GAS GAS HUMEDOHUMEDO

GAS HUMEDOGAS HUMEDO

El análisis de las propiedades del gas húmedo se basa en que las propiedades de superficie no son las mismas que las del yacimiento. El líquido se condensa desde el yacimiento a medida que este se mueve desde el fondo hasta la superficie.

RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- composición DE SUPERFICIE- composición

conocidaconocidaComposición de superficie: Se puede calcular

teniendo las composiciones de líquido en el tanque, de gas en el separador y de gas en el tanque, además de las relaciones gas-aceite.

1ero Conversión de las relaciones gas-aceite en scf/STB a lbmol gas/lbmol liquido en el tanque. La densidad y el peso molecular del líquido se deben calcular.

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición conocidacomposición conocidaEJEMPLO 1: Un gas húmedo se produce a

través del separador a 300 psia y 73°F hasta el tanque a 76°F. El separador produce 69551 scf/STB y el tanque 366 scf/STB. La gravedad del líquido del tanque es 55.9°API.Las composiciones se encuentran en la tabla. Calcular la composición del gas de yacimiento.

G.Ec7+= 0.794 Mc7+= 113 lb/lbmol

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición conocidacomposición conocidaCOMPONENTE COMPOSICION DE GAS

EN EL SEPARADORCOMPOSICION DE GAS

EN EL TANQUECOMPOSICION DE

LIQUIDO EN EL TANQUE

C1 0.8372 0.3190 0.0018

C2 0.0960 0.1949 0.0063

C3 0.0455 0.2532 0.0295

i-C4 0.0060 0.0548 0.0177

n-C4 0.0087 0.0909 0.0403

i-C5 0.0028 0.0362 0.0417

n-C5 0.0022 0.0303 0.0435

C6 0.0014 0.0191 0.0999

C7+ 0.0002 0.0016 0.7193

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición conocidacomposición conocida

Propiedades del líquido de tanque:Propiedades del líquido de tanque:

MMstosto= 100.9 lb/lb= 100.9 lb/lbmolmol

ρρstosto= 47.11 lb/cu ft= 47.11 lb/cu ft

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición conocidacomposición conocida

Conversión de relaciones gas-aceite:Conversión de relaciones gas-aceite:

STOlb

STgaslb

STOlb

lbSTO

lbSTO

cuftSTO

cuft

bbl

scf

lb

STB

scfSTgas

mol

mol

mol

mol 3667.09.100

11.47615.57.380366

STOlb

SPgaslb

STOlb

lbSTO

lbSTO

cuftSTO

cuft

bbl

scf

lb

STB

scfSPgas

mol

mol

mol

mole 69.699.100

11.47615.57.38069551

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición conocidacomposición conocidaComponente Composición

de gas en SPComposición de gas en ST

Composición de aceite en

ST

Composición recombinada

de gaslbmol j gas SP lbmol j gas SP lbmol j gas ST lbmol j gas ST lbmol j STO lbmol j gas

res.lbmol j gas res.

lb mol STO: Lb mol gas res.

xst yres.

C1 0.8372 58.344 0.3190 0.117 0.0018 58.463 0.8228

C2 0.0960 6.690 0.1949 0.072 0.0063 6.768 0.0952

C3 0.0455 3.171 0.2532 0.093 0.0295 3.294 0.0464

i-C4 0.0060 0.418 0.0548 0.020 0.177 0.456 0.0064

n-C4 0.0087 0.606 0.0909 0.033 0.0403 0.679 0.0096

i-C5 0.0028 0.195 0.0362 0.013 0.0417 0.250 0.0035

n-C5 0.0022 0.153 0.0303 0.011 0.0435 0.208 0.0029

C6 0.0014 0.098 0.0191 0.007 0.0999 0.205 0.0029

C7+ 0.0002 0.014 0.0016 0.001 0.7193 0.734 0.0103

1,00 69.690 10.000 0.3667 10.000 71.057 10.000

lb mol STO: 0.3667 yst

lb mol STO: 69.69

yst+0.3667 yst+xst

lb mol gas SP lb mol STO: 69.69 ysp

lb mol gas ST yst

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición desconocidacomposición desconocida

Propiedades de gas en el separador y en el Propiedades de gas en el separador y en el tanque conocidas:tanque conocidas:

Donde la relación de producción gas-Donde la relación de producción gas-aceite esaceite es

R= RR= Rspsp + R + Rstst

stsp

gststgspsp

gRR

RR

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición desconocidacomposición desconocida

Para un sistema de dos separadores y un tanque tenemos:

y

stspsp

gststgspspgspspg RRR

RRR

21

2211

stspsp RRRR 21

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición desconocidacomposición desconocida La masa del gas de yacimiento en libras

es:

STB

cuft

cuft

lb

lb

scf

lb

lb

STB

scfR

m aceite

aceite

aceiteo

asmo

asmo

gasg

R 615.537.62

7.380

29

lg

lg

ogRm 2.3500762.0

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición desconocidacomposición desconocida

Las moles de gas de yacimiento es:

aceite

aceiteo

aceiteo

gas

R

lbmol

lbM

STB

lb

lbmol

scfSTB

scfR

n2.350

7.380

o

oR M

Rn

2.35000263.0

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición desconocidacomposición desconocida

La gravedad específica del gas de yacimiento es:

El término representa el volumen

que ocuparía el líquido del tanque si se vaporizara

o

o

oggR

MR

R

133300

4600

o

oM

133330

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición desconocidacomposición desconocida El peso molecular del líquido se puede

calcular con la siguiente expresión:

Donde γSTO es la gravedad específica del líquido del tanque

STO

STOo API

M

008.1

43.42

8.8

5954

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE- FLUIDOS DE SUPERFICIE-

composición desconocidacomposición desconocida Propiedades desconocidas de gas del Propiedades desconocidas de gas del

tanque:tanque:

VEQR

AGPR

sp

gspspgR

1

011 4600

o

ostsp M

RRVEQ

1333002

gststgspsp RRAGP 22

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE-FLUIDOS DE SUPERFICIE-

EJEMPLO 2: Un gas húmedo se produce a través de un sistema de separación de tres etapas. El primer separador produce 61015 scf/STB de gravedad específica de 0.669 y el segundo separador produce 1002 scf/STB de 0.988 de gravedad específica. La gravedad del aceite del tanque es de 60.7°API. El separador primario opera a 900 psia y 73°F y el secundario opera a 75 psia y 74°F. Calcular la gravedad específica del gas de yacimiento.

RECOMBINACION DE LOS RECOMBINACION DE LOS FLUIDOS DE SUPERFICIE-FLUIDOS DE SUPERFICIE-

VEQ= 1600 scf/STB a PVEQ= 1600 scf/STB a Psp1sp1= 900 psia= 900 psia

γγSTOSTO= 60.7= 60.7°API,T°API,Tsp1sp1=73°F,T=73°F,Tsp2sp2=74°F, Fig.7-2=74°F, Fig.7-2

AGP= 756 scf-gravity/STB, Fig 7-3.AGP= 756 scf-gravity/STB, Fig 7-3.

718.0

160061015

756736.04600669.061015

4600

1

!1

gR

sp

ogSPspgR VEQR

AGPR

FACTOR VOLUMETRICO DE FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIONFORMACION

Sus unidades son barriles de gas a Sus unidades son barriles de gas a condiciones de yacimiento por barril de condiciones de yacimiento por barril de liquido en a superficieliquido en a superficie

darionessqueacondiciquidoenelvolumendel

cimientoraturadeyasionytempemientoapreasenelyacivolumenBwg tantan

deg

FACTOR VOLUMETRICO DE FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIONFORMACION

Composición de superficie conocida:Composición de superficie conocida:

EJEMPLO 3: Continuando con el ejemplo 1, calcular el factor volumétrico de formación a condiciones de yacimiento de 2360 psig y 204°F.

FACTOR VOLUMETRICO DE FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIONFORMACION

Primero se calculan las propiedades pseudocríticas Primero se calculan las propiedades pseudocríticas del gas de yacimiento.del gas de yacimiento.

COMP FRACCION MOLAR

T. CRITICA P. CRITICA

C1

C2

C3 i-C4 n-C4 i-C5 n-C5 C6 C7+

0.8228 0.0952 0.0464 0.0064 0.0096 0.0035 0.0029 0.0029 0.0103

Tcj

342.91 549.50 665.64 734.04 765.20 828.68 845.38 913.18 1068*

yJTcj

282.15 52.31 30.89 4.70 7.35 2.90 2.45 2.65

11.00

396.4ªR

Pcj

666.4 706.5 616.0 527.0 550.6 490.4 488.6 436.9 455.0*

ycjPcj

548.31 67.26 28.58 3.38 5.29 1.72 1.42 1.27 4.69

661.9psia

FACTOR VOLUMETRICO DE FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIONFORMACION

Segundo se determina el factor z y se Segundo se determina el factor z y se calcula el volumen molar del gas de calcula el volumen molar del gas de yacimientoyacimiento

68.14.396

664

RT

TT

pcpr 59.3

9.661

7.2374

psi

psia

P

PP

pcpr

73,849.0 FigZ

FACTOR VOLUMETRICO DE FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIONFORMACION

Tercero, se calcula el volumen del líquido Tercero, se calcula el volumen del líquido condensado del tanquecondensado del tanque

lbmolcuft

psia

RRlbmol

psiacuft

P

zRTVM 548.2

7.2374

664732.10*849.0

FACTOR VOLUMETRICO DE FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIONFORMACION

lbmolSTO

cuftSTO

cuftlblbmol

lbMVmolar

STO

STO 142.211.47

9.100

.lg03014.0

.lg057.71

142.2deg

asyaclbmo

cuftSTO

lbmolSTOasyaclbmo

lbmolSTOcuftSTOtoasyacimiendeunalbmolVolumenSTO

.lg03014.0

.lg.548.2

asyaclbmocuftSTO

asyaclbmocuftgasyac

Bwg

FACTOR VOLUMETRICO DE FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIONFORMACION

Composición desconocida:Composición desconocida:

Usualmente la composición del gas en el stock-tank no es conocida, por lo tanto podemos usar el volumen equivalente (VEQ) para calcular el factor volumétrico de formación.

STBscfVEQRcimientoashumedoyaVolumen sp ,deg 1

FACTOR VOLUMETRICO DE FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIONFORMACION

EJEMPLO 4: Continuando con el ejemplo 3, calcular el factor volumétrico de formación a condiciones de yacimiento de 2360 psig y 204°F.

Tpc=382°R, Ppc=661psia a γg=0.718 Fig 3-11

74.1382

664

R

RTpc

59.3661

7.2374

psi

psiaPpr

FACTOR VOLUMETRICO DE FACTOR VOLUMETRICO DE FORMACIONFORMACION

876.0Z

STB

bblyacB

PTVEQR

ZB

wg

spwg

.0.77

7.2374

664160061015876.000502.0

00502.0 1

PRODUCTOS DE PLANTAPRODUCTOS DE PLANTA

Usualmente en el proceso del gas de Usualmente en el proceso del gas de superficie se remueven y licuan los superficie se remueven y licuan los hidrocarburos intermedios, estos líquidos hidrocarburos intermedios, estos líquidos se llaman productos de planta y vienen se llaman productos de planta y vienen dados en galones de líquido por mil pies dados en galones de líquido por mil pies cúbicos estándar de gas procesado, GPM.cúbicos estándar de gas procesado, GPM.

Mscf

galMy

cuftliq

gal

lb

cuftliq

lbmol

lbM

Mscf

scf

scf

aslbmo

aslbmo

lbmolyGPM

oj

jj

jojj

jj

jjj

65.19

481.7

1000

7.380

lg

lg

PRODUCTOS DE PLANTAPRODUCTOS DE PLANTA

Donde Donde ρρojoj es la densidad del componente j, es la densidad del componente j,

como un líquido a condiciones estándar o:como un líquido a condiciones estándar o:

Mscf

galMyGPM

oj

jjj

3151.0

PRODUCTOS DE PLANTAPRODUCTOS DE PLANTA

Ejemplo 5: Determinar los productos líquidos máximos producidos de un gas de composición:

COMPONENTE FRACCION MOLAR

Dióxido de Carbono Nitrógeno Metano Etano

Propano i- Butano n- Butano i- Pentano n- Pentano

Hexano Heptano mas

0.0167 0.0032 0.7102 0.1574 0.0751 0.0089 0.0194 0.0034 0.0027 0.0027 0.0003

PRODUCTOS DE PLANTAPRODUCTOS DE PLANTA

Gravedad específica CGravedad específica C77++ = 0.7 = 0.7

Peso Molecular CPeso Molecular C77++

= 103lb/lbmol= 103lb/lbmol

Mscf

galMyGPM

oj

jjj

3151.0

PRODUCTOS DE PLANTAPRODUCTOS DE PLANTA

COMP. FRACCION MOLAR

PESO MOLECULAR

GRAVEDAD ESPECIFICA

LIQUIDO

CONTENIDO DE LIQUIDO 0.3151yJMj

yj Mj ρoj ρoj

CO2

N2

C1

C2

C3

i-C4

n-C4

i-C5

n-C5

C6

C7+

0.0167 0.0032 0.7102 0.1574 0.0751 0.0089 0.0194 0.0034 0.0027 0.0027 0.0003

30.07 44.10 58.12 58.12 72.15 72.15 86.18

103.00

0.3562 0.5070 0.5629 0.5840 0.6247 0.6311 0.6638 0.7000

4.187 2.058 0.290 0.608 0.124 0.097 0.110 0.014

7.488 GPM

GASES RETROGRADOSGASES RETROGRADOS

Los gases retrógrados se pueden tratar con Los gases retrógrados se pueden tratar con las discusiones para los gases húmedos, las discusiones para los gases húmedos, si la presión del yacimiento está por si la presión del yacimiento está por encima del punto de rocío del gas encima del punto de rocío del gas retrogrado.retrogrado.