Cooper [2] para corregir la densidad por el contenido de sal. Cuando la cantidad de sal se indica como mg/l, se supone que toda la sal es cloruro de sodio (NaCl).

La figura 1 muestra las densidades medidas y simuladas de la salmuera de NaCl a cuatro temperaturas diferentes a 1 bar y a cuatro presiones diferentes a 50 oC. Se observa una coincidencia casi perfecta entre las densidades experimentales y las simuladas utilizando la correlación de Laliberté y Cooper.

Viscosidad de la salmuera

La densidad, como gravedad específica, de la salmuera puede medirse con un hidrómetro o con un densímetro como los diseñados por Anton-Paar. La medida resultante (normalmente la gravedad específica, pero algunos hidrómetros miden el baume) estará directamente relacionada con la masa de sales totales disueltas en el agua. El método puede tropezar cuando hay niveles muy altos de partículas suspendidas extremadamente finas en el agua, ya que se incluirán en la medida de densidad. En el campo, esto puede evitarse midiendo sólo muestras de agua clara, o colocando las muestras en tubos altos para que se asienten, o filtrando la muestra. Aunque este método proporciona información sobre la masa de sales disueltas, no ofrece información sobre la composición de las sales o su conductividad.

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En comparación con la mayoría de los otros métodos, el uso de hidrómetros tiene la ventaja de ser barato. Los hidrómetros son calibrados por el fabricante y, al ser simplemente vidrio ponderado, revelan claramente cualquier falta de calibración (se rompen). La capacidad de rotura de los hidrómetros puede considerarse una desventaja para los estudios de campo, aunque son razonablemente robustos si se transportan en una caja de hidrómetros.

Densidad de la salmuera saturada

El agua salina (más conocida como agua salada) es un agua que contiene una alta concentración de sales disueltas (principalmente cloruro de sodio). La concentración de sal suele expresarse en partes por mil (‰) y partes por millón (ppm). El Servicio Geológico de Estados Unidos clasifica el agua salina en tres categorías de salinidad. La concentración de sal en el agua ligeramente salina es de alrededor de 1.000 a 3.000 ppm (0,1-0,3%), en el agua moderadamente salina de 3.000 a 10.000 ppm (0,3-1%) y en el agua altamente salina de 10.000 a 35.000 ppm (1-3,5%). El agua de mar tiene una salinidad de aproximadamente 35.000 ppm, lo que equivale a 35 gramos de sal por litro (o kilo) de agua. El nivel de saturación sólo depende nominalmente de la temperatura del agua[1] A 20 °C un litro de agua puede disolver unos 357 gramos de sal, una concentración del 26,3% en peso. A la ebullición (100 °C), la cantidad que puede disolverse en un litro de agua aumenta a unos 391 gramos, una concentración del 28,1% en peso.

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A 100 °C (373,15 K, 212 °F), la salmuera de cloruro sódico saturada tiene aproximadamente un 28% de sal en peso. A 0 °C (273,15 K, 32 °F), la salmuera sólo puede contener un 26% de sal[3] A 20 °C, un litro de agua puede disolver unos 357 gramos de sal, una concentración del 26,3%[4].