(Última modificación - 5 de marzo de 2001).
La correcta respuesta a esta pregunta, cobra importancia, cuando se analizan los diferentes procesos por los que el gas se libera del petróleo, tanto durante la explotación de los reservorios, como en los estudios PVT. En consecuencia, resulta necesario discutir estos conceptos antes de analizar la representatividad y usos de los estudios PVT.
Dentro de las misma categoría, pero bajo un marco más fácil de racionalizar, podríamos preguntar:
La sal del agua de mar es sólida o es líquida?.
La respuesta es simple y directa: La sal disuelta en agua se comporta como un líquido !.
Si la sal del mar fuera un sólido disperso en un líquido, se presentarían interfases como ocurre en las suspensiones o emulsiones.
Para discutir los términos de este desarrollo desde una vía más sistemática es conveniente analizar las definiciones clásicas (simples) de los estados de la materia:
Un sólido tiene forma y volumen propios.
Un líquido tiene volumen propio pero toma la forma del recipiente que lo contiene.
Un gas toma la forma y el volumen del recipiente que lo contiene.
Y cuando nos preguntamos: Cuál de estas definiciones describe mejor el comportamiento de la sal disuelta?, descubrimos que la sal disuelta posee las propiedades que describen al estado líquido.
Desde un punto de vista más detallado, lo que realmente se tiene en una solución salina es un líquido (sólo líquido) compuesto por moléculas de diferentes especies químicas.
Observación importante: la definición de gas, sólido o líquido sólo tiene sentido cuando se consideran grandes cantidades de moléculas. Una sola molécula no puede caracterizarse como gaseosa, líquida o sólida. Es el conjunto de moléculas las que se comportan como un gas, un sólido o un líquido.
Y en una solución verdadera (sal disuelta en agua, gas disuelto en petróleo, etc) existe un contacto a nivel molecular. En una solución salina pueden estar en contacto una molécula de agua, un ión cloruro y una molécula de nitrógeno (proveniente de la pequeña disolución del aire en la solución acuosa) mientras todo el conjunto se comporta macroscópicamente como un líquido.
Y lo anterior significa que en un vaso de agua a temperatura ambiente tenemos nitrógeno y oxígeno líquidos?.
Sí. Pero bastante "impuros" (con algo así como un 99.9+ % de "impurezas").
Podemos arribar entonces a la siguiente
Conclusión: El gas disuelto en un líquido no es gas. Es parte del líquido.
Y empleamos tanto tiempo para desarrollar este concepto porque si la imagen mental que se maneja es la de que el gas disuelto, de alguna manera misteriosa, conserva sus propiedades de gas, también se piensa que, de alguna manera, ese gas es SIEMPRE recuperable del líquido.
En los ejemplos simples, las expresiones "nitrógeno disuelto" o "cloruro de sodio en solución" identifican especies químicas (N2 y Cl Na, respectivamente). Pero en la industria del petróleo la palabra "Gas" o "Líquido" no identifican una especie química. A modo de ejemplo podemos mencionar que:
El propano y otros componentes intermedios, pueden estar mayoritariamente como gas o como líquido dependiendo de las condiciones del sistema.
Muchos petróleos en condiciones de fondo están formados por 40 ó 50 moléculas de metano por cada 100 moléculas presentes en el líquido.
En base a lo expuesto, podemos afirmar que no existen (en las soluciones de hidrocarburos) moléculas que podamos identificar como correspondientes a la fase gaseosa. Dependiendo de los procesos a los que se someta la mezcla, una mayor o menor cantidad de moléculas de cada componente pasarán a formar parte de la fase gaseosa que se forme.
De esta forma se entiende la causa que origina la dependencia del Bo y del gas liberado con el camino termodinámico (proceso de producción y/o tratamientos en superficie).
En este punto es de interés resaltar una de las características casi únicas de nuestra industria: Los que estamos vinculados a la producción del gas y del petróleo, estamos acostumbrados a referir todas las expresiones y cálculos al producto final y no al inicial. La razón es muy simple: El petróleo de tanque y el gas de producción son cuantificables y caracterizables en forma directa. Pero el petróleo de fondo es una entidad casi abstracta cuyas propiedades se infieren en base a datos de superficie o mediciones indirectas.
De este modo cuando hacemos referencia al "gas disuelto" en realidad estamos diciendo: El gas que se va a liberar de una solución homogénea cuando la sometamos a determinado camino de despresurización y/o cambios térmicos. Inevitablemente este manejo de los términos genera algunas incongruencias tales como que dos soluciones idénticas pueden tener diferente cantidad de gas disuelto sencillamente porque las vamos a someter a dos procesos diferentes. En este caso estaríamos definiendo lo que tenemos en base a lo que vamos a hacer con él.
De hecho, dado que existen virtualmente infinitos caminos para separar el gas del líquido existirían "infínitos" valores de gas disuelto para una misma mezcla de hidrocarburos. Pero en la práctica, para eliminar las incongruencias cuando se habla de gas disuelto en petróleo (sin más explicaciones) se hace referencia también al mecanismo de liberación de este gas. De modo que fijando el estado inicial y el camino a seguir, el producto final es único y se eliminan las inconsistencias.
Pero (Atención!) el camino prefijado (si no se dice otra cosa) es la Liberación Diferencial. Sencillamente porque es el único camino en que todos los laboratorios se esperan que hagan lo mismo: "Infinitas" etapas flash a temperatura de reservorio. Y, aunque vamos a desarrollar este tema en más detalle, en este punto caben varias observaciones adicionales:
El proceso diferencial sólo lo sigue (aproximadamente) el petróleo no producido (el que se queda en el reservorio). En yacimientos en que se realiza mantenimiento de presión, el proceso diferencial no se efectiviza en ningún momento.
En petróleos con alto "shrinkage" (petróleos muy livianos o petróleos volátiles) el mecanismo de liberación de gas en el reservorio (y la cantidad de gas liberado) es notablemente diferente a cualquier mecanismo simplificado para estudios de laboratorio.
Por lo tanto, al hablar de gas disuelto, en vez de considerarlo como una propiedad intrínseca del petróleo, es conveniente tener en mente que lo que realmente se está diciendo es algo así como: Siguiendo tal mecanismo de liberación de gas se obtiene tal volumen de gas de tal composición y tal volumen de líquido de tales características.