Gas de Condensación Retrograda Agotamiento a Volumen Constante 1. Int ntro rod duc ucci ción ón El pr pres esen ente te tr trab abaj ajo o de in inve vest stig igac ació ión n tr trat atar ara a de in info form rmar arno nos s de dell ga gas s de condensación retrograda que es cuando la temperatura del reservorio T cae entre la temperatura crítica Tc y el punto cricondentérmico Tct del fluido de reservorio. También Ta mbién sobre el método de agotamiento a volumen constante 2. Objetivo Dar a conocer que es un gas de condensado retrogrado Dar a conocer el método de agotamiento a volumen constante
3. Des esa arr rrol olllo 3.1.
Gas de Condensación Retrograda
Si la temperatura del reservorio T cae entre la temperatura crítica Tc y el punto cricond cri condent entérmi érmico co Tct del flu fluido ido de res reservo ervorio rio,, el res reservo ervorio rio se cla clasif sifica ica com como o reservorio de gas con condensación retrógrada. Esta categoría de reservorio de gas es un tipo nico de acumulación de !idrocarburo en que el comportamiento termodin"mico especial del fluido de reservorio es el factor central en el proceso de des desarr arrol ollo lo y de depl plec eción ión de dell re reser servo vori rio. o. #u #uan ando do la pr presi esión ón dec decrec rece e en la las s me$clas, en ve$ de e%pandirse &si es gas' o vapori$arse &si es petróleo' como puede esperarse, ellos se contraen o se condensan.
Figura 1. Un diagrama de fase típico de un sistema retrógrado.
#onsideremos que la condición inicial del reservorio de gas retrogrado est" representada en el punto ( en el diagrama da fases presión)temperatura. Debido a que la *presión del reservorio est" por encima de la presión superior del punto de roció, el !idrocarburo e%iste como fase simple &fase vapor' en el reservorio. #uando la presión del reservorio declina isotérmicamente durante la producción desde la presión inicial &punto (' a la presión superior de punto de roció &punto +', la atracción entre las moléculas de los componentes livianos y pesados causa que se muevan separ"ndose cada ve$ m"s. #uando esto ocurre, la atracción entre moléculas de componente pesado llega a ser m"s efectiva, por tanto, el líquido comien$a a condensarse. Este proceso de condensación retrograda continua con la presión decreciente !asta que el goteo líquido alcan$a su m"%imo en el punto . -osterior reducción en la presión permite que las moléculas pesadas comiencen el proceso normal de vapori$ación. Este es el proceso donde menos moléculas de gas bloquean la superficie liquida y causa que m"s moléculas abandonen frente a las que entran a la fase liquida. El proceso de vapori$ación contina !asta que la presión del reservorio alcan$a la presión inferior del punto de roció. Esto significa que todo el líquido formado debe vapori$arse porque todo el sistema es esencialmente vapor en el punto de roció inferior. na curva de encogimiento del volumen líquido para un sistema de condensado. /a curva se llama comnmente curva de goteo líquido. En la mayoría de los reservorios de gas condensado el volumen de líquido condensado raramente e%cede m"s de (0)(1 2 del volumen poral. Esta saturación de líquido no es tan grande con para permitir que fluya cualquier líquido. Se debe reconocer, sin embargo, que alrededor del po$o donde la caída de presión es alta, bastante líquido de goteo puede acumularse para dar flujo bif"sico de gas y liquido retrogrado.
igura 2. #urva de goteo de líquido
/as características de gas condensado retrogrado son3 •
• •
45- entre 6777 y 87777
scf STB . El 45- para un sistema condensado
aumenta con el tiempo debido al goteo de líquido y la perdida de componentes pesados en el líquido. 5ravedad del condensado por encima de 079 :-; #olor agua blanca o ligeramente coloreado
3.2.
Agotamiento a Volumen Constante
3.2.1. Introducción #onsiste en una serie de e%pansiones y despla$amientos a presión constante de la me$cla recombinada, de tal manera que el volumen de gas m"s líquido acumulado en la celda permanece constante al finali$ar cada despla$amiento. El gas retirado a presión constante es llevado a un laboratorio de an"lisis donde se mide su volumen y se determina su composición. /os factores de compresibilidad del gas retirado y de la me$cla bif"sica remanentes en la celda y el volumen de líquido depositado en el fondo de la celda se deben determinar a cada presión. Este proceso es continuado !asta llegar la presión de abandono, instante en el que se anali$an las fases líquida y gaseosa remanentes en la celda. Es entonces cuando un balance molar permitiría tanto comparar la composición del fluido original con la calculada en base a los fluidos remanente y producidos, como observar si las medidas son e%actas.
3.2.2. Descri!ción" Este tipo de e%perimento se reali$a en condensados de gas y en crudos vol"tiles, lo que se busca es reproducir de la manera mas fiel posible las caídas de presión
dentro del yacimiento y cómo esto afecta a la composición del fluido sometido a tales presiones. El procedimiento e%perimental para este tipo de prueba es e%plicado paso a paso a continuación3 -aso (.Se necesita una muestra representativa del yacimiento que se quiera estudiar, tal muestra debe ser medida y pesada adem"s de tener el conocimiento de su factor a? del siguiente gr"fico.
-aso +. El factor real de compresibilidad < del gas es calculado por la ecuación de gases reales, Z d =
P d ×V i ni × R × T
-aso . Se reduce la presión en la celda desde la presión de saturación !asta una predeterminada -, esto se puede !acer si en la celda desde el inicio se coloca cierto volumen de mercurio y luego se va retirando poco a poco, lo que !ace que se redu$ca la presión, como se representa en la parte >b? de la gr"fica anterior. Durante este proceso se notar" la aparición de una fase liquida formada por condensación retrograda, una ve$ aparecido tal volumen líquido &= l' se espera cierto tiempo a que alcance el equilibrio con el volumen gaseoso &=', y se procede a !acer una medición visual de las fases dentro de la celda y se reporta el
volumen de líquido como un porcentaje del volumen inicial =i lo que representa la saturación de líquido retrogrado &S l'. @atem"ticamente se e%presa como3 S I =
V l V i
× 100
-aso A.) Se reinyecta el volumen de mercurio originalmente e%traído dentro de la celda a una temperatura T constante mientras que al mismo tiempo se va retirando un volumen de gas equivalente. #uando se alcan$a el volumen inicial = i se detiene la reinyección del mercurio como se ilustra en la parte >#? de la figura arriba. -aso 0.) El gas removido es llevado a un equipo especial para determinar su composición &yi', su volumen es medido a condiciones est"ndar y denotado como &=gp'sc . Se puede calcular la cantidad e moles del gas producido utili$ando la ecuación3 n p =
p sc ( V gp ) sc RT sc
-aso B.) Este paso tiene suma importancia pues es el que produce las características de un yacimiento que produce solo gas y que deja inmóvil dentro del yacimiento el líquido que de él se produce por condensación. -aso 8.) En este punto de la prueba se pueden calcular ciertos datos, entre los m"s importantes se tiene la determinación de la constante de compresibilidad del gas a las presiones y temperaturas de la celda como sigue3 Z =
p ( V g ) n p R T
-aso 6.) @"s importante an es la determinación de < bif"sico o el factor de compresibilidad bif"sico que es el factor de compresión en conjunto tanto del gas y el líquido retrógrado dentro d la celda. Este dato se obtiene matem"ticamente !aciendo3 ¿
Z bifasico =
¿
p V i
( ni−n p ) RT
( ni −n p ) =cantidad de moles dela muestraremanente enla celda ni= molesinicialesenlacelda
n p =molesacumulados degas removido
-aso 1.) El volumen del gas producido como un porcentaje del gas inicial en el lugar es calculado por división del volumen acumulado del gas producido por el gas inicial en el lugar, ambos a condiciones est"ndar.
|
SG p =
∑ ( V gp ) sc
|
SG p =
GHP
∑ n p ni original
|
100
|
100
Este < bif"sico es de suma importancia a la !ora de reali$ar graficas de evaluación de producción de yacimientos con características de gas condensado. /a anterior ecuación puede ser e%presada de manera m"s conveniente de la siguiente manera3 Z bifasico =
( )[ Z d
P d
( )]
P G p 1− GHP
Z d = factor dedesviaciondel gasa la presion del punto derocio Pd = presion del punto de rocio psia P= presionde resevorio psia
GHP= gasinicial ∈ situscf G p= gas priducidoacumulado a la presion P scf
El procedimiento e%perimental anterior se repite tantas veces como sea necesario !asta alcan$ar la presión mínima deseada, en donde se puede determinar la
composición y cantidad de gas y líquido retrogrado finales en la celda. El mismo procedimiento puede ser reali$ado en una muestra de crudo vol"til, en tal caso la celda contendr" inicialmente líquido en ve$ de gas esto a una presión por debajo a la de burbujeo. #jem!lo" sando los datos e%perimentales del po$o anónimo de gas)condensado que tenemos en el tabla )(7, calcular el factor de compresibilidad bif"sico a +777 psi.
Solución3 El reporte de laboratorio indica que la presión est"ndar es (0,7+0 psia, aplicando la ecuación para $ bif"sica tenemos3
Z bifasico =
Z bifasico =
( )[ Z d
P d
(
( )]
P G p 1− GHP
1.043 4968 + 15.025
)[
]
2000 + 15.025 1−0.46422
Z bifasico =0.787
Descri!ción" /a información que se obtiene del e%perimento es la siguiente3 o
/a presión de saturación, ya sea punto de burbuja o punto de rocío.
o
/a compresibilidad del gas e%traído o producido en cada etapa.
o
/a saturación del líquido como fracción del volumen de la celda.
o
/a composición del gas e%traído en cada etapa.
o
El peso molecular y la densidad relativa de la fracción pesada del gas en cada etapa.
o
/a viscosidad del vapor.
o
/a composición del líquido en la ltima etapa de presión.
o
El peso molecular del líquido en la ultima etapa de presión.
o
/a viscosidad del líquido empleando el viscosímetro adecuado.
/os siguientes datos se obtuvieron del an"lisis de una muestra recombinada del gas y condensado del separador. El e%perimento se !ace en un recipiente de -=T, cuyo volumen inicial disponible para !idrocarburos es 106,(A cm. /os 5-@ &galones de condensado por millar de pies cbicos de gas' de gas !medo y las ra$ones gas secoCpetróleo se calcularon a partir de los factores de equilibrio, , usando la producción obtenida de un separador que opera a 77 psia y 87 F. /a presión inicial del yacimiento es A777 psia, valor muy cercano a la presión del punto de roció, y la temperatura (6B F $resión %$sia& '(((
3)((
2*((
21((
13((
+()
, -olar CO2
(1/
(1/
(1/
(1/
(1*
(21
, -olar 02
(13
(13
(1'
(1)
(1)
(1'
, -olar C1
+2
+31
+)21
+**
(
++)*
, -olar C2
1'1
1'2
1'1
1'12
1'+3
1+(+
, -olar C3
/3
/2)
/1
)
3
*11
, -olar iC'
(*/
(*1
(*)
(/1
(*
1(1
, -olar nC'
3')
3'
31)
21
2)*
331
, -olar iC)
(*1
(/+
(/'
(+
())
(+/
, -olar nC)
1)2
1'
13*
(*
(/1
1(2
, -olar C+
1*
1+
1)2
1(3
13
(/
, -olar C +/)
3*
''1
2
1(+
1(
$resión %$sia& '(((
3)((
2*((
21((
13((
+()
$eso molecular C 1'3
13/
12/
11+
111
11(
del gas a 1/+ 4 !ara el gas 56medo o total (/+
(/
('/
(+2
(/1*
(*(2
$rod. de gas 56medo cm3 a 7 8 $ de reci!iente (
22'
''
13(3
2+((
)1*/
G$- de gas 56medo %calculado& )2)'
')/
33'
1))3
(/3)
(/*)
Gas seco9!etróleo 12
/2/3
11+21
2+()1
'*312
')/2
:;
332
1*1+
23*1
22'+
1/(
$rueba CVD=$reguntas a' En base al contenido inicial del gas !medo en el yacimiento (,77 @@pcs, cuales son las recuperaciones de gas !medo, gas seco y condensado e cada intervalo de presión ,si se considera empuje por agotamiento. b' G#u"les son los volmenes de gas seco y condensado inicialmente en el yacimiento en (,77 @@pcs de gas !medoH $rueba CVD=>olución a' el volumen de !idrocarburos en la celda para la presion de A777 psia es 106,(A
3
CM , entonces !allamos el volumen para 077 psia,de acuerdo
a la relación3 P1∗V 1 P2∗V 2 Z 1∗T 1
=
Z 2∗T 2
V 2=
P1∗V 1∗Z 2
V 2=
Z 1∗ P1
4000∗3958.14 ∗0.799 0.867 ∗3500
V 2= 4168.8 [ cm
3
]
-or lo tanto, el volumen de gas !medos producido de (@@pcs de gas de reservorio es3 V g =
[ 4168,8 [ cm ]
1 [ MMpcs ]∗224 cm
3
]
3
V g =53,73 [ MMpcs ]
/a relación de gas !medo Ccondensado calculada a partir de los gpm ,considernando de (IblJA+ gal, es3 R=
(100∗42) [ PCS ] 4,5780 [ Bbl ]
R= 9147,3
[ ] pcs Bbl
Entonces la producción de condensado es3 cond =
cond =
V g R 53730 [ pcs ] 9174,3
[ ] pcs Bbl
cond =5,86 [ Bbl ]
-or lo tanto , el gas seco producido es 3
gas− seco =8283∗5,86
gas− seco = 48,51 [ Mpcs ]
b' El contenido de condensado en ( @@pcs de reserorio a A77 psia, es3 cond =
5,2540∗1000 42
cond =125,1 [ Bbl ]
:simismo, el contenido de gas seco en ( @@pcs es3 gasseco =125.1 [ Bbl ]∗7121
[ ] pcs Bbl
gasseco= 891.65 [ Mpcs ]
'. Conclusiones /a condensación retrograda se produce cuando la temperatura del
reservorio T cae entre la temperatura cricondentérmico Tct del fluido de reservorio.
crítica
Tc
y
el
). ?ibliogra@;a !ttp3CCes.slides!are.netCKenypriegoCdiapositivas)Klever)gas)retrogrado !ttp3CCblog)petrolero.blogspot.comC+776C(+Cyacimiento)de)gas) condensado.!tml !ttp3CC!tml.rincondelvago.comCyacimiento)de)gas.!tml !ttp3CCes.slides!are.netCcesarDL77Cdiagramas)de)fases)by)rmd
punto
