Pruebas PVT de condensado en el laboratorio.
Pruebas PVT de condensado en el laboratorio.
El equipo de laboratorio usado en estudios PVT de condensado difiere del usado en estudios PVT de petróleo negro por dos razones:
La presión en el punto de rocío de la mayoría de los sistemas de condensado no puede ser detectada por un cambio brusco en la relación volumen sistema.
La fase liquida constituye una pequeña parte del volumen total de la celda.
El equipo de laboratorio usado en estudios PVT de condensado difiere del usado en estudios PVT de petróleo negro por dos razones:
La presión en el punto de rocío de la mayoría de los sistemas de condensado no puede ser detectada por un cambio brusco en la relación volumen sistema.
La fase liquida constituye una pequeña parte del volumen total de la celda.
Recombinación.
Las muestras de gas líquido tomadas del separador de alta presión deben ser recombinadas a las mismas condiciones de presión y temperatura del separador obtener un fluido que sea representativo del yacimiento. Las muestras de fluidos tomadas a diferentes condiciones se deben descartar porque al recombinarlas representa el fluido original del yacimiento.
Composición.
En la determinación de las composiciones de las muestras de gas y líquido se usan técnicas de: cromatografía, destilación, destilación simulada por cromatografía y/o espectrometría de masas.
La muestra recombinada en el laboratorio se le determina también su composición total. Esta debe ser separada con la composición de la mezcla gas-liquido obtenida matemáticamente en base a los datos del separador.
Prueba CCE (Constant Composition Expansion)
Después de cargar la celda con una muestra recombinada representativa de los fluidos del yacimiento, se calienta a la temperatura de yacimiento y se comprime desplazando el pistón en la celda hasta alcanzar 500 a 1000 lpc por encima de la presión del yacimiento.
El contenido de la celda es expandido a composición constante hasta una presión de 500 a 200 lpc por debajo de la presión inicial retirando el pistón.
La presión de rocío se determina visualizando el momento en que empieza a formarse la condensación retrograda. En este punto se observa el enturbamiento (neblina) de la fase gaseosa, el cual desaparece al poco tiempo cuando las gotas de líquido se segregan hacia la parte inferior de la celda. Durante el proceso de expansión no se retira gas de la celda.
Prueba de separador.
Son pruebas de liberación instantánea que se realizan en un separador en el laboratorio con el objetivo de cuantificar el efecto de las condiciones de separación (P, T) en superficie sobre el rendimiento del liquido y sus propiedades (RGC, grados API,…). Al variar la presión del separador se puede obtener una presión óptima que genere la mayor cantidad de condensado en el tanque. La muestra de gas condensado saturada a la presión de rocío es pasada a través de un separador y luego expandida a presión atmosférica. La presión optima de separación es aquella que produce la mayor cantidad de liquido en el tanque, la menor RGC y mayor gravedad API del condensado, es decir, estabiliza la mayor cantidad de gas en fase liquida.
Información obtenible de las pruebas PVT.
Análisis composicional de los fluidos separados y del yacimiento incluyendo peso molecular y densidad de los heptanos y componentes mas pesados.
Comportamiento isotérmico presión - volumen (P-V) a temperatura constante de yacimiento. Determinación del punto de rocío.
Agotamiento isovolumétrico e isotérmico de presión del fluido de yacimiento incluyendo el análisis composicional de gas producido a varias presiones de agotamiento.
Variación de porcentaje de condensado retrógrado con presión.
Factores de compresibilidad del gas producido y de la mezcla remanente en la celda.
Factores volumétricos del gas condensado.
Optimización de presiones de separación instantánea gas- liquido de pruebas de separadores.
Limitaciones de las pruebas de laboratorios.
El proceso de separación diferencial isovolumétrico de las pruebas de laboratorio no simulan la producción de condensado retrogrado del yacimiento, la cual puede ocurrir en yacimientos de gas condensado rico.
Es bastante difícil tomar una muestra representativa del fluido original del yacimiento.
La extrapolación de resultados en laboratorios debe hacerse con mucho cuidado debido a que pequeños errores en las pruebas producen graves errores en la predicción del comportamiento de yacimiento de gas condensado.
No siempre es posible determinar experimentalmente el efecto de la presión y temperatura sobre las propiedades y volúmenes de las fases a presiones bajas a las cuales trabajan los separadores. Limitaciones en cuanto al tamaño de las celdas PVT que imposibilitan expandir el sistema gas-condensado a presiones de orden 250 lpc ya que el volumen de líquido es tan pequeño que impide su medida adecuadamente, sobre todo en gases condensados.
Aplicaciones.
Los resultados de los análisis PVT son fundamentales en la realización de diferentes tipos de cálculos entre los cuales podemos mencionar:
Estudios de balance de materiales composicional.
Simulación composicional de yacimiento.
Diseño optimo de sistemas de separación superficial para obtener el máximo rendimiento de líquido.
Diseño de proyectos de reciclo de gas.
Presión óptima de mantenimiento para impedir la condensación retrograda en el yacimiento.
Calculo de las constantes de equilibrio cuando se conocen las composiciones de las fases gas – líquido.
Análisis nodal composicional.
Las muestras de gas líquido tomadas del separador de alta presión deben ser recombinadas a las mismas condiciones de presión y temperatura del separador obtener un fluido que sea representativo del yacimiento. Las muestras de fluidos tomadas a diferentes condiciones se deben descartar porque al recombinarlas representa el fluido original del yacimiento.
Composición.
En la determinación de las composiciones de las muestras de gas y líquido se usan técnicas de: cromatografía, destilación, destilación simulada por cromatografía y/o espectrometría de masas.
La muestra recombinada en el laboratorio se le determina también su composición total. Esta debe ser separada con la composición de la mezcla gas-liquido obtenida matemáticamente en base a los datos del separador.
Prueba CCE (Constant Composition Expansion)
Después de cargar la celda con una muestra recombinada representativa de los fluidos del yacimiento, se calienta a la temperatura de yacimiento y se comprime desplazando el pistón en la celda hasta alcanzar 500 a 1000 lpc por encima de la presión del yacimiento.
El contenido de la celda es expandido a composición constante hasta una presión de 500 a 200 lpc por debajo de la presión inicial retirando el pistón.
La presión de rocío se determina visualizando el momento en que empieza a formarse la condensación retrograda. En este punto se observa el enturbamiento (neblina) de la fase gaseosa, el cual desaparece al poco tiempo cuando las gotas de líquido se segregan hacia la parte inferior de la celda. Durante el proceso de expansión no se retira gas de la celda.
Prueba de separador.
Son pruebas de liberación instantánea que se realizan en un separador en el laboratorio con el objetivo de cuantificar el efecto de las condiciones de separación (P, T) en superficie sobre el rendimiento del liquido y sus propiedades (RGC, grados API,…). Al variar la presión del separador se puede obtener una presión óptima que genere la mayor cantidad de condensado en el tanque. La muestra de gas condensado saturada a la presión de rocío es pasada a través de un separador y luego expandida a presión atmosférica. La presión optima de separación es aquella que produce la mayor cantidad de liquido en el tanque, la menor RGC y mayor gravedad API del condensado, es decir, estabiliza la mayor cantidad de gas en fase liquida.
Información obtenible de las pruebas PVT.
Análisis composicional de los fluidos separados y del yacimiento incluyendo peso molecular y densidad de los heptanos y componentes mas pesados.
Comportamiento isotérmico presión - volumen (P-V) a temperatura constante de yacimiento. Determinación del punto de rocío.
Agotamiento isovolumétrico e isotérmico de presión del fluido de yacimiento incluyendo el análisis composicional de gas producido a varias presiones de agotamiento.
Variación de porcentaje de condensado retrógrado con presión.
Factores de compresibilidad del gas producido y de la mezcla remanente en la celda.
Factores volumétricos del gas condensado.
Optimización de presiones de separación instantánea gas- liquido de pruebas de separadores.
Limitaciones de las pruebas de laboratorios.
El proceso de separación diferencial isovolumétrico de las pruebas de laboratorio no simulan la producción de condensado retrogrado del yacimiento, la cual puede ocurrir en yacimientos de gas condensado rico.
Es bastante difícil tomar una muestra representativa del fluido original del yacimiento.
La extrapolación de resultados en laboratorios debe hacerse con mucho cuidado debido a que pequeños errores en las pruebas producen graves errores en la predicción del comportamiento de yacimiento de gas condensado.
No siempre es posible determinar experimentalmente el efecto de la presión y temperatura sobre las propiedades y volúmenes de las fases a presiones bajas a las cuales trabajan los separadores. Limitaciones en cuanto al tamaño de las celdas PVT que imposibilitan expandir el sistema gas-condensado a presiones de orden 250 lpc ya que el volumen de líquido es tan pequeño que impide su medida adecuadamente, sobre todo en gases condensados.
Aplicaciones.
Los resultados de los análisis PVT son fundamentales en la realización de diferentes tipos de cálculos entre los cuales podemos mencionar:
Estudios de balance de materiales composicional.
Simulación composicional de yacimiento.
Diseño optimo de sistemas de separación superficial para obtener el máximo rendimiento de líquido.
Diseño de proyectos de reciclo de gas.
Presión óptima de mantenimiento para impedir la condensación retrograda en el yacimiento.
Calculo de las constantes de equilibrio cuando se conocen las composiciones de las fases gas – líquido.
Análisis nodal composicional.
