Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
CAPITULO 1 COMPORTAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN DE LOS FLUIDOS CALCULO DE LAS PROPIEDADES DEL GAS Para un reservorio se han e!er"inao #os si$uien!es a!os% Te"&era!ura ' 1() *F API' +( γ g ' ,-(1 Re#a.i/n Gas &e!r/#eo 0RGP ' 2(, SCF3ST4 1- Usano #as .orre#a.iones .orre#a.iones .orres&onien!es .orres&onien!es a #as &ro&ieaes &ro&ieaes e# $as .a#.u#e a una &resi/n e )+2( PSIAa E# 5a.!or 5a.!or e e vo#u"en vo#u"en e# e# $as 6 La vis.os vis.osia ia e# $as $as . La ens ensia ia e# e# $as $as No!a% Para #a reso#u.i/n e es!os e7er.i.ios se u!i#i8/ #as $r9:.as e# 5o##e!o e 5en/"enos e# !rans&or!e ISolución a) Para calcular calcular el factor factor volumétrico volumétrico del del gas (Bg) (Bg) Para calcular el factor volumétrico del gas se necesita calcular el factor de compresibilidad. (Z) •
Calcular el factor de Compresibilidad
Tpc =392.45 ° R −−−−−−−−¿ −−−−−−−−¿ Fig . 1.16 Tpc = 668.75 PSI −−−−−−−−¿ −−−−−−−−¿ Fig . 1.16 3257 P = = 4.87 Ppr = Ppc 668.75
Tpr =
633 T = =1.61 Tpc 392.45
−−−−−−−−¿ Fig . 1.17 Z =0.85−−−−−−−−¿ •
calcular el factor volumétrico del gas (Bg)
Bg =0.0283
Z × T P
Nombre: uis !scor"a
1
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto Bg =0.0283
Bg =0.0046
0.85 × 633 3257
BY BN
b) Calcular la viscosidad del gas μg=
μ ×u 1 μ 1
μ= 0.0118 −−−−−−−−¿ Fig . 1.20 μ =1.18 −−−−−−−−¿ Fig . 1.21 μ 1
μg=1.88 × 0.0188
μg= 0.022 cp
c) Calcular la densidad ρg=2.70
P× δg Z ×T
ρg =2.70 ×
ρg=11.60
3257 × 0.71 0.85 × 633
lb 3
ft
CALCULO DE LAS PROPIEDADES DEL PETRÓLEO Para un reservorio se han e!er"inao #os si$uien!es a!os% Te"&era!ura ' 1() *F API' +( γ g ' ,-(1 Re#a.i/n Gas &e!r/#eo 0RGP ' 2(, SCF3ST4
+- Usano #as .orre#a.iones .orres&onien!es a #as &ro&ieaes e# &e!r/#eo- A una &resi/n e )+2( PSIA-
Nombre: uis !scor"a
+
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
a De!er"ine #a &resi/n e 6ur6u7a 6 La re#a.i/n e so#u6i#ia . E# 5a.!or e vo#u"en e# &e!r/#eo La vis.osia e# &e!r/#eo Solución a) Calculo de la presión de burbu#a Pb=3062.2 PSI −−−−−−−−¿ Fig . 1.7
b) Calculo de la relación de solubilidad API < 30 : Relacio ! e Sta!ig
[
0.0125
( API )
P × 10 R"= δg × 0.00091 (T ) 18 × 10 R"= 0.71 ×
[
3257 × 10
1/ 0.83
]
0.0125 (27 )
0.00091 (173 )
18 × 10
1 / 0.83
]
P#N BPN
R"=613.966
c) Calculo del factor volumétrico del petróleo (Bo) Calculo de la gravedad especi$ca del petróleo
o
γo =
γo =
141.5 131.5
+ API
141.5 131.5
+27
γo = 0.893
o
Calculo del factor volumétrico del petróleo (Bo) 1.175
Bo =0.972 + 0.000147 × F
[ ]
γg F = R"× γo
0.5
+ 1.25 × T
Nombre: uis !scor"a
)
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
[ ]
γg F = R"× γo
0.5
F =613.966 ×
+ 1.25 × T
[ ] 0.71
0.893
0.5
+ 1.25 × 173
F =763.78
Bo =0.972 + 0.000147 × 763.78 Bo =1.331
•
1.175
BY BN
Calculo de la viscosidad
μo= A × uo$
b
A = 0.3633 −−−−−−−−¿ Fig . 1.13 b = 0.5769−−−−−−−−¿ Fig . 1.13
uo$= 4.81 −−−−−−−−¿ Fig . 1.8
μo= 0.3633 × 4.81
0.5769
μo= 0.9 cp
CAPITULO + FUNDAMENTO DE FLU
Nombre: uis !scor"a
;
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
%. Ca#.u#ar #a .a>a e 5ri..i/n &or &resi/n e un a.ei!e e
? $ravea es&e.i:.a e ,-@+ a una !e"&era!ura +,* C Bue .ir.u#a &or una !u6er>a hori8on!a# e a.ero e @ &u#$aas ? ;,," e #on$i!u .on un .aua# e +-@; &ies) 3se$u= 0.0456 lb / pie× "eg
&atos u= 0.0456 lb / pie× "eg
'emperatura *+C ,- + /P0 1 γ o *.-2 Solución ρo= 62.4 × 0.892 = 55.66 lb.$ / pie
3
! = 8 pulg=0.667 pie"
Ap =
& =
% ×! 4
2
2
=
% × ( 0.667 ) 4
=0.3491 pie"
2
' 2.84 pie" / "eg pie" = =8.136 2 Ap 0.3491 pie" "eg
Nre=
ρ × ! × ( μ 55.66 lb .
NRe=
$ pie
× 0.667 pie"× 8.136 3
0.0456
pie" "eg
lb ×"eg pie"
NRe =6623.92 −−−−−−¿ Flu)oturbuleto
− 0.32
f =0.056 + 0.5 NRe
=0.056 + 0.5 ( 6623.92 )−
0.32
f =0.085
2
* P f ×ρ×& = * + 2 ×gc×!
Nombre: uis !scor"a
2
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
(
$ pie" × 0.085 × 55.66 lb . 8.136 3 "eg *P pie = * + T lb$ − pie 2 × 32.2 × 0.667 pie" 2 lbf −"eg
( ) ( )
/ *P =7.29 lbf pie * + T pie
)
2
2
( )
( * P )T = * P × * + *+
T 2
lbf / pie × 1312 pie" 7.29 2 pie lbf / pie =66.426 ( * P )T = 2 pie 144 plg 1 pie
;- Ca#.u#ar #a .a>a e &resi/n &or 5ri..i/n en un !ra"o e !u6er>a #isa e ;,,, &ies ? ;&#$- De i9"e!ro one u?e a.ei!e e ensia re#a!iva γo =0.72 ? una μo= 0.06369 lb$ / pie − "eg #a ve#o.ia "eia es e (-1; &ies3 se$&atos 3*** pies ∅ 3 plg γo =0.72 μo= 0.06369 lb$ / pie − "eg
Solución ρo= 62.4 × 0.72 =44.928 lb.$ / pie
3
! = 4 pulg =0.337 pie" Nre=
ρ × ! × ( μ 44.928 lb .
NRe=
$ pie
× 0.337 pie" × 7.14 3
0.06369 lb$
pie" "eg
/ pie −"eg
NRe =1697.36 −−−−−−¿ Flu)ola$iar
64
64
= =0.0377 f = NRe 1697.36
Nombre: uis !scor"a
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
2
* P f ×ρ×& = * + 2 ×gc×!
(
$ pie" 0.0377 × 44.928 lb. × 7.14 3 "eg *P pie = * + T lb$ − pie 2 × 32.2 × 0.337 pie" 2 lbf − "eg
( )
( )
/ *P =3.978 lbf pie * + T pie
)
2
2
( )
( * P )T = * P × * + *+
T 2
lbf / pie 3.978 × 4000 pie" 2 pie lbf / pie =110.52 ( * P )T = 2 pie 144 plg 1 pie
CAPITULO ) FLU
68 5*** B7& P -* PS0
Nombre: uis !scor"a
(
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Solución •
Calculo del caudal del 9as
'g 'o 'g =,-R×'o ,-R=
'g=6.45
P#N BN × 2000 BN
'g=12900
'g=12.9
P#N
/P#N
tili"aremos el soft8are &P&: 5. 0ngresamos los valores en bloc; de notas (0N)
&atos ingresados: 0NP' <= >/?0/B!S !C
Nombre: uis !scor"a
@
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
&0/ (0N) .** /N9 (&!9) *.** ?<9N!SS(') *.****** /P0 (&!9) %3.* S9P9 (/0?5) *.14* '!AP (&!9 ) 5.*** P?!SS (PS09) ,4.%** C/C/'0
<A! /C'0SCS >S9 P/' &!N06 >0SC06 <&P EpsiaF EftF Eft7sF Eft7sF Elbm7cfF EcpF @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ * -*.* *. *.** *.** *.** *.*** *.*** 5 -5.1 3*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** -%.4 -*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** % -4. 5*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 3 -1.* 5,*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 4 --.1 **. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** , 2*.3 3*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 1 2. -*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 2%.2 %*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 2 24.1 %,*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 5* 21.3 3**. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 55 22.5 33*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 5 5**.2 3-*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 5% 5*., 4*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 53 5*3.3 4,*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 54 5*,.5 ,**. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 5, 5*1.,3*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 51 5*2., ,-*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 5555.% 1*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 52 55%.* 1,*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** * 553.-**. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 5 55,.4 -3*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** 55-.% --*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.*** % 5*.* 2*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 5.***
Nombre: uis !scor"a
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
3 55.1 2,*. 2.53 *.** 06 %3.- .345 4 5%.4 5***. 2.53 *.** 06 %3.- .345 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
5.*** 5.***
?espuestas 5. a presión de cabe"a es igual a 1+)-2 PSI . a pérdida de presión es ;)-2 PSI '<'/ P?!SS?! &?
;)-2 5***.*
- De!er"inar #a &resi/n e# se&araor e# &o8o .on #a si$uien!e in5or"a.i/nDi9"e!ro e #a !u6er>a' &u#$aas Lon$i!u e #a !u6er>a' +,,, 5! Caua# e &e!r/#eo' 12,,, 43D 0 ,H &e!r/#eo GLR' +,,, 5!)N34N Presi/n en e# .a6e8a#' @,, &si S<C0
Nombre: uis !scor"a
1,
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CAPITULO ;
Nombre: uis !scor"a
11
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
FLUBuio e 2,,, 43D ? e a$ua e +,,, 43DLa !u6er>a e #>nea e u7o !iene una ru$osia e ;1,J ; 5! .on un i9"e!ro e ; &#$La ensia e# $as es o6!enia .on #os a!os e #a si$uien!e !a6#aCo"&onen!es C; C+ nC;1, C(
Fra..i/n "o#ar 0Ki ,-2, ,-1 ,-,( ,-,,(
a- De!er"ine #a &resi/n en #a .a6e8a si #a &ro5unia e# &o8o es e ,,, &ies 6- Ca#.u#ar #as &erias &or &resi/nS<C0
racción molar (Li)
C3 C, nC35* C1M
*.4* *.5, *.*,1 *.**12
Peso Aolecular ( A) 5, %* 4-*
Li.Ai -.*4 3.,4 %.2* .%
∑ 0i/i=18.83 γg =
/ $ol 28.97 g / $ol 18.83 g
γg = 0.65
'o='+− '1 'o=5000
B B −2000
Nombre: uis !scor"a
1+
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto 'o=3000
B
tili"aremos el soft8are &P&: . 0ngresamos los valores en bloc; de notas (0N)
&atos ingresados: 0NP' <= >/?0/B!S !C<A! /C'0SC
Nombre: uis !scor"a
1)
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
4. /brimos el bloc; de notas donde estDn los resultados N<&! P?!SS?! !N9' >S >S9 P/' &!N06 >0SC06 <&P EpsiaF EftF Eft7sF Eft7sF Elbm7cfF EcpF @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ * 5222.* *. *.** *.** *.** *.*** *.*** 5 5234.4 3*. %.23 *.** 06 %5.45 .*2, 5.*** 5-25.2 3-*. %.23 *.** 06 %5.45 .*,5.*** % 5-%-.3 1*. %.23 *.** 06 %5.45 .*3 5.*** 3 51-3.2 2,*. %.23 *.** 06 %5.4* .*54 5.*** 4 51%5.% 5**. %.23 *.** 06 %5.4* 5.22* 5.*** , 5,11.533*. %.24 *.** 06 %5.32 5.2,4 5.*** 1 5,3.% 5,-*. %.24 *.** 06 %5.32 5.23* 5.*** 541*.1 52*. %.24 *.** 06 %5.3- 5.25, 5.*** 2 5451. 5,*. %.24 *.** 06 %5.3- 5.-2% 5.*** 5* 53,%.1 3**. %.24 *.** 06 %5.31 5.-1* 5.*** 55 535*.5 ,3*. %.24 *.** 06 %5.31 5.-35.*** 5 5%4,.1 --*. %.24 *.** 06 %5.3, 5.-1 5.*** 5% 5%*%.% %5*. %.24 *.** 06 %5.3, 5.-*, 5.*** 53 532.%%,*. %.24 *.** 06 %5.34 5.1-4 5.*** 54 552,.3 %,**. %.24 *.** 06 %5.34 5.1,, 5.*** 5, 553%.* %-3*. %.24 *.** 06 %5.33 5.131 5.*** 51 5*-2., 3*-*. %.24 *.** 06 %5.3% 5.15.*** 55*%,.5 3%*. %.24 *.** 06 %5.3 5.15* 5.*** 52 2-.1 34,*. %.24 *.** 06 %5.3 5.,2% 5.*** * 22.3 3-**. %.2, *.** 06 %5.35 5.,11 5.*** 5 -1,.5 4*3*. %.2, *.** 06 %5.3* 5.,,5 5.*** -.1 4-*. %.2, *.** 06 %5.%2 5.,3, 5.*** % 1,2.3 44*. %.2, *.** 06 %5.%- 5.,% 5.*** 3 15,.5 41,*. %.2, *.** 06 %5.%, 5.,55.*** 4 ,***. %.2, *.** 06 %5.%4 5.,*4 5.*** +- @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ?espuestas %. a presión de cabe"a es igual a +- PSI 3. a pérdida de presión es 1))-1PSI '<'/ P?!SS?! &?
5%%,.5 ,***.*
@- De!er"inar #a &resi/n e# .a6e8a# e# &o8o .on #a si$uien!e in5or"a.i/nDi9"e!ro e #a !u6er>a' 1-1, &u#$aas Pro5unia ' ,,, 5! Caua# e &e!r/#eo' 2,, 43D 02,H &e!r/#eo
Nombre: uis !scor"a
1;
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
GOR' @,, 5!)N34N Presi/n e# 5ono u?en!e' +,, &si 800
'o=
2
B
=400
B
SOLUCION Primer Paso !ncontramos la profundidad eGuivalente a los ,** psi de presión en fondo del po"oH reali"ando una intersección con la lInea correspondiente a nuestra relación 9as@Petróleo. Segundo Paso Procedemos a leer el valor de la profundidadH Gue en el e#ercicio es de 55** ftH J restamos el valor de la profundidad a la Gue se encuentra la tuberiaH en nuestro caso ,** ft. '!?C!? P/S< 0ngresamos con el valor de la nueva profundidad J reali"amos nuevamente la intersección correspondiente con el valor de nuestra relación 9as@PetróleoH en nuestro caso 3** ft%N7BN. Cuarto Paso Por Kltimo reali"amos otra intersección con la escala de presiónH ubicada en la parte superior de la grD$caH obteniendo asI nuestro valor de presión del cabe"al del po"o en nuestro caso de 5%** PS0.
Nombre: uis !scor"a
12
Fenómenos del Transporte Ing. Gustavo Pinto
Nombre: uis !scor"a
1
