Analisis PVT de Gas Condensado Tatiana

ANALISIS PVT DE GAS CONDENSADO

YACIMIENTOS DE GAS CONDENSADO

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Un gas condensado es un fluido monofásico en condiciones de yacimiento originales. La composición de la mezcla de hidrocarburos de un yacimiento de gas condensado es predominante metano (>60%).

YACIMIENTOS DE GAS CONDENSADO

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Un gas condensado es un gas con líquido disuelto. La mezcla de hidrocarburos a las condiciones iníciales de presión y temperatura (punto B en la figura) se encuentra en fase gaseosa o en el punto de roció.

YACIMIENTOS DE GAS CONDENSADO • La temperatura del yacimiento se encuentra entre la temperatura crítica y la cricondentermica de la mezcla. • Relación de Gas-Condensado (RGC): entre 8000 y 70000 SCF/STB • Gravedad API del condensado: 40-60°. • El contenido de metano del gas condensado es mayor o igual a 60% y el C7+ ≤12.5% • Color del condensado: incoloro amarillo-claro. • Entre más rico en componentes pesados (C 5+) sea el gas condensado, menor es la RGC y la gravedad API del condensado. Además, el color se

PRESION DE ROCIO RETROGRADA

Durante el proceso de producción del yacimiento, la temperatura de formación normalmente no cambia, pero la presión se reduce. Cuando la presión de un yacimiento de gas condensado se reduce hasta un cierto punto, denominado presión de saturación o presión del punto de roció, una fase liquida rica en fracciones pesadas se separa de la solución; la fase gaseosa muestra una leve disminución de las fracciones pesadas (derecha la figura). La reducción continua de la presión incrementa la fase liquida hasta que alcanza un volumen máximo, luego el volumen de liquido se reduce. En un yacimiento de gas condensado, la condición inicial del yacimiento se encuentra en el área monofásica, a la derecha del punto crítico. Conforme declina la presión del yacimiento, el fluido atraviesa el punto de roció y una fase liquida se separa del gas. El porcentaje de vapor disminuye, pero puede aumentar nuevamente con la declinación continua de presión.

PRESION DE ROCIO RETROGRADA Los factores que afectan en mayor grado a la Proc son: Temperatura del yacimiento y composición de la mezcla: •

A medida que incrementa la temperatura, aumenta la Proc (T↑ → Proc ↑)

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A medida que la gravedad API del condensado aumenta, disminuye la Proc (°API ↑ → Proc ↓)

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A medida que incrementa la RGC, disminuye la Proc (RGC ↑→ Proc ↓)

CONDENSACION Y VAPORIZACION

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Cuando un yacimiento de gas condensado se produce una reducción isotérmica de la presión y se cruza la curva del roció, se entra en la región de dos fases ocurriendo la llamada condensación retrograda de las fracciones pesadas e intermedias.

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Estas fracciones se depositan como liquido en los canales porosos más pequeños de la roca

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Los hidrocarburos así depositados no logran fluir hacia los pozos

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El efecto dañino de permitir la condensación retrograda, tiene el agravante de lo que se deposita son las fracciones más pesadas de la mezcla y por lo tanto, no solo se pierde la parte de mayor valor en el yacimiento, sino que el fluido que se continua extrayendo se empobrece en tales fracciones

SEPARACION •

SEPARACION DIFERENCIAL Es aquella donde la composición total del sistema (gas + liquido) varía durante el agotamiento de presión. En este caso el gas separado es separado parcial o totalmente del contacto con el condensado retrogrado.

Etapas de la prueba de liberación diferencial isotérmica. En el yacimiento se tiene liberación diferencial cuando P < Pb (RGP < Rs) •

Inicialmente la celda tiene un Volumen determinado de Petróleo (P1 ≥Pb) y T determinada

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La presión disminuye aumentando el Volumen de la celda

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Al caer la P2 por debajo de la Pb, ocurre liberación de gas

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De este modo se retira el gas liberado a P ctte, cambiando así la composición del petróleo

SEPARACION •

SEPARACION INSTANTANEA (FLASH) El gas liberado permanece en contacto con el líquido, lo que significa que la composición total del sistema permanece constante durante el agotamiento de presión.

Etapas de la prueba de la Liberación Instantánea isotérmica. En el yacimiento este proceso ocurre cuando la P del petróleo es ligeramente menor que la Pb. La cantidad de gas liberado no alcanza la saturación de gas critica, por lo que gas permanece en contacto con el crudo sin ocurrir cambio de la composición total del sistema . •

Inicialmente la P de muestra es mayor que la P de saturación (P1> Psat)

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Luego el petróleo se expande a través de varias etapas

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En este proceso se observa variación de presión y volumen sin cambio de masa (no se retira gas de la

PROCESOS DE SEPARACION GASLIQUIDO EN YACIMIENTO Y SUPERFICIE •

El proceso de separación gas-liquido en el yacimiento depende de la saturación de condensado retrogrado.

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Al disminuir la presión del yacimiento por debajo de la presión roció, el líquido condensado permanece inmóvil en contacto con el gas hasta alcanzar una saturación mayor que la crítica. El gas remanente se movera hacia los pozos de producción y la composición del sistema gas-liquido estará cambiando continuamente. Bajo estas condiciones el proceso de separación será tipo diferencial con la fase liquida inmóvil y la gaseosa moviéndose continuamente.

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En las tuberías de producción, líneas de flujo y separadores las fases gas y líquido se mantienen en contacto, sin cambio apreciable de la composición total del sistema, y en agitación permanente lo cual permite el equilibrio entre las fases. Bajo estas condiciones el proceso se separación es tipo instantáneo (flash).

ANALISIS PVT Consiste en determinar en el laboratorio una serie de propiedades físicas de un fluido en el yacimiento (petróleo, agua o gas) que relacionan presión, volumen y temperatura. Un paso previo a un buen análisis PVT, consiste en la obtención de una muestra representativa del yacimiento que este a las condiciones de presión y temperatura del mismo. La información que se obtiene con las pruebas PVT: •

Análisis composicional de los fluidos separados y del yacimiento incluyendo peso molecular y densidad de los heptanos y componentes más pesados.

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Comportamiento isotérmico presión-volumen (P-V) a temperatura constante del yacimiento. Determinación del punto de roció.

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Agotamiento isovolumetrico e isotérmico de presión del fluido del yacimiento incluyendo el análisis composicional del gas producido a las presiones de agotamiento.

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Variación del porcentaje de condensado retrogrado con presión.

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Factores de compresibilidad del gas producido y de mezcla remanente en la celda.

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Factores volumétricos del gas condensado.

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Optimización de presiones de separación instantánea gas-liquido de pruebas de separadores.

APLICACIONES

•

Estudios de balance de materiales composicional

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Simulación composicional de yacimientos

•

Diseño optimo de sistemas de separación superficial para obtener el máximo rendimiento de liquido

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Diseño de proyectos de reciclo (o ciclaje) de gas

•

Presión optima de mantenimiento para impedir la condensación retrograda en el yacimiento

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Calculo de las constantes de equilibrio cuando se conocen las composiciones de las fases gas y liquido

TIPOS DE PRUEBAS •

PRUEBA CCE (Constant Composition Expansion)

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La celda se carga con una muestra recombinada representativa de los fluidos del yacimiento

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Se calienta a la temperatura del yacimiento y se comprime desplazando pistón en la celda hasta alcanzar P por encima de P de yacimiento.

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El contenido de la celda es expandido a composición constante hasta la P por debajo de la P inicial retirando el pistón

•

Se agita la celda y se permite un tiempo suficiente para que ocurra equilibrio.

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Luego se repite el procedimiento.

La Procio se determina visualizando el momento en que empieza a formarse la condensación retrograda. En este punto se observa la neblina de la fase gaseosa, el cual desaparece al poco tiempo cuando las gotas de liquido se segregan hacia la parte inferior de la celda.

TIPOS DE PRUEBAS •

PRUEBA CVD (Constant Volume Depletion)

Consiste en una serie de expansiones y desplazamientos a P ctte de la mezcla recombinada, de tal manera que el volumen de gas+liquido acumulado en la celda permanece ctte al finalizar cada desplazamiento. •

El gas retirado a presión ctte es llevado a un lab donde se mide volumen y se determina su composición.

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Los factores de compresibilidad (z) del gas retirado y de la mezcla bifásica (gas+liquido) remanentes en la celda y el volumen de liquido depositado en el fondo de la celda se deben determinar a cada presión

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Este proceso es continuado hasta alcanzar la presión de abandono, a ese momento se analizan las fases liquida y gaseosa remanentes en la celda.

TIPOS DE PRUEBAS •

PRUEBA DE SEPARADOR

Son pruebas de liberacion instantanea que se realizan en un separador en el laboratorio con objetivo de cuantificar el efecto de las condiciones de separacion (P,T) en superficie sobre rendimiento de liquido y sus propiedades (RGP, °API..) •

Al variar la presión del separador se puede obtener una presión optima que genere la mayor cantidad de condensado en el tanque.

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La muestra de gas condensado saturada a la presión de roció es pasada a través de un separador y luego expandida a presión atmosférica.

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La presión optima de separación es aquella que produce la mayor cantidad de liquido en el tanque, la menor RGP y mayor gravedad API del condensado; es decir, estabilizara la mayor cantidad de gas en fase liquida.