lunes, 7 de diciembre de 2009

Balance de Materiales en Yacimientos de Gas

Para abordar el tema de balance de materiales de yacimientos de gas, es necesario comentar ciertas particularidades sobre los gases. Partiendo de la Ley de Boyle (el producto de la presión por el volumen del gas es un valor constante a temperatura constante), Charles (a presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura) y Avogadro (a presión y temperatura constantes, el volumen del gas es proporcional al número de moles), se puede determinar una ecuación que relaciona a la presión, volumen, temperatura y número de moles. A esa ecuación se le conoce como Ecuación de estado de gases ideales.

Pero, a condiciones de yacimiento, debido a las altas temperaturas y presiones los gases se desvían de su comportamiento real por lo que es necesario aplicar dentro de la ecuación de gases ideales un factos de corrección denominado factor de compresibilidad del gas (Z).

El factor de compresibilidad del gas se puede hallar de forma experimental al relacionar el producto de la presión y el volumen a condiciones de yacimiento y en superficie.

Por el principio de estados correspondientes de Van Der Waals (1856), todo gas a igual presión y temperatura reducida, posee el mismo factor Z. Para mezclas de hidrocarburos, W. B. Kay en 1936 aplica el mismo principio de paralelismo del factor de compresibilidad para valores de presión y temperatura pseudoreducida iguales.

Donde:

Ppr, Tpr: propiedades pseudoreducidas y Ppc, Tpc: propiedades pseudocríticas.

Las propiedades pseudocríticas dependen de la composición de gases presentes en la mezcla y de la fracción molar de cada componente (Yi):

Donde:

Pci, Tci: propiedades críticas absolutas del componente i.

Conocidas así las propiedades pseudoreducidas de la mezcla de gases, se puede proceder a determinar el valor del factor de compresibilidad Z, valiéndose del método gráfico de Standing y Katz.


Conocido ya el valor de Z, es posible determinar el factor volumetrico de formación del gas (Bg)

Al realizar un manejo de ecuacines referentes al volumen original (Gp=G-G(bgi/Bg)), volumen de poros disponibles (Vf=Vi-We+WpBw) en base a un balance molecular (np=ni-nf) donde n=PV/ZRT , se obtendrá finalmente una expresión como la siguiente:






Es así como se deduce la ecuación de bal
ance de materiales para yacimientos volumétricos de gas:

Esta expresión matemática representa la ecuación de una recta donde b constituye el punto de corte con el eje y, y m la pendiente de la recta.




Otra forma de escribir la escuación anterior sería la siguiente:

Donde (Bg-Bgi) representa la expansión del gas.


Es así como finalmente se poseen todas las herramientas necesarias para, además de haber caracterizado yacimientos volumetricos de gas, poder caracterizar y estimar a su vez el volumen de gas presente en en aquellos yacimientos de gas con influjo de agua por medio de la siguiente ecuación y gráfica.


Referencias:
Clases Yacimientos II Prof. Angel Da Sailva.
industria-petrolera.blogspot.com/2008_12_01_archive.html