Maestría en Ingeniería Química · 2004
Desarrollo de un esquema secuencial de reduccion de datos experimentales y ajuste de ecuacion de estado para fluidos tipo aceite volatil y gas condensado cercanos al punto critico con presencia de agua
El interés principal de este trabajo, consiste en proporcionar una metodología y expresiones termodinámicas que permitan garantizar la obtención de un modelo termodinámico ajustado a partir de pruebas experimentales PVT de Expansión a Composición Constante (ECC) que incluyan todos los compuestos presentes en los yacimientos del Piedemonte Llanero Colombiano. Un modelo, que a través de la inclusión de la regla de mezcla no convencional de Wong & Sandler y del modelo de exceso UNIQUAC al interior de la ecuación de estado de Peng & Robinson, involucre todos los conceptos y teorías termodinámicas necesarias para representar en una forma adecuada las interacciones complejas entre los compuestos hidrocarburos y el agua, teniendo en cuenta que de una adecuada predicción de estas interacciones dependerá el éxito en el planteamiento de esquemas de explotación y producción que eviten la presencia de condiciones desfavorables, y por lo tanto minimicen el daño a la formación debido a la presencia de escamas de origen orgánico (parafinas y asfaltenos) e inorgánico (scales) en estos yacimientos. El proyecto presenta en el Capítulo 1 la clasificación general de los fluidos presentes en los yacimientos de hidrocarburos, clasificación realizada con base en resultados obtenidos a partir de información PVT de laboratorio. En el Capítulo 2 una descripción detallada de las principales características del modelo termodinámico empleado para modelar sistemas hidrocarburos cercanos al punto crítico con presencia de agua. En el Capítulo 3 un detallado de la información experimental de pruebas PVT de Expansión a Composición Constante para sistemas de Gas Condensado Cercanos al Punto Crítico con Presencia de Agua, empleadas para validar el modelo planteado. En el Capitulo 4 una explicación detallada de las rutinas empleadas para garantizar el ajuste de los parámetros del modelo termodinámico a la información PVT de los fluidos evaluados y finalmente el Capítulo 5 los principales resultados de la aplicación del modelo termodinámico y las rutinas de ajuste de parámetros a los fluidos base de este estudio.
Texto completo 185 páginas con texto
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 15
- MODELO TERMODINÁMICOp. 19
- 1.1 ECUACIÓN DE ESTADO DE PENG & ROBINSONp. 19
- 1.1.1 Expresión para Sustancias Purasp. 19
- 1.1.2 Expresión para Mezclasp. 22
- 1.1.3 Modificaciones a la Ecuación de Estado de Peng & Robinsonp. 23
- 1.1.4 Capacidad Predictiva de la Ecuación de Estado de P&Rp. 24
- 1.1.5 Coeficientes de Interacción Binariap. 24
- 1.2 REGLAS DE MEZCLAp. 29
- 1.2.1 Clasificación de las reglas de mezclap. 30
- 1.2.2 Regla de mezcla de Wong & Sandler (modelo WS)p. 34
- 1.3 MODELOS TERMODINÁMICOS DE EXCESOp. 36
- 1.3.1 Terminologíap. 37
- su desarrollop. 42
- 1.3.3 Modelo UNIQUAC (Universal Quasi Chemical)p. 66
- 2. INFORMACIÓN EXPERIMENTALp. 72
- 2.1 PRUEBAS PVT DE FLUIDOS COMPOSICIONALESp. 72
- Pruebas de Agotamiento a Volumen Constante (AVC)p. 74
- Pruebas de Expansión a Composición Constante (ECC)p. 77
- 2.2 ESTUDIO PVT 1. ECC FLUIDO PIEDEMONTE LLANERO COLOMBIANOp. 81
- 2.3 ESTUDIO PVT 2. ECC FLUIDO KHUFF – GHAWAR (ARABIA SAUDITA)p. 86
- METODOLOGÍA DE AJUSTE DEL MODELO TERMODINÁMICOp. 93
- 3.1 ANTECEDENTESp. 93
- 3.2 METODOLOGÍA PROPUESTAp. 97
- 3.2.1 Modelamiento termodinámico de la presión de saturaciónp. 100
- 3.2.2 Planteamiento del ajuste de los CIBp. 106
- multicomponentesp. 111
- 3.2.4 Ajuste de la Fracción de Líquidop. 118
- RESULTADOS DEL PROCESO DE AJUSTEp. 123
- 4.1 FLUIDOS UTILIZADOSp. 123
- 4.2 RESULTADOS DEL AJUSTEp. 129
- 4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 159
- CONCLUSIONESp. 164
- RECOMENDACIONESp. 166
- BIBLIOGRAFIAp. 167
- ECCp. 175
- modelos termodinámicosp. 30
- segmentosp. 39
- Gibbs de interacción, gij, la cual está indicada en el diagramap. 58
- Figura 6. Configuración Normal de una Celda PVTp. 74
- Constante para un gas condensadop. 76
- de pruebas PVT AVC y ECCp. 77
- condensadop. 78
- Figura 10. Comportamiento P-V para gas condensado y aceite volátilp. 79
- Figura 11. Curva de volumen de líquido condensado en función de la presiónp. 80
- sobre el Comportamiento de Fases de este Fluidop. 81
- y las Sales sobre el Comportamiento de Fases de este Fluidop. 87
- Regla de Mezcla de Wong – Sandler + Modelo de Exceso UNIQUACp. 99
- Saturaciónp. 110
- Constantep. 120
- del simplex del Nelder & Mead, definida por la ecuación 3.54p. 121
- definidosp. 122
- Figura 19. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 240 ºF sin Aguap. 131
- Figura 20. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 240 ºF con Aguap. 133
- Figura 21. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 270 ºF sin Aguap. 135
- Figura 22. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 300 ºF sin Aguap. 137
- Figura 23. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 300 ºF con Aguap. 139
- Figura 24. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 240 ºF sin Aguap. 140
- Figura 25. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 240 ºF con Aguap. 141
- Figura 26. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 270 ºF sin Aguap. 142
- Figura 27. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 300 ºF sin Aguap. 143
- Figura 28. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 300 ºF con Aguap. 144
- Figura 29. Fracción de Líquido (Fl) del Gas B @ 80 ºFp. 145
- Figura 30. Fracción de Líquido (Fl) del Gas B @ 150 ºFp. 146
- Figura 31. Fracción de Líquido (Fl) del Gas B @ 200 ºFp. 147
- Figura 32. Fracción de Líquido (Fl) del Gas B @ 260 ºFp. 148
- Figura 33. Factor de Compresibilidad (Zg) del Gas Cp. 150
- Figura 34. Volumen Relativo (Vr) del Gas Cp. 150
- Figura 35. Resultados de Fracción de Líquido (Fl) para el Gas Cp. 152
- Figura 36. Factor de Compresibilidad (Zg) del Gas Dp. 154
- Figura 37. Volumen Relativo (Vr) del Gas Dp. 154
- Figura 38. Fracción de Líquido (Fl) del Gas Dp. 155
- Figura 39. Factor de Compresibilidad del Líquido (Zl) del Aceite Ap. 157
- Figura 40. Volumen Relativo (Vr) del Aceite Ap. 157
- Figura 41. Fracción de Líquido (Fl) del Aceite Ap. 158
- Figura 42. Tendencia del Factor de Compresibilidad Z para el Gas Cp. 160
- Figura 43. Tendencia del Factor de Compresibilidad Z para el Gas D y el Aceite Ap. 160
- para el modelo tradicionalp. 161
- para el modelo tradicionalp. 162
- para el modelo tradicionalp. 163
- Tabla 1. Puntos Característicosp. 54
- sistemas H2O-Hidrocarburosp. 66
- UNIFACp. 70
- Tabla 4. Parámetros estructurales del modelo UNIQUACp. 71
- Tabla 9. Presición de la Medición de Variablesp. 86
- Tabla 10. Composición del Fluido del Yacimiento Khuffp. 88
- Tabla 11. Prueba ECC, Gas Condensado Khuff, Base Seca @ 80 ºFp. 89
- Tabla 12. Prueba ECC, Gas Condensado Khuff, Base Seca @ 150 ºFp. 90
- Tabla 13. Prueba ECC, Gas Condensado Khuff, Base Seca @ 200 ºFp. 91
- Tabla 14. Prueba ECC, Gas Condensado Khuff, Base Seca @ 260 ºF, Carga 1p. 92
- Tabla 15. Composición global del Gas Ap. 124
- Tabla 16. Composición global del Gas Bp. 125
- Tabla 17. Composición global del Gas Cp. 126
- Tabla 18. Composición global del Gas Dp. 127
- Tabla 19. Composición global del Aceite Ap. 128
- Tabla 20. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 240 ºF sin Aguap. 130
- Tabla 21. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 240 ºF con Aguap. 132
- Tabla 22. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 270 ºF sin Aguap. 134
- Tabla 23. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 300 ºF sin Aguap. 136
- Tabla 24. Volumen Relativo (Vr) del Gas A @ 300 ºF con Aguap. 138
- Tabla 25. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 240 ºF sin Aguap. 140
- Tabla 26. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 240 ºF con Aguap. 141
- Tabla 27. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 270 ºF sin Aguap. 142
- Tabla 28. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 300 ºF sin Aguap. 143
- Tabla 29. Fracción de Líquido (Fl) del Gas A @ 300 ºF con Aguap. 144
- Tabla 30. Fracción de Líquido (Fl) del Gas B @ 80 ºFp. 145
- Tabla 31. Fracción de Líquido (Fl) del Gas B @ 150 ºFp. 146
- Tabla 32. Fracción de Líquido (Fl) del Gas B @ 200 ºFp. 147
- Tabla 33. Fracción de Líquido (Fl) del Gas B @ 260 ºFp. 148
- Tabla 34. Factor de Compresibilidad (Zg) del Gas Cp. 149
- Tabla 35. Volumen Relativo (Vr) del Gas Cp. 149
- Tabla 36. Resultados de Fracción de Líquido (Fl) para el Gas Cp. 151
- Tabla 37. Factor de Compresibilidad (Zg) del Gas Dp. 153
- Tabla 38. Volumen Relativo (Vr) del Gas Dp. 153
- Tabla 39. Fracción de Líquido (Fl) del Gas Dp. 155
- Tabla 40. Factor de Compresibilidad (Zl) del Aceite Ap. 156
- Tabla 41. Volumen Relativo (Vr) del Aceite Ap. 156
- Tabla 42. Fracción de Líquido (Fl) del Aceite Ap. 158