Equipo 2 Propiedades

21
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015 Departament o: Ingeniería Petrolera Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros EXPOSICIÓN, EQUIPO No.2 TEMA: FACTOR VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DEL GAS (Bg). CARRERA: INGENIERÍA PETROLERA. SEMESTRE: QUINTO. Grupo: A DOCENTE: ING. KARINA SASTRÉ ANTONIO ELABORADO POR: 1

description

sfvgaefga

Transcript of Equipo 2 Propiedades

Page 1: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

EXPOSICIÓN, EQUIPO No.2

TEMA: FACTOR VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DEL

GAS (Bg).

CARRERA: INGENIERÍA PETROLERA.

SEMESTRE: QUINTO.

Grupo: A

DOCENTE: ING. KARINA SASTRÉ ANTONIO

ELABORADO POR:

1. CICEÑA BRAVO JOSE LUIS 13082401

2. IZQUIERDO MORALES ARANTXA 13081465

3. PEREZ MORENO JOSE ANGEL 13081522

4. TOSCANO ALVAREZ FRIDA MARISA 13081555

5. TRUJILLO PEÑA MELISSA MAYLETT 13081556

1

Page 2: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Coatzacoalcos Ver, a 01 de Septiembre del 2015

Índice

Introducción............................................................................................................3

Desarrollo del tema................................................................................................4

Aplicaciones.........................................................................................................13

Conclusión............................................................................................................14

Bibliografía............................................................................................................14

2

Page 3: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Introducción

Con el siguiente trabajo de investigación y aportando más información con la

exposición que se presentara al grupo se tratara abarcar todo lo importante que se

debe saber sobre el factor volumétrico.

El trabajo de investigación que a continuación se presenta, tiene por objetivo

conocer y analizar los factores del tema. Se denota como Bg o βg. Es un factor que

relaciona el numero de barriles de gas que se necesitan en el yacimiento para

producir un pie cubico de gas a condiciones normales. Sabemos que necesitaremos

obtener el factor volumétrico de formación del gas pero necesitamos saber en qué

tipo de yacimiento podremos calcularlo.

Un yacimiento de gas natural se definen por la ubicación de la presión y la

temperatura inicial en un diagrama de presión - temperatura se subdividen en

yacimientos de gas seco, gas humedo y gas condensado. Sabemos que el gas

natural es una energía de origen fósil extraída del subsuelo y considerada como la

más amigable con el medio ambiente. Es necesario conocer este concepto ya que es

un dato que se debe calcular para apoyar las pruebas de PVT que se le realizan a un

yacimiento.

3

Page 4: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Desarrollo del tema

Se representa con el símbolo βg, es un factor que relaciona el volumen de gas en

el yacimiento, el cual está a determinadas condiciones de presión y temperatura, con

el volumen de la misma masa de gas en superficie a condiciones normales (P = 14,7

lpca y T = 60°F).

El gas natural es una mezcla homogénea de hidrocarburos, en su mayoría livianos

como el metano y etano y en menores proporciones propano butano y otros

hidrocarburos más pesados. Además contiene impurezas como el H2S, N2, CO2, He

y vapor de agua.

El factor volumétrico de formación del gas, Bg, es un parámetro que relaciona el

volumen que ocupa un gas condiciones de presión y temperatura de yacimiento con

el volumen que ocupa la misma masa de gas en superficie a condiciones estándar

(14,7 psia y 60ºF). Se puede expresar:

4

Page 5: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Ecuación 1

Debemos recordar que el comportamiento de los gases está determinado por la

ecuación de estado de los gases. Sin embargo, esta ecuación hace distinción entre

los denominados gases ideales y gases reales. Un gas ideal es aquel modelo en el

cual:

El volumen que ocupan las moléculas es insignificante con respecto al

volumen ocupado por el gas

Se desprecian las fuerzas de atracción y repulsión entre las moléculas o entre

las moléculas y las paredes del recipiente que las contiene, y

Se consideran perfectamente elásticos los choques de las moléculas que lo

componen.

La ecuación de estado para gases ideales se expresa de la siguiente forma:

Ecuación 2

Donde:

5

Page 6: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

P = presión del gas, psia

V = volumen que ocupa el gas, ft3

n = numero de moles, lbmol

R = constante universal, 10.73 psia*ft3/(lbmol*ºR)

T = temperatura del gas, ºR

Sin embargo a condiciones de yacimiento, como son altas temperaturas y

presiones, esta ecuación no describe correctamente el comportamiento de los gases.

Se dice entonces que el gas tiene un comportamiento real, y hay q considerar las

fuerzas de atracción y repulsión entre moléculas así como el volumen q éstas

ocupan, a diferencia del modelo ideal en el cual eran despreciados. Existen distintas

ecuaciones que introducen factores y parámetros para corregir este comportamiento,

una de las más sencillas es la que utilizan el factor de compresibilidad de los gases

Z.

Ecuación 3

El factor Z es un factor calculado experimentalmente comparando el volumen real

que ocupan n moles de gas a ciertas condiciones de presión y temperatura con el

volumen ideal o teórico que debería ocupar la misma masa de gas a dichas

condiciones; y para cada gas, el factor Z tiene distintos valores al variar las

condiciones de P y T. Sin embargo todos los gases tiene el mismo factor de

6

Page 7: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

compresibilidad cuando se encuentran a iguales condiciones de presión reducida y

temperatura reducida, por la tanto Z es una función de las propiedades reducidas de

los gases.

Ecuación 4

Ecuación 5

Donde:

P, T: presión y temperatura a la cual queremos determinar Z

Pc, Tc : presión y temperatura crítica del gas puro

Standing y Katz desarrollaron una gráfica que permite determinar el Z a partir de

las propiedades reducidas.

7

Page 8: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Ilustración 1

El gas natural es una mezcla de varios componentes gaseosos, por lo cual no se

puede tener valores d propiedades críticas para todas las mezclas existentes; pero

es posible determinar parámetros que describan a la mezcla, considerando sus

componentes y las proporciones de ellos. Hablamos entonces de propiedades

pseudoreducidas y pseudocríticas.

Para el gas natural:

8

Page 9: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Ecuación 6

Y entramos a la gráfica de Standing y Katz con las propiedades pseudoreducidas

de la mezcla de gases.

El gas natural está compuesto además de hidrocarburos gaseosos livianos de una

serie de componentes hidrocarburos más pesados y en menores proporciones, por lo

que se ven agrupados y denominados heptano plus (C7 +). Como se trata de otra

mezcla gaseosa particular para cada caso, sus propiedades críticas no son fijas, sino

que dependen de la mezcla, principalmente del peso molecular y de la gravedad

específica. Los siguientes gráficos nos permiten hallar tanto la presión como la

temperatura crítica para el heptano plus.

9

Page 10: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Ilustración 2

10

Page 11: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Ilustración 3

Debemos tener en cuenta que el gas natural frecuentemente tiene en su

composición una serie de elementos no hidrocarburos o contaminantes, y es

necesario corregir el efecto que éstos tienen en el cálculo de las propiedades

pseudocríticas. La presencia de nitrógeno no afecta sustancialmente el valor de Z,

pero el sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono causan grandes errores que

pueden ser remediados corrigiendo previamente la temperatura y presión

pseudocríticas calculadas antes.

11

Page 12: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Ecuación 7

El factor de ajuste de componentes no hidrocarburos є es determinado a partir de

las concentraciones de H2S y CO2 en la mezcla con el gráfico de Wichert y Aziz.

12

Page 13: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Ilustración 4

Con todo lo anterior podemos calcular el factor de compresibilidad Z del gas

natural a partir del conocimiento de su composición, a cualquier condición de presión

y temperatura. Entonces, volvamos al cálculo del factor volumétrico de formación Bg

considerando el gas natural como un gas real:

13

Page 14: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Ecuación 8

A condiciones de superficie, el factor de compresibilidad es aproximadamente 1, y

son conocidas la presión y temperatura.

Ecuación 9

El comportamiento del FVF de gas Bg, con respecto a la presión en el yacimiento

está expresado en el siguiente gráfico. Nunca tiene el valor de cero, sino que es

asintótico a cero para elevadas presiones.

14

Page 15: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Ilustración 5

Aplicaciones

Los análisis PVT son pruebas que se hacen en un laboratorio para determinar

las propiedades de los fluidos que se encuentra en un determinado

yacimiento, modificando la presión, volumen y temperatura. Es por eso que el

factor volumétrico de la formación del gas se realiza para conocer las

propiedades de un fluido.

Nos permite determina la relación de crudo o gas que se puede extraer a

condiciones de yacimiento y el crudo o gas que se extrae a condiciones de

superficie.

15

Page 16: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Analizar el comportamiento de un yacimiento.

Calcular el factor volumétrico de formación del gas.

Forma parte de la ecuación de balance de materia (EBM). Por lo tanto puede

determinar las reservas.

Conclusión

Como conclusión esperamos que el trabajo de investigación haya logrado su

objetivo de explicar de forma sencilla pero completa. El factor volumétrico de

formación del gas es la relación del volumen de gas a condiciones de temperatura y

presión del yacimiento, con el volumen de la misma masa de gas en superficie a

condiciones normales (14,7 lpca y 60 ºF).

16

Page 17: Equipo 2 Propiedades

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

Se define como la relación del volumen de una masa de gas a las condiciones del

yacimiento entre el volumen de esa misma masa de gas a condiciones normales.

Para que pueda existir un βg se tiene que estar en presencia de un yacimiento de

gas (existe unicamente gas) o en un yacimiento de petróleo cuya presión es inferior a

la presión de burbuja.

El gas natural es una mezcla homogénea de hidrocarburos, en su mayoría livianos

como el metano y etano, en menores proporciones propano butano y otros

hidrocarburos más pesados. Además contiene impurezas como H 2S ,N2 ,CO2 y vapor

de agua.

Bibliografía McCain, William D. "Properties of Petroleum Fluids". 2nd Edition.

Guia de Ingeniería de Yacimientos I, UCV Ing. Gustavo Prato, Guia de

Ingeniería de Yacimientos II, UCV Ing. Angel Da Silva. Recuperado de:

http://robertyaci.blogspot.mx/

17