Impacto de los No-Hidrocarburos sobre la Envolvente de Fases de un Yacimiento

Impacto de los No-Hidrocarburos sobre la Envolvente de Fases de un Yacimiento

Los hidrocarburos son producidos frecuentemente con impurezas no de base de los hidrocarburos. Los más comunes incluyen el agua, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, y nitrógeno. Hemos discutido en detalle el comportamiento de fases agua-hidrocarburos en nuestro Previos del Mes (PDM) de Octubre y Noviembre del 2007. Como el agua posee baja presión de vapor y es virtualmente inmiscible en la fase líquida del hidrocarburo, no presenta un efecto significativo en la descripción de la envolvente de fases excepto a altas temperaturas, y bajas presiones.

El impacto cualitativo del CO2, H2S, y N2 sobre el diagrama de fases de un gas o HC líquido rico se presenta en la Figura 4.9 de la página 100 en la referencia [1]. Como se muestra en la Figura 4.9 a, y b tanto del CO2 y el H2S reducen la cricondenbárica de la mezcla. Si se agregan suficientes cantidades de los componentes CO2, y H2S al fluido del yacimiento y la presión de éste se mantiene por encima de la envolvente, existe una fase densa del fluido. Aun cuando el mecanismo actual es más complejo, es esta solubilidad la que proporciona la potencia principal de proyectos de recuperación mejorada por desplazamiento miscible. Los componentes del LGN tales como el etano, propano, y butano presentan un efecto similar. Con las crecientes consideraciones de impacto ambiental asociadas con la inyección de los gases agrios (CO2 y/o H2S) en los yacimientos, y la recuperación mejorada, un buen entendimiento del impacto sobre el comportamiento fásico es esencial.

El Nitrógeno, al contrario, incrementa la cricondenbárica, y disminuye la miscibilidad. Se aplica en ocasione para el mantenimiento de presión. Existen también algunos proyectos de irrigación (desplazamiento) miscible con nitrógeno.

En este PDM, estudiaremos el impacto del CO2, H2S, y N2 sobre el comportamiento de fases en los distintos fluidos de yacimientos tales como el petróleo negro, crudo volátil, y gas rico. Los diagramas de fases, generados por simulación numérica, indicando el impacto cuantitativo, son presentados y discutidos.

La ecuación de estado (EDE) Peng Robinson (PR) [2], opción ProMax [3] fue aplicada para lograra todos los cómputos en este estudio. Cuando se trata de gases de alto contenido de nitrógeno, se debe ejercer cautela en la verificación del a ecuación de estado en su manejo de estos constituyentes. En general es razonable asumir que las ecuaciones de estado son incorrectas en el modelaje de las propiedades termodinámicas, y comportamiento de fases de los sistemas conteniendo altas concentraciones de los gases agrios, y el nitrógeno. La verificación de la data experimental es recomendable antes de aceptar los resultados de estas ecuaciones de estado.

Casos en Estudio:

Crudo Volátil: Las Figuras 1, 2, y 3 presentan el impacto del CO2, y H2S y sus mezclas sobre el comportamiento fásico de un crudo volátil. Las composiciones del crudo liviano, y el gas agrio empleado para generar estas dos figuras se presentan en la Tabla 1. Para la propiedades (punto de ebullición ponderado, peso molecular, y densidad relativa de un número de carbono unitario (SCN)), véase la Tabla 3.3 en la página 64 de la referencia [1]/ Tanto el CO2, y el H2S reducen la cricondenbárica del crudo volátil. Estos comportamiento cuantitativos se ven cónsonos con los cualitativos indicado en la Figura 4.9 a, y b. La Figura 3 presenta el impacto de iguales fracciones del CO2, y H2S sobre la envolvente del crudo volátil. El próximo efecto se ubica casi en el medio del impacto del CO2, y H2S. En las tres figuras, el punto crítico de la mezcla se desplaza considerablemente hacia la izquierda. El punto de la cricondenterma igual se desplaza hacia la izquierda mientras aumenta la concentración del gas agrio. El impacto neto es el incremento de miscibilidad, disminución de la región bi fásica, y la ampliación de la región líquida. Todos estos aspectos son positivo para la recuperación mejorada del crudo.

Figura 1. Impacto de la concentración del CO2 sobre el diagrama de fases del crudo volátil

Gas Rico: Las composiciones del gas rico, y los no-hidrocarburos usados para generar las Figuras 4,5, y 6 se muestran en la Tabla3. Las Figuras 4,5, y 6 presentan el impacto del N2, CO2, yH2S sobre el comportamiento de fases del gas rico respectivamente. Como se observa en la Figura 4, el N2 aumenta la cricondenbárica del gas rico. Este rendimiento cuantitativo se ve de acuerdo con lo cualitativo de la Figure 4.8 c. El nitógeno aumenta la cricondenbárica, desplaza el punto crítico hacia la izquierda y disminuya la miscibilidad; de manera que es mejor su aplicación para el mantenimiento de presión. La miscibilidad se logra solo a muy altas presiones. Nótese que para el caso de 60% molar en la Figura 3, la curva del punto de burbuja, y el punto crítico se ven anormal, lo cual indica que la ecuación de estado y/o los parámetros de interacción binara se ven incapaces en manejar las altas concentraciones del N2.

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