Crudos Pesados

Ejercicios resueltos sobre Combustión in Situ (3er parcial)

Ejercicio 1.- En un experimento en un tubo de combustión, la composición del gas producido en porcentaje por volumen fue la siguiente: oxígeno 2%, dióxido de carbono 14%, monóxido de carbono 1%. El gas total seco producido fue de 60 x 103 PCN y se estima que 3 x 102 pie3 de la arena empacada del tubo fue quemada. La porosidad del empaque es 33% y la saturación inicial de petróleo, 80%. Utilizando estos datos calcular m, n, Y, % exceso de aire, contenido de combustible, requerimiento de aire, agua formada por la combustión, saturación de petróleo consumido como combustible, relación aire/petróleo y calor de combustión.

Al aplicar este proceso a un yacimiento, en el cual el espesor de la formación es de 18 pies y la tasa de inyección de aire igual a 1,2 x 106 PCN/día, calcule la velocidad del frente de combustión a una distancia de 75 pies, la posición del frente de combustión al final de 3 años y la velocidad del mismo a ese tiempo. Considere la densidad del combustible igual a 333lb/Bl.

Solución:

Datos:

% O2= 2; % CO2= 14; % CO= 1; Vg= 60 x 103 PCN Vb=3 x 102 pie3; Φ=33%; Soi=80% h=18 pies

ia=1,2 x 106 PCN/día rf=75 pies ρf=333 lb/Bl

m (razón de moléculas de CO2 a moléculas de CO):

n (razón de átomos de hidrógeno a átomos de carbono):

n=(106,3+2x1-5,06x(2+1+14))/((14+1))=1,485

Y (fracción del oxígeno utilizado):

Y=(100-4,761x%O_2)/(100-%O_2+(%O_2)/R)

Se requiere R:

Entonces:

% exceso de aire:

Cm (contenido de combustible):

Cm=4Vg/379x100xVb((%O_2^*)/(%N_2^* )%N_2-%O_2+2x%CO_2+5/2%CO)

%O2* y %N2* se refieren al porcentaje de oxígeno y nitrógeno presentes en el aire inyectado. Ellos deben totalizar un 100%. A menos que se diga lo contrario, se asumirá que %O2*=21 y %N2*=79. Asimismo, la sumatoria de los porcentajes de la composición del gas producido deben sumar 100 %; en este caso el %N2=100-%O_2-%CO_2-%CO

a (requerimiento de aire):

Vw (cantidad de agua formada por la combustión)

Sr (saturación de petróleo consumido como combustible):

ρf: densidad del combustible en lb/pie3 (en caso de no tenerla como dato, se toma la densidad del crudo).

Fao (relación aire inyectado/petróleo desplazado):

ΔH (calor de combustión):

Vf (velocidad del frente de combustión):

Posición del frente de combustión a los 3 años (rf):

Velocidad del frente de combustión a los 3 años (Vf):

Vf=50,49/332,51=0,152 pie/día

Ejercicio 2.- De un proyecto de combustión en sitio se tienen los siguientes datos:

ΔHC-CO2=12043 BTU/lb, % CO2= 14, % CO= 1, Soi=80%,Vg= 60 x 103 PCN, Vb=3 x 102 pie3, Φ=33%, ρf=333 lb/Bl, Wc=4,75x10-3lb/pie3, Wh=5,87x10-4 lb/pie3. Calcule Y y Faf.

Solución:

Y

Y=(100-4,761x%O_2)/(100-%O_2+(%O_2)/R)

Se requiere R:

m=14

Se requiere n:

ΔHC-CO2 =174000m/((m+1)(n+12))

Despejando n de la ecuación anterior, se tiene:

n=1,485

Se requiere %O2, el cual se despeja de la siguiente ecuación:

Se tiene que %O2=2

Entonces:

Faf

Faf=379x100xR/(%O_2^* xYx(12+n))

Asumiendo %O_2^*=21, a menos que

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