propiedad de los fluidos y analisis pvt

1Anlisis pVT

La informacin contenida en un pVT permite ajustar una ecuacin de estado, lo cual permitetener una descripcin de la composicin y comportamiento volumtrico del fluido en cuestin,en diversas etapas de agotamiento de la presin a temperatura de yacimiento.

Ajuste

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 100 200 300 400 500

% V

ol.

Presin (kg/cm2)

% Volumen lquido condensado

OBSERVADO

CALCULADO

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

1.06

1.08

1.10

0 100 200 300 400 500

Z g

as

Presin (kg/cm2)

Z gas

OBSERVADO

CALCULADO

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

100 300 500 700 900

Vo

lum

en r

elat

ivo

(m

3/m

3)

Presin (kg/cm2)

Volumen relativo

OBSERVADO

CALCULADO

2Anlisis pVT

Escenarios

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 50 100 150 200 250 300

Pre

si

n (

kg/c

m2)

Temperatura (C)

Original

GH - 1

GH - 5

GH - 10

GH - 20

GH - 35

GH - 50

Variacin de la envolvente de fases en funcin del % degas hidrocarburo adicionado

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 200 400 600

% v

olu

me

n

Presin (kg/cm2)

Volumen de lquido retrgrado(% volumen a presin de roco)

Original

GH - 1 %

GH - 5 %

GH - 10 %

GH - 20 %

GH - 35 %

GH - 50 %

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0 200 400 600

Den

sid

ad

(g

/cm

3)

Presin (kg/cm2)

Densidad del lquido retrgrado

OriginalGH - 1 %GH - 5 %GH - 10 %GH - 20 %GH - 35 %GH - 50 %

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0 200 400 600

Vis

co

sid

ad

(cp

)

Presin (kg/cm2)

Viscosidad del lquido retrgrado

Original

GH - 1 %

GH - 5 %

GH - 10 %

GH - 20 %

GH - 35 %

GH - 50 %

3Anlisis pVT

Escenarios

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 200 400 600 800

Den

sid

ad

(g

/cm

3)

Presin (kg/cm2)

Densidad del gas

Original

GH - 1 %

GH - 5 %

GH - 10 %

GH - 20 %

GH - 35 %

GH - 50 %0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0 200 400 600 800V

isco

sid

ad

(cp

)

Presin (kg/cm2)

Viscosidad del gas

Original

GH - 1 %

GH - 5 %

GH - 10 %

GH - 20 %

GH - 35 %

GH - 50 %

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

0 200 400 600 800

Z

Presin (kg/cm2)

Factor Z del gas

OriginalGH - 1 %GH - 5 %GH - 10 %GH - 20 %GH - 35 %GH - 50 %

4Factor de volumen de formacin del gas (Bg)

El factor de volumen del gas relaciona el volumen a condiciones de yacimiento con el volumena condiciones estndar, para cualquier mezcla de hidrocarburos. En el caso del gas natural, elfactor de volumen del gas, puede ser relacionada con la aplicacin de la Ley de los gases realesa condiciones de yacimiento y estndar. Teniendo:

=

=

/

/

Para la misma masa, nR puede sereliminado, despus de la sustitucin deZce=1, Tcs=60+460=520R, y pcs=14.7 lb/pg

2,la ecuacin anterior se convierte en:

= 0.0283

3@. .

3@. .

Bg(f

t3@

c.y

./ft

3@

c.s.

)

Presin del yacimiento, py, (lb/pg2 abs)


= 43,560

Si el factor de volumen inicial del gas Bgi, es conocido, entonces el gas inicial en sitio Gi puedeser calculado como: Donde:

A es el rea del yacimiento en acresh es el espesor neto del yacimiento en pies es la porosidad del yacimientoSg es la saturacin de gas

Para un gasto de produccin de 10 MMPCD, calcule el gasto en el fondo del pozo, si lascondiciones en fondo son: p=1500 lb/pg2, T=180F, y la densidad relativa del gas es 0.64 (asumaque no hay presencia de gases no hidrocarburos).

7Compresibilidad del gas (cg)

La compresibilidad del gas con regularidad se refiere a compresibilidad isotrmica, y tiene laexpresin termodinmica:

Para un gas ideal puede verse que cg es exactamente igual a 1/p. Para un gas real, cg no espequeo ni es constante. Usando la Ley de los gases reales, la derivada / puedeevaluarse:

T

gp

V

Vc

1

Tp

z

p

nRT

p

znRT

p

V

2

Sustituyendo el volumen V, por su equivalente de la Ley de los gases reales y la derivada/ , resulta en:

T

gp

z

zpc

11

Tprpc

rp

z

zpc

11

8Compresibilidad del gas (cg) Mattar

Ejemplo

Estime la compresibilidad del gas que seencuentra a 200F y 2,000 lb/pg2abs.

Ppc=667.4 lb/pg2

abs y Tpc=358.3R

84.13.358

660

34.667

2000

pr

pr

T

p

0.2 1.0 10.0

0.01

0.1

1.0

10.0

Presin Pseudoreducida, ppr

CprT

pr

de la grfica CrTr=0.63

124 /1012.54.667

342.0

342.084.1

63.0

pglbxp

cc

T

Tcc

pc

rg

r

rrr

9Viscosidad del gas

Se muestra la forma de la viscosidad del gascomo una funcin de la presin delyacimiento para tres temperaturas diferentesde yacimiento. Se observa que a presionesbajas la viscosidad del gas se incrementaconforme la temperatura se incrementa. Sinembargo, a presiones altas la viscosidad delgas decrece conforme la temperaturaincrementa.

Presin del yacimiento, py

Vis

cosi

dad

del

gas

,

g

Incremento de

Temperatura, T

10

Viscosidad de una mezcla de gasesCuando la composicin de una mezcla de gasesse conoce y cuando las viscosidades de cadacomponente se conocen a una presin ytemperatura de inters, entonces la viscosidadde la mezcla se puede calcular con:

n

j

jj

n

j

jjgj

g

My

My

1

21

1

21

50 100 150 200 250 300 350 400

0.024

0.022

0.020

0.018

0.016

0.012

0.010

0.014

0.008

0.006

0.004

Helio

Aire

Nitr

geno

Dix

ido de

Carb

ono

Sulfu

ro de

Hidr

gen

o

Metan

o

Etileno

Etano

Propan

o

i-Butano

n-Butan

o

n-Penta

no

n-Hexa

no

n-Hepta

no n-Octano

n-Nonano

n-Decano

Vis

cosi

dad

, ce

nti

pois

e

Temperatura, FCorrelacin de Carr, Kobayashi Burrows (1954)

11

Viscosidad de una mezcla de gases

Esta grfica se puede utilizar para calcular laviscosidad de una mezcla de gases hidrocarburosa una presin atmosfrica cuando no se disponede la composicin del gas. Las graficas superioresmuestran los valores de viscosidad que sesuman a la viscosidad del gas calculada y tomanen cuenta el efecto causado por la presencia decido sulfhdrico, nitrgeno o bixido decarbono. El efecto de cada uno de los gases nohidrocarburos es incrementar la viscosidad de lamezcla de gases.

% mol H2S % mol N2 % mol CO2

Cor

recc

in

adic

iona

l

para

Vis

cosi

dad,

cp

Vis

cosi

dad

a 1

atm

sfe

ra,

g1, c

p

10 20 30 40 50 60

- 400F

- 300F

- 200F

- 100F

.016

.015

.014

.013

.012

.011

.010

.009

.008

.007

.006

.005

.004

0.5 1.0 1.5 2.0

Peso molecular, (lbm/lbm-mol)

Densidad relativa del gas

12


Ejemplo:Calcular la viscosidad de la mezcla de gases quese presenta en la Tabla a las condiciones depresin y temperatura de 14.7 lb/pg2abs(presin atmosfrica) y 200 F, respectivamente.

ComponenteComposicin(fraccin mol)

Metano, C1H4 0.850

Etano, C2H6 0.090

Propano, C3H8 0.040

Butano, n-C4H10 0.020

Total 1.000

50 100 150 200 250 300 350 400

0.024

0.022

0.020

0.018

0.016

0.012

0.010

0.014

0.008

0.006

0.004

Helio

Aire

Nitr

geno

Dix

ido de

Carb

ono

Sulfu

ro de

Hidr

gen

o

Metan

o

Etileno

Etano

Propan

o

i-Butano

n-Butan

o

n-Penta

no

n-Hexa

no

n-Hepta

no n-Octano

n-Nonano

n-Decano

Vis

cosi

dad

, ce

nti

po

ise

Temperatura, F

gc1=0.0130 cpgc2=0.0112 cpgc3=0.0098 cpgc4=0.0091 cp

13


Ejercicio 1:

Componentey

(fraccin mol)

M(lbm/lbm-

mol)

Metano, C1H4 0.85 16.04

Etano, C2H6 0.09 30.07

Propano, C3H8 0.04 44.1

Butano, n-C4H10 0.02 58.12

n

j

jj

n

j

jjjg

g

My

My

1

21

1

21

14


Ejercicio 2:Emplear la Figura para calcular la viscosidad de lamezcla de gases proporcionado en la tabla a 200F y a presin atmosfrica.

Componente Composicin(fraccin mol)

Metano, C1H4 0.850

Etano, C2H6 0.090

Propano, C3H8 0.040

Butano, n-C4H10 0.020

Total 1.000


Cor

recc

in

adic

iona

l

para

Vis

cosi

dad,

cp

Vis

cosi

dad

a 1

atm

sfe

ra,

g1, c

p

10 20 30 40 50 60

- 400F

- 300F

- 200F

- 100F

.016

.015

.014

.013

.012

.011

.010

.009

.008

.007

.006

.005

.004

0.5 1.0 1.5 2.0



15


Ejercicio 1:

Componentey

(fraccin mol)

M(lbm/lbm-

mol)

M1/2

(lbm/lbm-mol)1/2

y M1/2

(lbm/lbm-mol)1/2g (cp) g y M

1/2

cp(lbm/lbm-mol)1/2

Metano, C1H4 0.85 16.04 4.0059 3.4042 0.0130 0.04426

Etano, C2H6 0.09 30.07 5.48361 0.4935 0.0112 0.00553

Propano, C3H8 0.04 44.1 6.64078 0.2656 0.0098 0.00260

Butano, n-C4H10 0.02 58.12 7.62364 0.1525 0.0091 0.00139

yM1/2=4.3159 yM

1/2=0.05377

cp

My

My

n

j

jj

n

j

jjjg

g 01247.0316.4

05377.0

1

21

1

21

16


Ejercicio 2:


Cor

recc

in

adic

iona

l

para

Vis

cosi

dad,

cp

Vis

cosi

dad

a 1

atm

sfe

ra,

g1, c

p

10 20 30 40 50 60

- 400F

- 300F

- 200F

- 100F

.016

.015

.014

.013

.012

.011

.010

.009

.008

.007

.006

.005

.004

0.5 1.0 1.5 2.0



g = 0.0125 cp a 200 F

compnj

j

jja MyM1

664.096.28

26.19

96.28

Mag

Componentey

(fraccin mol)M

(lbm/lbm-mol)y M

(lbm/lbm-mol

Metano, C1H4 0.85 16.04 13.634

Etano, C2H6 0.09 30.07 2.706

Propano, C3H8 0.04 44.10 1.764

Butano, n-C4H10

0.02 58.12 1.162

Ma =19.267Calculo de la densidad de la mezcla de gases,

17

Viscosidad de gases

Correlacin de Lee

bc

TMb

TM

TMa

ba

c

g

g

2.04.2

4.98601009.0448.3

26.192.209

0160.0379.9

43.62exp10

5.1

4

3ft

lbmg Viscosidad(cp), temperatura(R),

3cm

gg cgg ba exp10 4 para 100 < p (lb/pg

2) < 8,000100 < T (F) < 340

propiedad de los fluidos y analisis pvt

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