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.