Gas Natural

IPROCSSAMIENTO DE GAS Y PETROLEO II

TT\IDAD 1: GAS NATURALEl Gas Natural es una mezcla homognea, en proporciones variables de hidrocarburosparafinicos, denominados Alcanos, Estos hidrocarburos, tienen por nombre, tambinHidrocarburos Saturados, los cuales responden a la formula (CrvHzN*z) con cantidadesmenpres de gases inorgnicos, como el Nitrgeno (Nz), el Dixido de Carbono (COz) Vpequeas porciones de compuestos de azufre. Estos ltimos pueden ocasionar verdaderos

problemas operacionales (corrosin en los equipos).El componente principal del Gas Natural es el Metano (CH4), cuyo contenido varageneralmente entre 55 y 98 oA molar. Contiene tambin, etano, propano, butano ycomponentes ms pesados en proporciones menores y decrecientes

El Gas Natural tiene, tambin cantidades menores de gases inorgnicos, como el Nitrgeno(N2), el Dixido de Carbono (COz); Sulfuro de Hidrgeno (IIS); Monxido de Carbono(C0), Oxgeno (O2), Vapor de Agua (FI2S), etc. Todos estos componentes son consideradosimpurezas del gas natutal., algunas de estas impurezas causan verdaderos problemas

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PROCESAMIENTO DE GAS Y PETROLEO II'

operacionales, como lo es la formacin de hidratos, que se producen por la condensacin y

reaccin del agua, o el incremento del proceso de corrosin en los equipos, en los equipos

causados por la presencia de los gases cidos, adems de la condensacin del agua, y sureaccin con los gases cidos produciendo la corrosin de los metales, que son losprincipales elementos que conforman los equipos de gas. El dixido de carbono puede ser

inyectado en viejos o agotados pozos de gas para mejorar la produccin, recobrado yvendido como subproducto igual que el helio y el nitrgeno, valiosos componentes para laindustria electrnica. El sulfuro de hidrgeno es letalmente venenoso para los sereshumanos, hasta en muy bajas concentraciones y extremadamente coffosivo hasta el puntode que puede afectar las tuberas, los accesorios y las vlvulas de un pozo teniendo que serretirado antes de entregar gas al gasoducto; al igual que el agua y el dixido de carbono,mediante procesos de "endulzamiento" y deshidratacin.

Se debe tener en cuenta que cuando se determina la composicin del gas natural, no solo se

cuantifican los hidrocarburos presentes, sino tambin las impurezas, como Agua, Dixidode Carbono y Sulfuro de Hidrgeno. Es posible que tambin haya presencia de arenas, lascuales producen erosin. En las muestras pueden, haber tambin parafinas y asfltenos, loscuales se depositan y crean problemas de taponamiento. Si el agua est en forma lquida yhay presencia de gases cidos, de seguro aumentar la corrosin. Adems de la posibleformacin de hidratos. Las tomas de muestra deben hacerse por procedimientos queaseguren que la misma sea representativa del gas.

OBTENCION DEL GAS NATURALSe obtiene del subsuelo mediante perforaciones. Se encuentra en cavidades formadas porrocas impermeables.

CLASTT'ICACION DEL GAS NATURALDependiendo su origen se clasifica en:

Gas Asociado

Es aquel que se encuentra en contacto y/o disuelto en el petrleo del yacimiento En losyacimientos, generalmente, el gas natural asociado se encuentra como gas hmedo cido.

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PROCESAMIENTO DE GAS Y PETROTEO II

Este gas tiene que ser sometido al proceso de separacin gas- petrleo, para poder sertratado y utilizado. El gas asociado es un gas natural que se ha extrado de los yacimientosjunto con el petrleo, partiendo del postulado que donde hay petrleo, hay gas. Ms delgQYo de las reservas de gas nafural es de gas asociado. Se considera que en los yacimientos

se forman capas de gas.

Gas No Asociado

El gas no asociado, es aquel que se encuentra en yacimientos que no contienen crudo, a las

condiciones de presin y temperatura originales. Este gas puede hallarse como hmedocido, hmedo dulce o seco. Este gas, puede ser tratado y distribuido sin necesidad delproceso de separacin. El gas natural no asociado es un gas que solo est unido con agua enyacimientos de gas seco.

SEGN SU COMPOSICIONSe conoce son el nombre de Yacimientos de Gas a aquellos en los cuales la mezcla dehidrocarburos se encuentra inicialmente en fase gaseosa en el subsuelo. Sin embargo, estono quiere decir que un yacimiento de gas est imposibilitado para condensar. Lacondensacin se produce como consecuencia de disminucin en la energia cin*ica de lasmolculas de gas ms pesadas originando un aumento en las fuerzas de atraccin de las

mismas, lo cual transforma parte de dicho gas en lquido.

En base a estos criterios de condensacin y de acuerdo a su presin y temperatura inicial,podemos clasificar los Yacimientos de Gas e,n: Yacimientos de gLs seco, Yacimientos degas hmedo y Yacimientos de gas condensado.

La composicin real de una determinada mezcla de gas natural se obtiene y apreciapor medio del anlisis cualitativos y cuantitativos. Estos anlisis enumeran loscomponentes presentes y el porcentaje de cada componente en la composicin totalAdems de los hidrocarburo$ presente por anlisis se detecta la presencia de otrassustancias que merecen atencin, debido a que pueden ocasionar trastornos en lasoperaciones de manejo, tratamiento y procesamiento industrial del gas natural.Gas pobre o Gas seco


PROCESAMIENTO DE GAs Y PETROTEO II:

Este es un gas natural del cual se han separado los lquidos del gas natural (LGI\{) El gasseco, est constituido fundamentalmente de metano y etano. Los usos y utilidad de estefluido es muy variada, ya que se puede utilizar como gas natural vehicular (GNV), comogas combustible industrial y comercio, como tambin se puede inyectar a los yacimientos, o

$e usa en la generacin de hidrgeno (H2). La composicin fundamental alcanza valores deun 85-90% eR metano, debido a su composicin se puede utilizar directamente como

Combustible, para lo cual es necesario mantener una presin de yacimiento, parmetro que

varen de acuerdo alalacalizacin del ga$ en el subsuelo. En los yacimientos de gas seco.

La mezcla de hidrocarburos pennanece en fase gaseosa a condiciones de yacimientos y desuperficie, y la produccin de lquidos solo se alcatua a temperaturas criognicas. Hay que

dejar bien claro, que el trmino gas seco o pobre, est relacionado con la poca capacidad deproducir hidrocarburos lquidos, y nada tiene que ver con el contenido

Gas Rico o Gas HmedoEste es un gas del cual se pueden obtener una riqueza lquida de hasta 3 GPM (galones pormil pies cbicos normales de gas) No existe ninguna relacin con el contenido de vapor deagua que pueda contener el gas. En los yacimientos de gas hmedo existe mayor porcentajede componentes intermedios y pesados que en los yacimientos de gas seco. La mezcla dehidrocarburos permanece en estdo gaseoso en el yacimiento, pero al salir a la superficiecae en la regin de dos fases formndose una cantidad de hidrocarburos lquido del ordende l0 a 20 BN I MM PCN. Este parmetro llamado riqueza lquida es de gran importanci4para la comercializacin del gas natural, ya que los lquidos producidos son de poder decomercializacin. Segun sea el valor de la queza lquida y contenido de Heptano ycompuestos ms pesados C +7, el yacimiento de gas hmedo o rico se puede convertirsetambin en gas condensado, ya 1o cual tiene que tener un mnimo de C +7 = 12.5 o/o

Gas condensado

Este gas se puede definir con un ges con lquido disuelto. El contenido de metano es deCl> a 6AYo. La mezcla de hidrocarburos a las condiciones inciales de presin ytemperatura se encuentra en fase gaseosa o en el punto de roco. El gas presentacondensacin retrgrada durante el agotamiento isotrmico de la presin, proceso que en la

mayoria de los casos puede representar algun problema en la comercializacin de estos


PROCESAMTENTO DE GAS I PETROUO il

yacimientos. En vista que los primeros hidrocarburos que se quedan, son los ms pesados

Lo que significa que el fluido que alcanza la superficie lo hace sin, una gran cantidad de loselementos pesados. Adems, por el hecho que los hidrocarburos pesados se acumulen en 1

formacin obstaculizan el libre desplazamiento del fluido, en su viaje hacia la superficie.En su camino al tanque de almacenamiento, el gas condensado sufre una fuerte reduccin

de presin y temperatura penetrando rpidamente en la regin de dos fases para llegar a la

superficie con caractersticas bien especficas, las cuales permiten en tratamiento del fluido

Gas cidoEste en un gas cuyo contenido de sulfuro de hidrgeno (H2S) es mayor que 4 ppm.Gas IlulceEste es un gas que contiene cantidades de Sulfuro de Hidrgeno (H2S), menores a cuatro(4) partes por milln en base a volumen (4 ppm, V) y menos de 3% en base molar deDixido de Carbono (C02).Gas llidratadoEste es un gas que tiene ms de siete libras de agua por cada milln de pies cbicosnormales de gas ( 7 lb de Agua/MMPCN), lo que indica que el gas deber de ser sometidoal proceso de deshidratacin, para poder comercializarlo.

Gas AnhidroEste es un gas que no tiene menos cantidad de vapor de agua, que la clasificacin de gashidratado.

CADENA DE VALO.RES DEL GAS NATURALEl proceso de produccin del gas natural es simple y muy parecido al del petrleo.

Primero, el gas natural se extrae por medio de perforaciones en pozos terrestres o en losocanos, despus se transporta por gasoductos (por tierra) o buques (por mar) hasta laplanta de depurado y transformacin para ser conducido despus hacia una red de gas o alas zonas de almacenamiento.


PROCESAfI'IIENTO DE GAS Y PETROTEO II

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Cadsna de Vatorcs del Gas Nntural

EXPLORACINLa exploracin es una etapa muy importante del proceso. En el transcurso de los

primeros aos de la industria del gas natural, cuando no se conoca muy bien el producto,

1os pozos se perforaban de manera intuitiva. Sin embargo, hoy en da, teniendo en cuentalos elevados costos de extraccin, las compaas no pueden arriesgarse a hacerexcavaciones en cualquier lugar. Los gelogos juegan un papel importante en laidentificacin de napas de gas. Para encontrar una zona donde es posible descubrir gas

natural, analizan la composicin del suelo y la comparan a las muestras sacadas de otraszonas donde ya se ha encontrado gas natural" Posteriormente llevan a cabo anlisisespecificos como el estudio de las formaciones de rocas a nivel del suelo donde se pudieron

haber formado napas de gas natural. Las tcnicas de prospeccin han evolucionado a lo

largo de los aos para proporcionar valiosas informaciones sobre la posible existencia dedepsitos de gas rntural. Cuanto ms precisas sean las tcnicas, mayor ser la posibilidad

de descubrir gas durante una perforacin.

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PROCESAMIENTO DE GAS Y PETROLEO II

EXTRACCINEl gas natural se extrae cavando un hueco en la roca. La perforacin puede

efecturse en tierra o en mar. El equipamiento que se emplea depende de la localizacin de

la Capa de gas y de la naturaleza de la roca. Si es una formacin poco profunda se puedeutilizar perforacin de cable. Mediante este sistemauaa broca de metal pesado sube y bajarepetidamente en la superficie de la tierra. Para prospecciones a mayor profundidad, senecesitan plataformas de perforacin rotativa. Este mtodo es el ms utilizado en laactualidad y consiste en una broca puntiaguda para perforar a travs de las capas de tierra y

roca.

Una vez que $e ha encontrado el gas natural, debe ser extrado de forma eficiente.

La tasa de recuperacin ms eficiente representa la mxima cantidad de gas natural que

puede ser extrada en un perodo de tiempo dado sin dafrar la formacin. Varias pruebas

deben ser efectuadas en esta etapa del proceso.

Lo ms comn es que el gas natural est bajo presin y salga de un pozo sinintervencin eerna. Sin embargo, a veces es necesario util\zar bombas u otros mtodosms complicados para obtener el gas de la tierra. El mtodo de elevacin ms difundido esel bombeo de barra.

TRATAMIENTOEl tratamiento del gas natural.implica el reagrupamiento, acondicionamiento y

refinado del gas natural bruto con el fin de transformarlo en energa til para las diferentesaplicaciones. Este proceso supone primero una extraccin de los elementos lquidos del gas

natural y despus una separacin entre los diferentes elementos que componen los lquidos.

TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO.Una vez tratado, el gas ntural pasa a un sistema de transmisin para poder ser

transportado hacia la zona donde ser utilizado. El transporte puede ser por va terrestre, a

travs de gasoductos que generalmente son de acero y miden en''re 2A y 42 pulgadas de

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PROCESAMIENTO DE GAS Y PFTROLEO II

dimetro. Debido a que el gas natural se mueve a altas presiones, existen estaciones de

compresin a lo largo de los gasoductos para mantener el nivel necesario de presin.

Comparado a otras fuentes de energa, el transporte de gas natural es muy eficiente

si se considera la pequea proporcin de energa perdida entre el origen y el destino. Losgasoductos son uno de los mtodos ms seguros de distribucin de energa pues el sistema

es fijo y subterneo.El gas natural puede tambin ser transportado por mar en buques. En este caso, es

transformado en gas natural licuado (GI.-) El proceso de licuado permite retira eloxgeno, el dixido de carbono, los componentes de azufre y el agua. Los elementosprincipales de este proceso son una planta de licuado, barcos de transporte de bajatemperatura y presurizados y terrninales de regasificacin.

Antes de llegar al consumidor, el gas natural puede ser almacenado en depsitos

subterrneos para que la industria del gas pueda afrontar las variaciones estacionales de la

demanda. Estos depsitos estn generalmente situados cerca de los mercados consumidores

de tal forma que las empresas de distribucin de gas natural pueden responder a los picos

de la demanda y proporcionar el gas a $rs elientes continuamente y sin demora. Durante losperiodos de poca actividad, las empresas de distribucin pueden vender el gas natural en el

mercado fisico (spot).

PROCESAMIEIYTO I}EL CAS NATURALSe entiende como procesamiento del Gas, la obtencin de componentes

individuales como etano, propano y butano, a partir de la mezcla de hidrocarburos gaseosos

producida en un campo.

En el procesamiento del gas se obtiene los siguientes productos:

{ Gas Residaal o Pobre Compuesto por metano bsicamente y eil algunos casos cuandono interesa el etano, habr porcentajes apreciables de ste.

{ Gases Lieuados del Petleo &rc). Compuestos por C3 y C4; pueden ser compue$tosde un alto grado de pureza (propano y butano principalmente) o mezclas de stos.Uquidos del Gas Natural NGL). Es la fracoin del gas natural compuesta por


-)PROCESAMIENTO DE 6A5 V PETROI.EO II

pentenos componentes ms pesados; conocida tambin como gasolina natural.

Fru}CE$AITIXET*TO DEL GAS HATIHSL

cl. c

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gs!*A3T'RAL

c?r teondkiolwti*nto Fla*ta deFrafflcnanrlentsc} c,& c3, c6" c?*

b*rkt*:Clr ffinsi C3: Etr*i C* kopa*o; C{l Butar*o;hildnearrurae rnst pesdc*.

esr ftfltarn; cG tcxano C7+r l'lepfins *

El caso ms sencillo de procesamiento del gas natural es removerle a este suscomponentes recuperables en forma de lquidos del gas natural (NGL) y luego esta mezclalquida separarla en LPG y NGL. Cuando del proceso se obtiene con un alto grado depureza C2, C3 y C4 se conoce como fracciooamiento.

El procesamiento del gas natural se puede hacer por varias razones:

o Se necesitan para carga en la refinera o plarrta petroqumica materiales como el etano,propanq butano.

o El contenido de componentes intermedios en el gas es apreciable y es ms econmicoremoverlos para mejorar la calidad de los lquidos.

r El gas debe tener un poder calorfico determinado para gararizar una combustineficiente en los gas domsticos, y con un contenido alto de hidrocarburos intemediosel poder calorfico del gas puede estar bastante por encima del lmite exigido.

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PRtrESAMIENTO DE GAs Y PFROLEO II

se habla bsicamente de tres mtodos de procesamiento del gas natural:

Absorcin, Refrigeracin y Criognico. El primero es el ms antiguo t el menos usado

actualmente; consiste en poner en contacto el gas con un aceite' conocido como aceite

pobre, el cual remueve los componentes desde el C2 en adelante; este aceite luego se separa

de tales componentes. Elmtodo de refrigeracin es el ms usado y separa los componentes

de inters en el gas natural aplicando un enfriamiento moder8fu; es ms eficiente que el

mtodo de absorcin para separar del C3 en adelante. El prory criognico es el mseficiente de los $es, realizaun enfriamiento criognico (a temperatury lpy bajas' menores

de -r00.F) y se aplica a gase$ donde el contenido de intermedios no es muy alto pero

requiere un gas residual que sea bsicamente metano'

TRATAMIENTO I}EL G,AS NATURALEl gas producido en los campos de petrleo y su viene acompaado de

hidrocarburos lquidos; agUa, en estado lquido y vapof y otros contaminantes' y & unas

condiciones de presin y tempefatura normalmente altas; esto hace que antes de poder usar

el gas Qomo combustible se deba someter a procesos de tratamiento cuyo objetivo es

llevarlo a unas caractersticas estndar de composicin, presin y temperatura para hacer su

uso eficiente Y seguro.

Elprocesoaqueessometidoelgasvaradeungasaotro,dependiendodeltipodegas y del uso que se le vaya a dar finalmente a ste, pero en general se han establecido una

serie de caractersticas que se deben controlar en cualquier gas, ya que de no ser asi se

puede presentar problemas en su uso'

El agua se debe remover del gas porque su presencia puede ocasionar problemas

de corrosin, taponamiento de vlvulas o tuberas por hidratos, reduccin de capacidad de

la tubera, etc.

El poder calorifico del gas depende de su composicin, se debe controlar para

buscar una combustin eficiente y evitar la presencia de hidrocarburos intermedios (C3 -

C4 especialmente) que son ms valiosos si se comercializan aisladamente y zu presencia en

el gas pueden hacer que se tenga una oombustin incompleta'

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iOPROCESAMIENTO D GAS Y PETROTEO II

Un gas natural con presencia de CO2 y H2S se conoce como gas agrio y estosgases, especialmente el H2S, son altamente perjudiciales. El CO2 en presencia de agualquida forma el cido carbnico que puede inducir problemas de corrosin; adems cuando

el gas se somete a procesos criognicos se solidifica. Por su parte el FI2S es altamentetxico y en presencia de agua tambin origina problemas de corrosin y simultneamente la

fragilizacin del acero. El HzS y el CO2 se conocen como gases cidos.

El control de la composicin del gas, buscando que tenga un contenido mnimo de

hidrocarburos intermedios, se hace a travs de su poder calorfico, el ndice de Wobe y elpunto de roco. El ndice de Wobe. es un parmetro importante cuando se debe mezclargases o cuando se requiere intercambiabilidad; para que la combustin no se afecte almezclar o intercambiar gases, los gases involucrados no deben tener diferencias mayores de

un 10% en su ndice de Wobe. El punto de roco es un indicativo del contenido dehidrocarburos intermedios, mientras ms bajo sea este a unas condiciones de presin dadas,menor ser el contenido de este tipo de hidrocarburos.

La presin y la temperatura de entrega del gas en el campo son importantes paragaranf\zar que el gas puede llegar sin problemas al punto de consumo; si la presin no essuficiente ser necesario instalar sistemas de compresin, modificar el sistema deproduccin o reducir el volumen de entrega. La temperatura de entrega es importante para

garantizar que no haya problemas de condensacin o de formacin de hidratos en la lnea

del gasoducto.

La Tabla muestra las principales caractersticas que se deben controlar en el gas ylos valores tpicos promedios que normalmente se establecen para cada una de ellas; estos

valores pueden vaar de una regin a otra o de un pas a otro.


PROCESAMIENTO DE GAs Y PETROI"EO II'

Caractersticas Requeridas en el Gas.

Un esquema general de procesos de tratamiento del gas se muestra en la figura 3.El gas llega ala cabeza de los pozos a unas condiciones de presin y temperatura altas y esnecesario bajarle la presin. Al hacer esto el gas se enfra y puede ser necesario calentarlopara evitar problemas de condensacin y formacin de hidratos; el calentamiento se puedehacer con intercambiadores o unidades LTX. En la separacin a alta presin se separa elgas y el lquido, el lquido normalmente es agua e hidrocarburos y tambin se puedenseparar en el mismo recipiente de alta presin. Los hidrocarburos llquidos pasan a unproceso de estabilizacin donde se termina de remover los hidrocarburos que se evaporan al

disminuir la presin; estos hidrocarburos gaseosos se comprimen y $e mezclan con el gasseparado en la separacin a alta presin.

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7-

PROCESAMIINTO DE GAS Y PETROLEO II

El gas separado en la separacin a aha presin y el gas obtenido en el proceso deestabilizacin, pueden estar calientes y requerirn enfriamientos para continuar el proceso;la alta ternperatura del gas en este punto se puede deber a lo siguiente: Al comprimir el gas,este se calienta y por otra parte el gas que sale de la separacin a alta presin puede estarcaliente por el proceso de calentamiento aplicado o porque el gas proveniente de los pozos

no fue sometido a expansin y por tanto no se enfri.

Despus del enfriamiento, si fue necesario, el gas pasa al proceso conocido uns

veces como tratamiento y otras veces como endulzamiento; en l el gas es liberado de losgases cidos CO2 y H2S. Existen difereres mtodos de endulzamiento y el que se vaya ausar depende de factores como composicin del gas, contenido de CO2 y H2S selectividad

del proceso y niveles a los que se debe bajar el contenido de CO2. El proceso detratamiento involucra la regeneracin del material o equipo usado en el proceso y ladisposicin final del azufre.

Despus del endulzamiento el gas debe salir con los niveles requeridos de CO2 yFI2S pero el contenido de agua es alto porque sta que est en forma de vapor en el gas, no

ha sido removida, aunque existen algunos procesos de endulzamiento que tambinremueven agsa, y adems muchos de los procesos de endulzamiento involucran agua; portanto el gas debe pasar a deshidratacin.

Dingramn General dd Prsc*so de Tratsmierto dsl Gas Natursl

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PROCESAMIENTO DE 6AS Y PETROI,EO II:

En la deshidratacin se remueve el agua que est en el gas en estado de vapor, ya

que el agua que est en estado lquido se removi en la separacin a alta presin. Ladeshidratacin es necesaria aplicarla cuando el contenido de agua en el gas es alto o cuando

se prev que se pueden preserrtar hidratos. El contenido de agua en un gas depende de lacomposicin de este, la presin y la temperatura; puede ser tan alto como 50 o ms libraspor MPCN. Bsicamente se tienen en aplicain dos mtodos de deshidratacin y laaplicacin de uno u otro depende del contenido inicial de agua, el volunnen de gas y elcontenido final de agoa aaeptable en el gas. En la deshidratacin tambin est incluido elproceso de regeneracin para el material o equipo utilizado para deshidratar. Despus de la

deshidratacin, el gas puede ser sometido a un proceso conocido como procesamiento o

fraccionamiento, en el cual se le remueven los componentes ms pesados, bsicarnente del

C2 en adelante, con el fin de ajustar el gas a los requerimientos de calor especfico, puntode roco o ndice de Wobe. Este paso se aplica bsicamente a los gases hmedos, asociados

o gases provenientes de un yacimiento de condensado. En este proceso se obtiene el etano

que es un material muy valioso en las plantas petroqumicas, el propano y butano (LPG) yla gasolina natural. La fase gaseosa que sale de este ltimo paso e$ lo que $e conoce comogas natural, en su composicin es bsicamente metano, y est listo para ser llevado a losconsumidores de ga$ como combustible; su transporte se puede hacer en forma ga$eosa atravs de tuberas o en forma lquida en metaneros, en este ltimo caso el gas se debesometer a un proceso de licuefaccin conocido como criogenia.

ta configuracin de un sistema de tratamiento para el gas depende de factorescomo condiciones de temperalvra y presin a las que est llegando el fluido a superficie,caractersticas de la mezcla producida, requerimientos de calidad de los productos finales,medio de transporte que se va a utilizar para los productos y ubicacin del campo de gascon respecto a los sitios de consumo, regulaciones legales para las actividades deproduccin y manejo, etc. A continuacin se muestr& un resumen de algunos de estosfactores. Adems esta configuracin normalmente vara con el tiempo porque a medida que

se va produciendo el yacimiento las caractersticas de la produccin cambian al igual que

los esquemas de produccin y desanollo del campo.

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7It

PROCESAMIENTO DE GAS Y PETROIIO II'

RE$E.RVAS I}E GA$Venezuela cuenta hoy en da con amplias re$ervas probadas de gas natural ubicndosecomo el octavo pas del mundo con mayores reservas probadas de gas natural y elprimero en Amrica Latina... y gracias a la importante participacin del gas natural en

el mercado energtico nacional es posible tambin ahorrar gran cantidad de petrleo.

Las reservas probadas de gas en Venezuela alcatl.a;an los l5l Billones de Pies Cbicosde gas (BPC), y cuenta con un volumen de 40 billones de reservas posibles y una basede recursos aproximada de 196 billones de BPC, paratotalizar un volumen de reserv&s

de 421billones de pies cbicos. Segun el Ente Nacional del Gas (Enagas), adscrito alMinisterio de Energa y Petrleo, de esta manera nuestro pais pasar del octavo altercer lugar como pas con mayores reservas de gas en el mundo y el primero enAmrica Latina.

El 50% de stas se encuentra en nuestra plataforma continental Costa Afuera. Lasmayores reservas de gas de Venezuela estn ubicadas al norte y noroeste del territorionacional, en las costas de la plataforma continental caribea y atlintic4 abarcando unaextensin de ms de 500 mil kilmetros cuadrados.


PROCESAMIENTO DE GAS Y PETROTEO II'

El Tl%de las reservas probadas de gas se encuentran en la zona oriental de nuestro pas,el 24Yo en la zona occidental, el 2.5Yo en el Norte de la pennsula de Paria, el 2.4Ya en la

Plataforma Deltana y el 0.14a/o en la zona sur. El 90.8% de esfas reservas probadas de Gas

Natural corresponden a gas asociado al petrleo y slo el9.2Yo al gas no asociado.

USO IND-ISTRIAL NEL GA$ NATURALEl gas natural es el mejor combustible que pueden usar las industrias que utilizan

hornos y calderos en sus procesos productivos. Por sus caractersticas reemplazaventajosamente a otros combustibles. En la fabricacin del acero es usado como reductorpara la produccin de hierro esponja. Es tambin utilizado como materia prima en laindustria petroqumica.

EI gas natural puede sustituir a los siguientes combustibles: Diesel, Residuales,

Gas licuado de petrleo (GLP), Kerosene, Carbn, Le'fra.

INDUSTRIA DEL YIDRIOLas propiedades fisico-qumicas del gas natural han

hecho posible la construccin de quemadores que permiten

una llama que brinda la luminosidad y la radiacin necesariaspara conseguir una ptima transmisin de la energa calnca

en la masa de cristal, Asimismo es importante mencionar que

con el gas natural el producto final (vidrio) sale limpio.

INDUSTRIA DE ALIMENTOSEn la produocin de alimentos el gas natural se

utiliza en los procesos de cocimiento y secado. El gasnatural es el combustible que permite cumplir las exigenciasde calidad ISO, que son requerimientos para ciertosproductos de exportacin.


PROCESAMIENTO DE GAS Y PETROLEO II

INDUSTRIA TEXTILEl gas ntural permite el calentamiento directo

conveccin en sustitucin del tradicional sistemacalentamiento mediante fluidos intermedios, conconsiguiente ahorro energetico (entre el20 y el3A%).

FUNDICION DE METALES

*,'*

El gas natural ofrece a la industria metalrgica variadas

aplicaciones. Sus caractersticas lo hacen apta paru todos losprocesos de calentamiento de metales, tanlo en la fusin como en

el recalentamiento y tratamintos trmicos.

GtrNERACIN DE ELECTRICII}AI)El gas natural es el combustible ms econmico paralageneracin de electricidad

y el que produce menor impacto ambiental. Estas ventajas pueden.conseguirse tanto engrandes como en pequeas centrales termoelctricas. La generacin de electricidad con gas

natural es posible mediante turbinas.

PETROQUryrrC.El gas natural es materia prima para la fabricacin de diversos productos

petroqumicos.

por

de

el


PROCESAMIENTO DE GAs Y PETROI"EO II

Frsduts* petrnqumitos prodllcid*s r partir del gat naturalFetilieartesy Expl*sivos.Ure" hitretc

cle Amoni

Esquema de Distribucin delGas natural

CARACTERISTICAS.

* se denomina gas natural a una mezcla de gases, cuyo$ oomponentes principales sonhidrocarburos gaseosos.

* bsicamente es un combustible de origen fosil que procede de la descomposicin demateria orgnica.

* no existe una teora rigurosa sobre su formacin pero se puede asegurar que proviene de

un proceso anlogo al de la formacin del petrleo.

* el gas natural se encuentra en la naturaleza en las llamadas "bolsas de gas ", bajo tiera,cubiertas por capas impermeables que impiden su salida al exterior.

* el gas natural se puede encontra^r acompaando al crudo en pozos petrolferos (gasnatural asociado) o bien en yacimientos exclusivos de gas natural (gas natural no asociado).{. est constituido principalmente por metano en proporciones que generalmente oscilanentre el 80% y el gQYa del volumen, y an ms; el resto son hidrocarburos de ordensuperior, parafinicos en su casi totalidad oon algunos isoparafinicos. contiene tambin


J*PROCESAMINTO DE GAs Y PETROTEO II

vapor de agua en proporciones variables de saturacin y an agua condensada y puedecontener anhdrido carbnico, nitrgeno, hidrgeno sulfurado, helio, etc..1. el gas nafural no contiene olefinicos, hidrocarburos stos que se originan en procesos de

destilacin destructiva o reforming

* el poder calrico del gas natural es variable de acuerdo a su composicin, estandocomprendido generalmente entre 9.000 y 9.500 callmS, a rnenos que se trate de un gas con

importante contenido de inertes o por el contrario de hidrocarburos pesados, siendo asl de

menor o mayor poder calrico respectivamente.

* la densidad, medida respecto de la del aire tomada como unidad, oscila comnmente

entre 0,6 y 0,7 segn sea el contenido de hidrocarburos condensables (propano ysuperiores), pudiendo an ser mayor si fuese muy rico en estos ltimos.* no tiene color ni olor, aunque para su deteccin, se incorpora un componente qumico

(mercaptano) que le proporciona un olor caracterstico.{. segn sea el contenido de gasolina se lo denomina gas rico o gas $eco. como zona limiteentre ambos categoras puede establecerse una banda comprendida entre l0 y 2A tros degasolina por cada 1.000 m3 de gas.

* en caso de contener, el gas natural, anhdrido carbnico en proporciones tales que hagan

que el poder calrico est por debajo de los valores que especifiquen los contratos de venta,debe someterse a procesos de extraccin del mismo, as como tambin del hidrgenosulfurado u otros compuestos de azufre que lo hacen sumamente corrosivo y ademsinaceptable para ciertos usos industriales.

YENTAJAS:-es un combustible fosil.

-es incoloro e inodoro.

-es menos contaminante a comparacin del gas licuado.

-es limpio.-es beneficioso, tanto panla industria como para el uso domstico, ya que desempeapapeles importantes como un combustible energtico.

-su componente fundamental es el metano (cl).-es un gas liviano, ms ligero que el aire.

REALIZADO POR ING. JACLYN IRNANDEZ DE RUIZ

PROCESAMIENTO DE GAS Y PETROLEO II.

PARTE I}E LOS I}IAGRAMAS DA FASES:Punto de burbujeo: Es el estado en equilibrio de un sistema cCImpuesto de petrleo crudoy gas, en la cual el petrleo ocupa prcticamente todo el sistema, excepto en una cantidad

muy pequea de gas. Para propsitos prcticos puede considerarse 100 % lquido y lacomposicin del lquido es la misma que la composicin del sistema.

Presin de burbujeoEs la presin de un sistema en el punto de burbujeo y por debajo de la cual comienza eldesprendimiento de gas del lquido. Tambin se puede definir como la presin a la cual se

forma la primera burbuja de gas.

Punto de roco:Es el estado en equilibrio de un sistema compuesto de petrleo y gas en la cual el gas ocupa

prcticamente todo el sistema, excepto en una cantidad muy pequea de petrleo. Para

propsitos prcticos puede considerarse 100 Yo gas y la composicindel gas es la mismaque la composicin del sistema.

Presin dc roco

Es la presin de un sistema en el punto de roco y por debajo de la cual comienza eldesprendimiento de lquido del gas.

Punto cricondentrmicoEs la mxima temperatura a la cual coexisten en equilibrio sistemas vapor y lquido.Proceso que, por lo general ocurre a vna temperafura mayor a la temper&tura crtica y acualquier presin el sistema est en fase gaseosa

Punto cricondembrico:Es la mxima presin a la cual existen en equilibrio sistema vapor y lquido. Para crudos

este punto est a la izquierda del punto crtico, en cambio, para gases naturales ycondensados esta a la derecha

REALIZADO POR ING. JACLYN IIERNANDE.ZDfr' RUIZ

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J4PROCESAMIENTO DE GAS Y PETROLEO II

Punto crtico:Est definido como la temperatvra y presin arriba de las cuales ambas fases no puedencoexistir. Punto en el cual las curvas de roco y burbuja coinciden. Punto en el cuallas propiedades de las fases lquida y gaseo$a estn en equilibrio y no existe distincin entre

ellas. En este punto las propiedades intensivas de las fases son idnticas. la envolvente de

fases resulta de unir las curvas de puntos de burbujeo y puntos de roco. En los puntos deburbujeo el sistema (mezcla de hidrocarburos) se encuentra en fase lquida en equilibriocon una cantidad infinitesimal (burbuja) de gas. En los puntos de roco el sistema seencuentra en fase gaseosa en equilibrio con una cantidad infinitesimal (gota) de lquido. Alpunto donde se unen las curvas de burbujeo y roco, se denomina punto crtico.

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La posicin relativa de los puntos cricondembrico y punto crincondertermico conrespecto al punto crtico depende de la composicion del sistema.

A las condiciones del punto crtico, las propiedades intensivas del gas y lquido sonidnticas

La envolvente de fases divide el diagrama en tres regiones: La del lquido que estsituada fuera de la envolvente y a la izquierda de la temperatura cntica; la del gasque tambin est fuera de la envolvente pero a la derecha de la temperatura crtica y

la de dos fases que se encuentra dentro de la envolvente y donde se hallan en


PROCESAMIENTO DE GAS Y PETROIEO II

equilibrio el gas y el lquido. En esta regin se observan las lneas de isocalidadque son lneas que unen puntos de igual porcentaje volumtrico de lquido en lamezcla lquido-gas. De esta forma, las curvas de burbujeo y roco son lneas del}Oo/a y 0% de lquido, respectivamente. Todas estas curvas de isocalidad tambinconvergen en el punto crtico.

A mayor profundidad de los yacimientos las mezclas de hidrocarburCIs se encuentran enfase lquida cerca del punto crtico (crudos voltiles de alto encogimiento) o en fase gaseosa(gas condensado, gas hmedo o seco). Los fluidos obtenidos en superficie de estosyacimientos, son el resultado de cambios termodinamicos que sufre la mezcla original dehidrocarburos en su trayectoria desde el yacimiento hasta el sistema de separacin en lasuperficie.

Cuatro factores fisicos controlan el comportamiento de fases de mezclas de hidrocrburos:

{. Presin.t Atraccin molecular..i. Energa cintica (movimiento molecular asociado con temperatura).* Repulsin molecular.

La presin y la atraccin molecular tienden a mantener las molculas juntas, de estamrnera, mientras mayor sean estas fuerzas mayor es la tendencia de los hidrocarburos a

aumentar su densidad. Las fuerzas de atraccin molecular son directamente proporcionales

a la masa de las mole

tqPROCESAMIENTO DE GASY PETROTEO II

(gas natural, CO2,N2, etc.). Se puede observar que a medida que la mezcla es ms livianay voltil las presiones de burbujeo y roco son mayoresUn yacimierito que se encuentra fuera de las fases (liquida-vapor), y este exceda latemperatura cricondentrmico, este fluido se encontrara en una sola fase durante toda su

vida del yacimiento esta fase es gaseosa; a estos yacimientos se les denomina yacimientos

de gas. Para yacimientos donde la temperatura mayor a la temperatura critica, el fluido se

encuentra en fase gaseosa, A medida que la presin disminuye la composicin del flu-idopermanecer constante. hasta alcanzar la presin del punto de roci por debajo de estapresin se condensa el liquido del fluido del yacimiento en forma de roci, a ese yacimiento

se le denomina yacimiento de punto de rocto.

Lo que acurre en un yacimiento de punto de roco es una condensacin retrogradA cuando

la presin est por debajo de la presin de punto de roco. Debido a esta condensacin lafase gaseosa disminuir su contenido liquido; como el liquido condensado se adhiere almaterial solido o paredes de los poros de la roca permanecer inmvil. Por consiguiente elgas promedio en la superficie tendr un contenido liquido menor encontrando la razn deproduccin esto ocurre hasta alcat:uzr el punto de mximo volumen de liquido.

Se dice retrograda porque generalmente una dilatacin isotrmica ocurre vaporizacin en

lugar de condensacin. La vaporizacin del liquido formado por condensacin retrograda.

Liquido retrogrado presenta a partk del punto de presin de roco hasta la presin deabandono; Esta revaporizacion ayuda a la recuperacin liquida y se hace evidente por ladisminucin en las razones gas- petrleo en la superficie.

SEGN LOS HIDROCARBUROS QUE CONTIENEN LOS YACIMIENTOS SEPUEDEN SIIBDTVIDIR EN DOS GRANI}ES GRUPOS.YACIMIENTO DE GAS:

. Gas seco.

. Gas Hmedo.

. Gas Condensado.


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PROCESAIIE$TO DE ASS.FgfffiEO TT

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YACIMIENTOS DE PETRLEO: :. Petrleo de alta volrtilidad (Cuasiortioos) ,. Petrleo de hja volatilidad petrleo de$n , -

A su vez' los yacimiertos de potrleo de baja volatilidad se clasifican en:' Liviano ,Medianos, Pesados y'Extrapesados.

RAAIilZADS,P{OR ING. JACLYN I{ERNANDEZ.DS RUIZ'

Gas Natural

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Transcript of Gas Natural