La ecuación general de balance de materiales se puede modificar de tal forma que se puede ajustar perfectamente al análisis de un yacimiento de gas, ya sea seco o húmedo, además de esto es posible ayudarnos con las características de los gases reales e ideales para poder determinar parámetros necesarios en el estudio de este tipo de yacimientos.
Como bien se sabe un gas ideal es aquel que cumple las condiciones de que no existe interacción intermolecular, como por ejemplo fuerzas de atracción y repulsión, y un mol de este gas ideal ocupa el mismo volumen y además contienen el mismo número de moléculas a cualquier presión y temperatura.
Por el contrario los gases reales exhiben comportamientos que ameritan realizar correciones si se pretende modelar el comportamiento de un gas real aplicando las ecuaciones para gases ideales, este el llamado factor de compresiblidad (Z) utilizado para corregir la ecuación de estado de gases ideales en función de las presiones y temperaturas críticas del gas o los gases en estudio, de la forma que la ecuación de estado para gases ideales será igual a:
Ahora bien, entrando un poco mas en lo que a yacimientos de gas se refiere tenemos que el Factor volumétrico de formación del gas (Bg) se puede definir como:
Bg= Volumen de Gas a condiciones yacimiento / Volumen de Gas a condiciones estándar
Ahora, reemplazando por la ecuación de estado para gases reales se tiene que:
Y tomando las presiones y temperaturas estándar como 14,7 lpc y 520° Rankine respectivamente se tiene que el Factor volumétrico del gas en función del factor de compresibilidad, temperatura y presión del yacimiento será:
Ahora el balance de materiales para yacimientos de gas se puede iniciar mediante un balance de masa de la forma:
Masa inicial – Masa producida + Masa que entra = Masa remanente
También se tiene que el valor del GOES a través del método volumétrico será:
Y la ecuación de Balance de Materiales se escribe como:
A partir del volumen original
Y el número de poros disponibles
Y el balance molecular
Además existe otra forma de representar la ecuación general de balance materiales para yacimientos da gas en función de los términos de Bg conociendo que:
Se puede reescribir la ecuación general de la forma:
Agrupando términos queda que:
Y por ultimo sabiendo que G = Vi/Bgi la ecuación general de balance de materiales queda de la forma:
La ecuación general de balance de materiales para yacimientos de gas se puede escribir también en forma de una línea recta, haciendo:
Otra forma seria graficar el gas producido (Gp) versus cada paso de presión dividido por su correspondiente factor de compresibilidad (P/z), (utilizando la primera EBM deducida) de la forma que la grafica se comportaría como una línea recta con pendiente negativa en el caso de que fuera un yacimiento volumétrico y el corte con el eje horizontal sería el Gi (GOES) para un yacimiento no volumétrico el comportamiento es diferente, desviándose de la linealidad y no es posible observar un corte por lo que este método no es aplicable a yacimientos con acuíferos activos.
Fuentes:
Clases de Ingeniería de Yacimientos II. Escuela de Ingeniería de Petróleo, Universidad Central de Venezuela.
Por el contrario los gases reales exhiben comportamientos que ameritan realizar correciones si se pretende modelar el comportamiento de un gas real aplicando las ecuaciones para gases ideales, este el llamado factor de compresiblidad (Z) utilizado para corregir la ecuación de estado de gases ideales en función de las presiones y temperaturas críticas del gas o los gases en estudio, de la forma que la ecuación de estado para gases ideales será igual a:
Ahora bien, entrando un poco mas en lo que a yacimientos de gas se refiere tenemos que el Factor volumétrico de formación del gas (Bg) se puede definir como:
Bg= Volumen de Gas a condiciones yacimiento / Volumen de Gas a condiciones estándar
Ahora, reemplazando por la ecuación de estado para gases reales se tiene que:
Y tomando las presiones y temperaturas estándar como 14,7 lpc y 520° Rankine respectivamente se tiene que el Factor volumétrico del gas en función del factor de compresibilidad, temperatura y presión del yacimiento será:
Ahora el balance de materiales para yacimientos de gas se puede iniciar mediante un balance de masa de la forma:
Masa inicial – Masa producida + Masa que entra = Masa remanente
También se tiene que el valor del GOES a través del método volumétrico será:
Y la ecuación de Balance de Materiales se escribe como:
A partir del volumen original
Y el número de poros disponibles
Y el balance molecular
Moles producidos (np) = moles iniciales (ni) – moles finales (nf)
A partir de eso y tomando en cuenta todas las relaciones anteriores la ecuación general de balance de materiales para yacimientos de gas quedaría de la forma:
Además existe otra forma de representar la ecuación general de balance materiales para yacimientos da gas en función de los términos de Bg conociendo que:
Se puede reescribir la ecuación general de la forma:
Agrupando términos queda que:
Y por ultimo sabiendo que G = Vi/Bgi la ecuación general de balance de materiales queda de la forma:
La ecuación general de balance de materiales para yacimientos de gas se puede escribir también en forma de una línea recta, haciendo:
F = GpBg + WpBw
Eg =Bg –Bgi
F =G*Eg +We y dividiendo todo entre Eg resulta la gráfica mostrada a continuación:Resulta entonces que:
Otra forma seria graficar el gas producido (Gp) versus cada paso de presión dividido por su correspondiente factor de compresibilidad (P/z), (utilizando la primera EBM deducida) de la forma que la grafica se comportaría como una línea recta con pendiente negativa en el caso de que fuera un yacimiento volumétrico y el corte con el eje horizontal sería el Gi (GOES) para un yacimiento no volumétrico el comportamiento es diferente, desviándose de la linealidad y no es posible observar un corte por lo que este método no es aplicable a yacimientos con acuíferos activos.
Fuentes:Clases de Ingeniería de Yacimientos II. Escuela de Ingeniería de Petróleo, Universidad Central de Venezuela.
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