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septiembre 23, 2020
Oil & Gas

Nueva herramienta de cómputo para simular comportamiento PVT

Nueva herramienta de cómputo para simular el comportamiento PVT

El uso de pruebas de laboratorio (Experimentos PVT) es una parte fundamental del proceso de caracterización de los fluidos del yacimiento. A través de ellas pueden determinarse la composición general de la muestra, su comportamiento volumétrico y composicional de sus fases durante los procesos de extracción; así como su facilidad para admitir ciertos componentes dentro de su composición. Sin embargo, los resultados obtenidos son válidos para la composición a la que fue analizada.

En la naturaleza, la composición de los fluidos cambia entre yacimientos e incluso es posible que existan variaciones en un mismo sistema. Adicionalmente, la extracción de materia del yacimiento también afecta la composición del sistema a lo largo del tiempo. Esto implica que los fluidos de cada yacimiento tendrán un comportamiento de fases único.

Para estimar el comportamiento de los fluidos del yacimiento (tanto composicional como volumétrico) es necesario hacer uso de ecuaciones de estado ajustadas a diferentes experimentos PVT. Es aquí donde herramientas como los simuladores cobran importancia, pues facilitan el uso de múltiples modelos y técnicas para resolver problemas termodinámicos que describen el comportamiento del fluido.

Este trabajo tuvo como objetivo desarrollar una herramienta de cómputo, que a través de ecuaciones de estado (EDE) y la teoría del equilibrio de fases; pueda simular el comportamiento volumétrico y composicional de las fases de sistemas petroleros a diferentes condiciones y; específicamente, determinar las condiciones de saturación del sistema y simular algunas pruebas de laboratorio de interés para la ingeniería petrolera.

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Este trabajo contempló principalmente la ecuación de Redlich y Kwong (RK, 1949); su posterior modificación por Soave (SRK, 1972); la ecuación de Peng-Robinson (PR, 1976) y la de Patel y Teja (PT, 1982); a través de una expresión generalizada previamente utilizada en trabajos de esta misma línea de investigación (Gallardo et al., 2013; Maldonado, 2014; Castro, 2018).

Los experimentos simulados fueron: expansión a composición constante (ECC), liberación diferencial (LD), agotamiento a volumen constante (AVC) y expansión por etapas de separación (EES).

Conclusiones

1. Se desarrolló una herramienta que conjuntó los algoritmos existentes para la resolución de problemas de equilibrio. Proporcionó resultados adecuados para llevar a cabo la simulación de procesos de interés para la industria.

2. Se presentó un análisis de tres parámetros de cálculo que influyen significativamente en el proceso de construcción de la envolvente de fase. La selección de estos parámetros debe llevarse a cabo con un objetivo en mente para los resultados; tomando en cuenta que, a mayor cantidad de puntos, mayor necesidad de tiempo de cómputo.

3. Los algoritmos usados para la simulación de los experimentos PVT entregan resultados que coinciden con el comportamiento esperado de los fluidos a diferentes condiciones de presión y temperatura; sin embargo, se observó una mejor representatividad de los volúmenes a condiciones lejanas a las atmosféricas.

El material técnico fue presentado en el CMP 2019 POR los ingenieros Pérez-Ríos, G.E. (UNAM, FCM); Gallardo-Ferrera, H.E. (UNAM, CIPM) y León-García, A. (UNAM, Grupo R).

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