GAS NATURAL YGAS NATURAL YGAS NATURAL YGAS NATURAL YCONDENSADOS ICONDENSADOS ICONDENSADOS ICONDENSADOS I

PPPPPPPP----412412412412

Ing. William Navarro

MulticomponenteMulticomponenteMulticomponenteMulticomponente ---- HCsHCsHCsHCs Reservoir fluids contain hundreds of components. They are multicomponent systems. Phase behaviour in liquid-vapour region similar to

binary systems, Mathematical and experimental analysis of phase

behaviour is more complex. behaviour is more complex.

MulticomponenteMulticomponenteMulticomponenteMulticomponente ---- HCsHCsHCsHCs

Liquid

First gas bubble

Bubble point Bubble point

Gas/40% liqd

Last drop of liqd

Dew point

Dew point

All gas

Diagrama de Fases Diagrama de Fases Diagrama de Fases Diagrama de Fases para diferentes para diferentes para diferentes para diferentes

tipostipostipostipos

Pcdb

Pcdb

Tcdt

Tcdt

Tcdt

Gas Seco

Gas Condensado

Petrleo Volatil

Pc

Pc

Pc (Pcdb)

Tc

Tc

Tc

C

C

C

tipostipostipostiposde Crudos y Gasesde Crudos y Gasesde Crudos y Gasesde Crudos y Gases

P

R

E

S

I

N

TEMPERATURA

Tc (Tcdt)

Petrleo Volatil

Petrleo Negro

Pc

Pcdb

C

Diagrama de Fases Generalizado de un Diagrama de Fases Generalizado de un Diagrama de Fases Generalizado de un Diagrama de Fases Generalizado de un Gas CondensadoGas CondensadoGas CondensadoGas Condensado

N

L

p

c

a T

AC

CURVA D

E BURBU

JEO

OLQUIDO100

% LQUID

O

P

R

E

S

I

N

TEMPERATURA F

R

100%

GAS20%

LQUIDO40%

LQUIDO

60%

LQUIDO

80%

LQU10

CURVA D

E ROCIO

Parmetros para Clasificar Yacimientos en Base Parmetros para Clasificar Yacimientos en Base Parmetros para Clasificar Yacimientos en Base Parmetros para Clasificar Yacimientos en Base a la Mezcla de Hidrocarburosa la Mezcla de Hidrocarburosa la Mezcla de Hidrocarburosa la Mezcla de Hidrocarburos

A) Medidos en Campo: Presin

B) Medidos en laboratorio: Se usan muestras Presin

Temperatura RGP Gravedad API Color del Lquido de tanque

Se usan muestras representativas

Simulan comportamiento de fluidos durante agotamiento isotrmico de presin.

YACIMIENTOS 1. Gas Seco

2. Gas Hmedo

DE GAS 3. Gas Condensado

YACIMIENTOS 1. Petrleo Voltil

Clasificacin de los Yacimientos en base a los Clasificacin de los Yacimientos en base a los Clasificacin de los Yacimientos en base a los Clasificacin de los Yacimientos en base a los hidrocarburos que contienenhidrocarburos que contienenhidrocarburos que contienenhidrocarburos que contienen

1. Petrleo VoltilDE PETRLEO (Alto Encogimiento)

2. Petrleo Negro (Bajo encogimiento) a. Liviano

b. Medianoc. Pesadod. Extrapesado

Composicin tpica de mezclas provenientes de Composicin tpica de mezclas provenientes de Composicin tpica de mezclas provenientes de Composicin tpica de mezclas provenientes de yacimientos de hidrocarburosyacimientos de hidrocarburosyacimientos de hidrocarburosyacimientos de hidrocarburos

COMPONENTECOMPONENTECOMPONENTECOMPONENTE GASGASGASGASSECOSECOSECOSECO

GASGASGASGASHMEDOHMEDOHMEDOHMEDO

GAS GAS GAS GAS CONDENSADOCONDENSADOCONDENSADOCONDENSADO

PETRLEOPETRLEOPETRLEOPETRLEOVOLTILVOLTILVOLTILVOLTIL

PETRLEO PETRLEO PETRLEO PETRLEO NEGRONEGRONEGRONEGRO

C1C1C1C1 96.096.096.096.0 90.090.090.090.0 75.075.075.075.0 60.060.060.060.0 48.8348.8348.8348.83

C2C2C2C2 2.02.02.02.0 3.03.03.03.0 7.07.07.07.0 8.08.08.08.0 2.752.752.752.75

C3C3C3C3 0.50.50.50.5 2.02.02.02.0 4.54.54.54.5 4.04.04.04.0 1.931.931.931.93

iC4 iC4 iC4 iC4 nC4nC4nC4nC4 0.50.50.50.5 2.02.02.02.0 3.03.03.03.0 4.04.04.04.0 1.601.601.601.60

iC5 iC5 iC5 iC5 nC5nC5nC5nC5 ---- 1.01.01.01.0 2.02.02.02.0 3.03.03.03.0 1.151.151.151.15

C6C6C6C6 ---- 0.50.50.50.5 2.52.52.52.5 4.04.04.04.0 1.591.591.591.59

C7+C7+C7+C7+ ---- 1.51.51.51.5 6.06.06.06.0 17.017.017.017.0 42.1542.1542.1542.15

MC7+MC7+MC7+MC7+ ---- 115115115115 125125125125 180180180180 225225225225

RGL, PCN/BNRGL, PCN/BNRGL, PCN/BNRGL, PCN/BN ---- 26000260002600026000 7000700070007000 2000200020002000 625625625625

Lquido Lquido Lquido Lquido APIAPIAPIAPIde Tanque Colorde Tanque Colorde Tanque Colorde Tanque Color

---- 60606060 55555555 50505050 34.334.334.334.3

---- Incoloro Incoloro Incoloro Incoloro Amar. claroAmar. claroAmar. claroAmar. claro

Amar. claroAmar. claroAmar. claroAmar. claroAmarilloAmarilloAmarilloAmarillo

AmarilloAmarilloAmarilloAmarilloOscuroOscuroOscuroOscuro

NegroNegroNegroNegro

YACIMIENTOS DE GAS SECOYACIMIENTOS DE GAS SECOYACIMIENTOS DE GAS SECOYACIMIENTOS DE GAS SECO

La mezcla de hidrocarburos permanece en fase gaseosa a

condiciones de yacimiento y superficie

Temperatura del yacimiento muy superior a la cricondentrmica

Contenido de C1>90% y C5+

Diagrama de fases de un Gas Natural

Separador

YACIMIENTOS DE GAS HMEDO

Gas en el yacimiento

Dos fases en superficie

No presenta condensacin retrgrada

RGL > 15000 PCN/BN (Regularmente: 50-100 MPC/BN)

Contenido de Lquido < 30 BN/MMPCN

API > 60 (Lquido proveniente del Gas)

Lquido de tanque: Incoloro

Wet GasWet GasWet GasWet Gas

Separador

YACIMIENTOS DE GAS CONDENSADO

Gas en el yacimiento

Dos fases en superficie

Presenta condensacin retrgrada

Tc < Ty 40 45

% C1 > 60

% C7+ < 12.5

Ligeramente coloreado Amarillo claro

YACIMIENTOS DE GAS CONDENSADO

Clasificacin

Riqueza GPM BN/MMPCN

Alta 14.6 348 > 300Alta 14.6 348 > 300

Media 9.4 224 200 - 300

Baja 7.3 173 100 200

Pobre 4.0 97 < 100

YACIMIENTOS DE GAS CONDENSADOYACIMIENTOS DE GAS CONDENSADOYACIMIENTOS DE GAS CONDENSADOYACIMIENTOS DE GAS CONDENSADO

A single dense phase

Dew point

Maximum liquid Maximum liquid

drop-out

Region of

retrograde

condensation

Dew point

Single gas phase

CONDENSADO

Lquido del Gas Condensado que se encuentra en el

yacimiento en fase gaseosa

Gravedad API: 40 60. Se han encontrado condensados Gravedad API: 40 60. Se han encontrado condensados

con 29 30 API

Color: generalmente incoloro amarillo claro

Fuera de la Cuota OPEP

DEFINICIN DE CONDENSADOS DESPUS DE LA REUNIN DE VIENA

Naturally ocurring condensates are those hydrocarbonsthat exist in the single gaseous phase in reservoirs whoseoriginal temperature falls in the range from he critical

Definicin Aprobada

original temperature falls in the range from he criticaltemperature to the maximum temperature at which twophases can co-exist (cricondentherm). Those hydrocarbonsmust only be produced from wells completed in gascondensate reservoirs and become liquid at standardconditions of temperature and pressure.

Lmite Superior API : 50 mayor RGL : 5000 PCN/BN o mayor %C7+: 3.5 menor

Lmite Inferior

DEFINICIN OPEP DE YACIMIENTO DE GAS CONDENSADO

Lmite Inferior API : 45 RGL : 5000 PCN/BN %C7+ : 8

Prueba Adicional Destilacin ASTM D-86

90% cond. a T 650 F

Efecto de la Gravedad Efecto de la Relacin Gas-Efecto de la Gravedad API sobre la Presin de Roco Retrgrada

Efecto de la Temperatura sobre la Presin de Roco Retrgrada

Efecto de la Relacin Gas-Condensado sobre la

Presin de Roco Retrgrada

Comportamiento Retrgrado de un Gas Condensado

Revaporizacin de Condensado al presurizar con gas yacimientos agotados de Gas Condensado

Diagrama de fases de los fluidos de un Yacimiento de Gas Condensado con Zona de Petrleo (Pierna)

YACIMIENTOS DE PETRLEO VOLTIL

La mezcla de hidrocarburos se encuentra en fase lquidaen el yacimiento y en dos fases en superficie

Altas proporciones de componentes ligeros e intermedios

Temperatura del yacimiento ligeramente menor que lacrtica

El agotamiento isotrmico de presin produce altoencogimiento del crudo (hasta 45%)

El gas liberado puede ser del tipo Gas Condensado

% C7+ > 12.5

% C1 < 60

YACIMIENTOS DE PETRLEO VOLTILYACIMIENTOS DE PETRLEO VOLTILYACIMIENTOS DE PETRLEO VOLTILYACIMIENTOS DE PETRLEO VOLTIL

Separador

Diferencias entre Yacimientos de Gas Condensado y Petrleo Voltil

Gas Condensado Petrleo VoltilTc < Tyac < Tcdt Tyac Tc Tc Tc Tc

Gas en el yacimiento Lquido en el Yacimiento

Presenta Pto. de Roco Presenta Pto. de BurbujeoPresenta Pto. de Roco Presenta Pto. de Burbujeo

% C7+ < 12.5 % C7+ > 12.5

% C1 > 60 % C1 < 60

Lquido de tanque incoloro-amarillo claro

Lquido de tanque amarillo-amarillo oscuro

RGPi > 3200 PCN/BN 1750 RGPi < 3200 PCN/BN

YACIMIENTOS DE PETRLEO DE BAJA VOLATILIDAD

Lquido en el yacimiento

Lquido y Gas en la superficie

% C7+ > 20

% C1 < 50

Ty < Tc Ty < Tc

RGP < 1750 PCN/BN

Petrleo de tanque

Color Negro

API Menor de 40

Bo < 1.5 BY/BN

YACIMIENTOS DE GAS CONDENSADO CON ZONA DE PETRLEO

Gas Condensado en el Punto de

Roco

Petrleo en el Punto de Burbujeo

(30-40 API)

Durante el agotamiento de presin ocurre condensacin retrgrada en la capa de gas y liberacin de gas en la zona de petrleo

Acufero

Diagrama de fases de los fluidos de un Yacimiento de Petrleo Negro con Capa de Gas

R

G

P

i

n

i

c

i

a

l

d

e

p

r

o

d

u

c

c

i

n

,

P

C

N

/

B

N

PETRLEO NEGRO

GAS SECO

PETRLEO VOLTIL

GAS CONDENSADO

Punto de Roco Punto de Burbujeo

50,000

40,000

30,000

El Efecto de la composicin sobre la RGP inicial de produccin es indicada

por los limites composicionales de los cinco tipos de fluidos de yacimiento.

Heptano plus en el fluido de yacimiento, % molar RG

P

i

n

i

c

i

a

l

d

e

p

r

o

d

u

c

c

i

n

,

P

C

N

/

B

N

0 5 10 15 20 25 30

Punto de Burbujeo

20,000

10,000

Petrleo Negro Petrleo Voltil Gas Condensado Gas Humedo Gas SecoRGP (PCN/BN) < 2000 2000-3200 2000-5000 > 15000 > 100000

API en el tanque < 40 > 40 > 40 > 70 No LiquidoColor del lquido

en el tanqueNegro ( Verde

Oscuro) Amarrillo OscuroLigeramente

coloreado Blanco oscuroNo hay liquido

Bo (BY/BN) < 1,5 > 1,5Comp. % molar C7+ > 40% C1 < 50%

20 > C7+ > 12,5% C1 < 60%

C7+ < 12,5% C1 > 60%

C7+ < 4% C1 > 80% C7+ < 0.7%

Cambio de fase en el reservorio Punto de burbuja Punto de burbuja Punto de rocio

No hay cambio de fase

No hay cambio de

fase

CARACTERIZACION DE FLUIDOSCARACTERIZACION DE FLUIDOSCARACTERIZACION DE FLUIDOSCARACTERIZACION DE FLUIDOS

AUTOR API GOR C7+ MOLECULAR WEIGT(lb/mol-lb)

MUSKAT >48 >10,000STANDING 458,000

RESERVORIOS DE GAS CONDENSADO

RegionesRegionesRegionesRegiones de de de de FlujoFlujoFlujoFlujo GasGasGasGas----CondensadoCondensadoCondensadoCondensado

Near Wellbore:

FuerzasViscosas,

Capilares & inercia

Reservorio:

Fuerzas

Gravitacionales

& Capilares

PozoAnillo de

CondensadoPresin

Existe un mecanismo diferente:

kr=f(IFT,V)

2

p VV

++++==== Inertia

p

V====

Darcy

ctek ==== Relacin con D

Coupling2

p VVr

++++====

ctek ==== Relacin con D

),( IFTVgfK r

Kr, CouplingKr, CouplingKr, CouplingKr, Coupling

0.6

0.8

1G

a

s

R

e

l

a

t

i

v

e

P

e

m

r

e

a

b

i

l

i

t

y

10204080102040

0.008 mNm-1

0.149 mNm-1

Velocity, md-1Clashach Core, Swi=15%

0

0.2

0.4

0 20 40 60 80 100Total Liquid Saturation / Percentage

G

a

s

R

e

l

a

t

i

v

e

P

e

m

r

e

a

b

i

l

i

t

y

408010204080

0.852 mNm-1

Kr, Coupling & InertiaKr, Coupling & InertiaKr, Coupling & InertiaKr, Coupling & Inertia

Competition of coupling & inertia

(viscous, capillary & inertial forces)

Accurate kr=f(IFT,V) a challenge

Inertia

Coupling

EVOLUCIN DE LA GRAVEDAD API Y LA RGP EVOLUCIN DE LA GRAVEDAD API Y LA RGP EVOLUCIN DE LA GRAVEDAD API Y LA RGP EVOLUCIN DE LA GRAVEDAD API Y LA RGP CON EL TIEMPOCON EL TIEMPOCON EL TIEMPOCON EL TIEMPO

Relative positions of phase envelopesRelative positions of phase envelopesRelative positions of phase envelopesRelative positions of phase envelopes