Propuesta de metodología para elaborar mezclas gaseosas para recombinaciones de crudos muertos

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se presenta un método experimental para la elaboración de mezclas gaseosas tipo gas natural. Para realizar la simulación de las mezclas se desarrolló una hoja de cálculo programada con una interfaz hacia una librería de propiedades termodinámicas (CoolProp) que tiene la capacidad de caracterizar mezclas de hasta los 21 componentes del gas natural. El software desarrollado permite caracterizar las propiedades termodinámicas de componentes puros y mezclas intermedias en la fabricación de una mezcla objetivo. Este trabajo está orientado a contribuir a proceso de recombinación de una fase gaseosa y un crudo muerto con datos de un análisis de relación gas-aceite, con la finalidad de obtener un crudo recombinado con características similares al crudo real de un yacimiento para su posterior uso en pruebas de procesos de recuperación mejorada. Una mezcla ternaria modelo fue propuesta para las determinaciones experimentales en este trabajo. Los componentes de la mezcla modelo son: metano, n-butano y dióxido de carbono esta mezcla es un buen comparador con gases naturales con alto contenido en CO2 típicamente presentes en procesos de recuperación mejorada (inyección de dióxido de carbono). Se exploró experimentalmente la posibilidad del seguimiento de la composición en la fabricación de mezclas gaseosas tipo gas natural mediante correcciones consecutivas durante la inyección de gases puros en una celda contenedora de a mezcla objetivo, se realizó el análisis composicional de la mezcla final por cromatografía de gases y la determinación experimental de su curva de rocío por medio de una celda PVT visual. Se realizaron 10 isotermas para la determinación de la curva de rocío de la mezcla ternaria (8 puntos en la zona de condensación retrógrada y 2 puntos en la zona condensación normal) en el intervalo de temperatura de 11.5°C a 47.6°C. las presiones de rocío se obtuvieron al comparar 3 métodos reportados en la literatura utilizando los datos PVT medidos. Se compararon los resultados experimentales de presiones de la curva de rocío con los estimados con ecuaciones de estado. La ecuación de estado con menos error en la curva de Rocío fue GERG-2008 con un error promedio para los 10 isotermas del 0.89%, seguida de SRK con un error promedio de 2.1%, mientras que PR proporcionó datos con mayor diferencia resultando en un error promedio de 4.9%. El análisis de composición resulto en valores desviados de los valores objetivos, principalmente para el dióxido de carbono. Entre los valores de composición objetivo (ZnC4=0.175, ZC1=0.8342 y ZCO2=0.0164), se obtuvieron diferencias en fracciones molares de 0.025 para el n-butano, 0.011 para el dióxido de carbono y del 0.013 para el metano. Las diferencias en composiciones se explican al considerar las discrepancias entre las condiciones teóricas y la realidad del experimento de preparación. Los detalles se mencionan en las conclusiones y recomendaciones. Los resultados muestran que la metodología empleada permite obtener gases sintéticos con una composición razonablemente cercana a la que se busca realizar. Entre los valores de composición obtenidas en el seguimiento experimental (ZnC4=0.1672, ZC1=0.8219 y ZCO2=0.0109) y los valores obtenidos por cromatografía de gases se obtuvieron diferencias en fracciones molares de 0.0178 para el n-butano, 0.0055 para el dióxido de carbono y del 0.0123 para el metano. Estas diferencias en las composiciones se atribuyen al procedimiento experimental durante la inyección del CO2 sobre el n-butano, durante el cual se provocó la evaporación parcial de la mezcla binaria. El método de síntesis de mezclas gaseosas solo se puede aplicar a mezclas en fase homogénea (gas o líquido). La mezcla modelo representó un buen avance para la fabricación de mezclas multicomponentes de una forma sencilla, en comparación al método gravimétrico. ABSTRACT: This work presents an experimental method for the elaboration of gas mixtures of the natural gas type. To perform the simulation of the mixtures, a programmed spreadsheet was developed with an interface to a library of thermodynamic properties (CoolProp) that has the ability to characterize mixtures of up to 21 components of natural gas. The software developed allows characterizing the thermodynamic properties of pure components and intermediate mixtures in the manufacture of a target mixture. This work is aimed at contributing to the recombination process of a gas phase and a dead crude with data from a gas-oil relationship analysis, in order to obtain a recombined crude with characteristics similar to the real crude from a reservoir for later use. in testing of enhanced recovery processes. A ternary mixture model was proposed for the experimental determinations in this work. The components of the model mixture are: methane, n-butane and carbon dioxide. This mixture is a good comparator with natural gases with a high CO2 content, typically present in enhanced recovery processes (carbon dioxide injection). The possibility of monitoring the composition in the manufacture of natural gas-type gaseous mixtures was experimentally explored through consecutive corrections during the injection of pure gases into a cell containing the target mixture, the compositional analysis of the final mixture by gas chromatography and the experimental determination of its dew curve by means of a visual PVT cell. 10 isotherms were carried out to determine the dew curve of the ternary mixture (8 points in the retrograde condensation zone and 2 points in the normal condensation zone) in the temperature range from 11.5 ° C to 47.6 ° C. dew pressures were obtained by comparing 3 methods reported in the literature using measured PVT data. The experimental pressure results of the dew curve were compared with those estimated with equations of state. The equation of state with the least error in the Rocío curve was GERG-2008 with an average error for the 10 isotherms of 0.89%, followed by SRK with an average error of 2.1%, while PR provided data with a greater difference resulting in a 4.9% average error. The composition analysis resulted in values deviating from the target values, mainly for carbon dioxide.