1. 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA
Nombre de la asignatura: Flujo Multifasico en Tuberías
Carrera: Ingeniería Petrolera
Clave de la asignatura: PED-1012
SATCA1 2 – 3 - 5
2.- PRESENTACIÓN
Caracterización de la Asignatura.
La necesidad de entender el comportamiento de una mezcla líquido-gas dentro de una
tubería se ha hecho más imperativa en los últimos años, debido a que la industria petrolera
en particular avanzaría en gran medida si se pudiese manejar eficientemente el flujo bifásico
proveniente de un pozo antes de llegar a la refinería. Las ventajas de transportar el crudo
sin separarlo antes son considerables ya que la cantidad de gas presente en el crudo tiene
un efecto interesante: disminuye la viscosidad y densidad del mismo, facilitando así su
transporte.
Hasta ahora, se han diseñado tuberías capaces de manejar flujos multifásicos pero no se
sabe con exactitud lo que sucede adentro y por ende se tiende a sobredimensionar el
sistema de tuberías y accesorios que vayan a manejar el flujo. Dentro del tubo, la mezcla de
fluidos puede presentar diversos arreglos que dependen de las velocidades superficiales y
propiedades de cada sustancia así como de la inclinación de la tubería, arreglos que son
conocidos como patrones de flujo y tienen gran influencia en la caída de presión que
experimenta la mezcla, así como en el radio de volúmenes de cada fluido en el sistema;
factores que afectan directamente en las propiedades físicas de la mezcla. En particular, al
trabajar con flujo bifásico líquido-gas, el radio volumétrico o holdup representa el volumen
de líquido o gas presente en una sección volumétrica de tubería. Si se conociera
extensivamente el comportamiento detallado de las sustancias dentro de la tubería, sería
posible manipular las condiciones de trabajo para aprovechar al máximo la presión del flujo,
la cantidad de gas, y/o el patrón de flujo presente, para así economizar en equipos de
trasporte, red de tuberías y accesorios, medidores, equipos de separación y otros, de
acuerdo con las características del sistema y la topografía de la región considerada.
Intención Didáctica.
Esta materia aporta las competencias para que el estudiante identifique y analice los
principales regímenes de flujo para sistemas líquido-gas. Los factores que influyen en los
regímenes de flujo incluyendo la desviación del pozo y la proporción de cada fase; las
diferencias relativas en las densidades de las fases, la tensión superficial y la viscosidad de
cada fase; y la velocidad promedio. En sistema líquido-gas, cuando las pequeñas burbujas
de gas están uniformemente distribuidas, el régimen de flujo se denomina flujo con
1
Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos

2. burbujas dispersas. El estudiante también podrá diferenciar cuando estas burbujas se
agregan para formar burbujas más grandes, lo cual conduce a tener un flujo tapón o flujo en
batch. El programa contempla el análisis y evaluación de las características del flujo anular
que es característico del flujo de gas a altas velocidades en el centro del pozo con el fluido
confinado a una película delgada en las paredes del pozo. El estudiante evaluará el flujo
estratificado que ocurre pozos horizontales cuando dos o más fases se separan debido a la
atracción gravitatoria. Además se propone el análisis de sistemas estratificados cuando se
produce la interferencia entre dos fases que viajan a diferentes velocidades.

3. 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR
Competencias específicas Competencias genéricas
• Aplicar los fundamentos de flujo multifásico Competencias instrumentales
en tuberías en la solución de problemas de • Capacidad de análisis, síntesis y
flujo de mezclas de hidrocarburos en abstracción
tuberías de producción, líneas de descarga • Capacidad de comunicación oral y
y redes de recolección escrita
• 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

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.

5. 5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO
Aplicar los fundamentos de flujo multifásico en tuberías en la solución de problemas
de flujo de mezclas de hidrocarburos en tuberías de producción, líneas de descarga y
redes de recolección.
6.- COMPETENCIAS PREVIAS
• Determinar el perfil de velocidad de flujo en una tubería.
• Resolver ecuaciones diferenciales aplicadas a ingeniería petrolera.
• Determinar las condiciones necesarias para los cambios de fases de un fluido.
• Identificar factores que influyen en el cambio de fase de un fluido.
7.- TEMARIO
Unidad Temas Subtemas
1.1 Introducción
1.2 Propiedades del aceite saturado
1.3 Propiedades del aceite bajo saturado
Propiedades de los fluidos
1.4 Propiedades del gas natural
1
1.5 Propiedades del agua saturada
1.6 Propiedades del agua bajo saturada
1.7 Ejemplos
2.1 Variables
Fundamentos de flujo
2 2.2 Patrones de flujo
multifásico
Flujo multifásico en 3.1 Correlaciones
3 tuberías horizontales 3.2 Modelos mecanísticos
4.1 Correlaciones
Flujo multifásico en 4.2 Modelos mecanísticos
4 tuberías verticales
Flujo multifásico en 5.1 Correlaciones
5 tuberías inclinadas 5.2 Modelos mecanísticos
6.1 Flujo crítico y subcrítico
6.2 Modelos para gas
6 Flujo en estranguladores 6.3 Modelos para líquido
6.4 Modelos multifásicos
6.5 Modelos mecanísticos

6. 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
variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis y 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.

7. 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN
La evaluación de la asignatura se hará con base en siguiente desempeño:
• Evaluación continua.
• Reporte de prácticas.
• Reportes de investigación.
• Debatir los temas investigados.
10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE
UNIDAD 1. Propiedades de los Fluidos
Competencia Específica a
Actividades de Aprendizaje
Desarrollar
El alumno conocerá y aplicará los • Interpretar las correlaciones de Standing,
fundamentos de flujo multifásico en Vázquez y Oistein para determinar las
tuberías en la solución de problemas propiedades del aceite saturado
de flujo de mezclas de hidrocarburos
en tuberías de producción, líneas de
descarga y redes de recolección.
UNIDAD 2. Fundamentos de Flujo Multifásico
Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje
Desarrollar
Conocer la problemática que presenta • Determinar la densidad y viscosidad del
el flujo multifásico y las variables que aceite saturado
intervienen. • Mediante una investigación bibliográfica,
identificar las variables que influyen en el
flujo multifásico
UNIDAD 3. Flujo Multifásico en Tuberías Horizontales
Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje
Desarrollar
Conocer métodos para calcular caída • Aplicar el método de ascenso capilar para
de presión en flujo multifásico determinar la tensión superficial del aceite
horizontal. saturado
• Obtener las correlaciones y modelos
mecanísticos para flujo multifásico en
tuberías horizontales.
UNIDAD 4. Flujo multifásico en Tuberías Verticales.
Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje
Desarrollar
Conocer los métodos para calcular • Determinar la densidad y viscosidad del
caída de presión en flujo multifásico aceite bajo saturado
vertical. • Obtener las correlaciones y modelos
mecanísticos para flujo multifásico en
tuberías verticales.
UNIDAD 5. Flujo Multifásico en Tuberías Inclinadas
Competencia específica a Actividades de Aprendizaje

8. desarrollar
Conocer los métodos para calcular • Determinar la densidad relativa de un gas
caída de presión en flujo multifásico en • Determinar los patrones de flujo multifásico
tuberías inclinadas. para tuberías verticales, horizontales e
inclinadas
• Obtener las correlaciones y modelos
mecanísticos para flujo multifásico en
tuberías inclinadas
UNIDAD 6. Flujo en Estranguladores
Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje
Desarrollar
Conocer los métodos para calcular • Determinar la densidad y viscosidad del
caídas de presión en flujo multifásico a agua saturada
través de restricciones. • Obtener los modelos para gas y líquido en
estranguladores

9. 11.- FUENTES DE INFORMACIÓN
1.- WALLIS, G. B., One dimensional two-phase flow, New York, McGraw-Hill, 1969
2.- GOVIER, G. W., AZIZ, K., The flow of complex mixtures in pipes, New York, Van Nostrand
Reinhold, 1972
3.- BROWN, K. E., Gas lift. Theory and practice, Tulsa, Petroleum, 1975
4.- BEGGS, H. D., Production optimization using nodal analysis, Tulsa, OGCI, 1991
5.- GOLAN, M., WHITSON, C. H., Well performance, New Jersey, Prentice Hall, 1991
12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS
• Determinación de las propiedades del aceite saturado.
• Determinación de las propiedades del aceite bajo saturado.
• Determinación de la tensión superficial del aceite saturado.
• Propiedades del agua saturada.
• Determinación de la densidad y viscosidad de gases.
• Propiedades del agua bajo saturada.
• Patrones de flujo en tuberías horizontales.
• Patrones de flujo en tuberías verticales.
• Patrones de flujo en tuberías inclinadas.