Fenmenos del TransporteIng. Gustavo Pinto

CAPITULO 1

COMPORTAMIENTO Y CARACTERIZACIN DE LOS FLUIDOS

CALCULO DE LAS PROPIEDADES DEL GAS

Para un reservorio se han determinado los siguientes datos:Temperatura = 173 F API= 27= 0.71Relacin Gas petrleo (RGP) = 570 SCF/STB

1. Usando las correlaciones correspondientes a las propiedades del gas calcule a una presin de 3257 PSIA.a) El factor de volumen del gasb) La viscosidad del gasc) La densidad del gas

Nota: Para la resolucin de estos ejercicios se utiliz las grficas del folleto de fenmenos del transporte I.

Solucin

a) Para calcular el factor volumtrico del gas (Bg)

Para calcular el factor volumtrico del gas se necesita calcular el factor de compresibilidad. (Z) Calcular el factor de Compresibilidad

calcular el factor volumtrico del gas (Bg)

b) Calcular la viscosidad del gas

c) Calcular la densidad

CALCULO DE LAS PROPIEDADES DEL PETRLEO

Para un reservorio se han determinado los siguientes datos:Temperatura = 173 F API= 27= 0.71Relacin Gas petrleo (RGP) = 570 SCF/STB

2. Usando las correlaciones correspondientes a las propiedades del petrleo. A una presin de 3257 PSIA.

a) Determine la presin de burbuja b) La relacin de solubilidadc) El factor de volumen del petrleod) La viscosidad del petrleoSolucin

a) Calculo de la presin de burbuja

b) Calculo de la relacin de solubilidad

c) Calculo del factor volumtrico del petrleo (Bo)

Calculo de la gravedad especifica del petrleo

Calculo del factor volumtrico del petrleo (Bo)

Calculo de la viscosidad

CAPITULO 2

FUNDAMENTO DE FLUJO A TRAVES DE LA TUBERIA

3. Calcular la cada de friccin por presin de un aceite de y gravedad especifica de 0.892 a una temperatura 20 C que circula por una tubera horizontal de acero de 8 pulgadas y 400m de longitud con un caudal de 2.84 pies3 /seg.Datos

Temperatura = 20C= 68 F API= 27= 0.89

Solucin

4. Calcular la cada de presin por friccin en un tramo de tubera lisa de 4000 pies y 4plg. De dimetro, donde fluye aceite de densidad relativa y una la velocidad media es de 7.14 pies/ seg.DatosL= 4000 pies= 4 plg

Solucin

CAPITULO 3

FLUJO MULTIFASICO DE TUBERIAS HORIZONTALES

5. Se bombea petrleo de 34 API y gas con una densidad especifica de 0.75 con una temperatura de 50 C con un oleoducto de 4 plg de dimetro. El caudal circulante es de 2000 b/d de petrleo con una relacin gas petrleo de 6.45 PCN/BN y 1000 B/D de agua la presin receptora debe mantenerse en 80 psi.a. Determine la presin en la cabeza si el oleoducto es horizontal y tiene 5 km de longitud.b. Calcular las perdidas por presin.

Datos: T= 50C =122FQo= 2000 B/D = 4 plg Qw= 1000 B/DP= 80 PSI

Solucin

Calculo del caudal del Gas

Utilizaremos el software DPDL:

1. Ingresamos los valores en block de notas (IN)

Datos ingresados:

INPUT FLOW VARIABLES ECOPRINT ------------------------------ QO (STBO/D) = 2000.0 QW (STBW/D) = 1000.0 QG (MSCF/D) = 12.9 LENGTH (FT) = 1000.0 DIA (IN) = 2.00 ANG (DEG) = 0.00 ROUGHNESS(FT)= 0.000000 API (DEG) = 34.0 SGPG (AIR=1) = 0.750 TEMP (DEG F) = 122.000 PRESS (PSIG) = 65.300 CALCULATION = 2

2. Utilizamos las siguientes correlaciones correspondientes

SELECTED CALCULATION OPTIONS CODES ECOPRINT -------------------------------------------- PRESSURE DROP METHOD = 12 SOLUTION GAS-OIL RATIO = 3 OIL FORMATION VOLUME FACTOR = 2 LIQUID VISCOSITY = 2 Z FACTOR = 0

3. Abrimos el block de notas donde estn los resultados

NODE PRESSURE LENGTH VSL VSG FPAT DENLIQ VISCLIQ HOLDUP [psia] [ft] [ft/s] [ft/s] [lbm/cf] [cp] ---------------------------------------------------------------------------- 0 80.0 0. 0.00 0.00 0.00 0.000 0.000 1 81.7 40. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 2 83.5 80. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 3 85.2 120. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 4 87.0 160. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 5 88.7 200. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 6 90.4 240. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 7 92.2 280. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 8 93.9 320. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 9 95.7 360. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 10 97.4 400. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 11 99.1 440. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 12 100.9 480. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 13 102.6 520. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 14 104.4 560. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 15 106.1 600. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 16 107.8 640. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 17 109.6 680. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 18 111.3 720. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 19 113.0 760. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 20 114.8 800. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 21 116.5 840. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 22 118.3 880. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 23 120.0 920. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 24 121.7 960. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 25 123.5 1000. 9.14 0.00 LIQ 34.82 2.451 1.000 ----------------------------------------------------------------------------

Respuestas

1. La presin de cabeza es igual a 123.5 PSI2. La prdida de presin es 43.5 PSI

TOTAL PRESSURE DROP -------------------- PRESURE DROP (PSI) = 43.5 TOTAL LENGTH (FT) = 1000.0

6. Determinar la presin del separador del pozo con la siguiente informacin.

Dimetro de la tubera= 6 pulgadasLongitud de la tubera= 2000 ftCaudal de petrleo= 15000 B/D ( 0% petrleo)GLR= 2000 ft3N/BNPresin en el cabezal= 800 psi

SOLUCIONPrimer PasoEncontramos la longitud equivalente a los 800 psi de presin en la cabeza del pozo, realizando una interseccin con la lnea correspondiente a nuestra relacin Gas-Liquido.

Segundo PasoProcedemos a leer el valor de la longitud, que en nuestro caso es de 5400 ft, y restamos el valor de la longitud de la tubera en superficie, en nuestro caso 2400 ft.

Tercer PasoRealizamos la interseccin correspondiente con el valor de nuestra relacin Gas-Liquido, en nuestro caso 2000 ft3N/BN.

Cuarto Paso Por ltimo volemos a realizar otra interseccin con la escala de presin, ubicada en la parte superior de la grfica, obteniendo as nuestro valor de presin del separador en nuestro caso de 510 PSI.

CAPITULO 4

FLUJO MULTIFASICO EN TUBERIAS VERTICALES

7. La presin de fondo fluyente de un reservorio es de 200 PSI a una temperatura de 220 F, con un grado Api de 28 y una relacin gas petrleo de 30 PCN/BN. Se tiene un caudal del lquido de 5000 B/D y de agua de 2000 B/D. La tubera de lnea de flujo tiene una rugosidad de 4x10-4 ft con un dimetro de 4 plg. La densidad del gas es obtenida con los datos de la siguiente tabla.

Componentes Fraccin molar (Xi)

CH40.50

C2H60.16

nC4H100.067

C7+0.0079

a. Determine la presin en la cabeza si la profundidad del pozo es de 6000 pies b. Calcular las perdidas por presin.

SOLUCION

1. Calcular la densidad especifica del gas

Componentes Fraccin molar (Xi)Peso Molecular ( M) Xi.Mi

CH40.50168.05

C2H60.16304.65

nC4H100.067583.90

C7+0.00792802.23

Utilizaremos el software DPDL:

2. Ingresamos los valores en block de notas (IN)

Datos ingresados:

INPUT FLOW VARIABLES ECOPRINT ------------------------------ QO (STBO/D) = 3000.0 QW (STBW/D) = 2000.0 QG (MSCF/D) = 90.0 LENGTH (FT) = 6000.0 DIA (IN) = 4.00 ANG (DEG) = 90.00 ROUGHNESS(FT)= 0.000400 API (DEG) = 28.0 SGPG (AIR=1) = 0.650 TEMP (DEG F) = 220.000 PRESS (PSIG) = 1984.300 CALCULATION = 14. Utilizamos las siguientes correlaciones correspondientes

SELECTED CALCULATION OPTIONS CODES ECOPRINT -------------------------------------------- PRESSURE DROP METHOD = 12 SOLUTION GAS-OIL RATIO = 2 OIL FORMATION VOLUME FACTOR = 2 LIQUID VISCOSITY = 2 Z FACTOR = 0

5. Abrimos el block de notas donde estn los resultados

NODE PRESSURE LENGTH VSL VSG FPAT DENLIQ VISCLIQ HOLDUP [psia] [ft] [ft/s] [ft/s] [lbm/cf] [cp] ---------------------------------------------------------------------------- 0 1999.0 0. 0.00 0.00 0.00 0.000 0.000 1 1945.5 240. 3.94 0.00 LIQ 31.51 2.096 1.000 2 1891.9 480. 3.94 0.00 LIQ 31.51 2.068 1.000 3 1838.4 720. 3.94 0.00 LIQ 31.51 2.042 1.000 4 1784.9 960. 3.94 0.00 LIQ 31.50 2.015 1.000 5 1731.3 1200. 3.94 0.00 LIQ 31.50 1.990 1.000 6 1677.8 1440. 3.95 0.00 LIQ 31.49 1.965 1.000 7 1624.3 1680. 3.95 0.00 LIQ 31.49 1.940 1.000 8 1570.7 1920. 3.95 0.00 LIQ 31.48 1.916 1.000 9 1517.2 2160. 3.95 0.00 LIQ 31.48 1.893 1.000 10 1463.7 2400. 3.95 0.00 LIQ 31.47 1.870 1.000 11 1410.1 2640. 3.95 0.00 LIQ 31.47 1.848 1.000 12 1356.7 2880. 3.95 0.00 LIQ 31.46 1.827 1.000 13 1303.3 3120. 3.95 0.00 LIQ 31.46 1.806 1.000 14 1249.8 3360. 3.95 0.00 LIQ 31.45 1.785 1.000 15 1196.4 3600. 3.95 0.00 LIQ 31.45 1.766 1.000 16 1143.0 3840. 3.95 0.00 LIQ 31.44 1.747 1.000 17 1089.6 4080. 3.95 0.00 LIQ 31.43 1.728 1.000 18 1036.1 4320. 3.95 0.00 LIQ 31.42 1.710 1.000 19 982.7 4560. 3.95 0.00 LIQ 31.42 1.693 1.000 20 929.4 4800. 3.96 0.00 LIQ 31.41 1.677 1.000 21 876.1 5040. 3.96 0.00 LIQ 31.40 1.661 1.000 22 822.7 5280. 3.96 0.00 LIQ 31.39 1.646 1.000 23 769.4 5520. 3.96 0.00 LIQ 31.38 1.632 1.000 24 716.1 5760. 3.96 0.00 LIQ 31.36 1.618 1.000 25 662.9 6000. 3.96 0.00 LIQ 31.35 1.605 1.000 ----------------------------------------------------------------------------Respuestas

3. La presin de cabeza es igual a 662.9 PSI4. La prdida de presin es 1336.1PSI

TOTAL PRESSURE DROP -------------------- PRESURE DROP (PSI) = 1336.1 TOTAL LENGTH (FT) = 6000.0

8. Determinar la presin del cabezal del pozo con la siguiente informacin.Dimetro de la tubera= 1.610 pulgadasProfundidad = 6000 ftCaudal de petrleo= 500 B/D (50% petrleo)GOR= 800 ft3N/BNPresin del fondo fluyente= 2600 psi

SOLUCION

Primer Paso

Encontramos la profundidad equivalente a los 2600 psi de presin en fondo del pozo, realizando una interseccin con la lnea correspondiente a nuestra relacin Gas-Petrleo.

Segundo Paso

Procedemos a leer el valor de la profundidad, que en el ejercicio es de 11200 ft, y restamos el valor de la profundidad a la que se encuentra la tuberia, en nuestro caso 6200 ft.

TERCER PASO

Ingresamos con el valor de la nueva profundidad y realizamos nuevamente la interseccin correspondiente con el valor de nuestra relacin Gas-Petrleo, en nuestro caso 400 ft3N/BN.

Cuarto Paso

Por ltimo realizamos otra interseccin con la escala de presin, ubicada en la parte superior de la grfica, obteniendo as nuestro valor de presin del cabezal del pozo en nuestro caso de 1300 PSI.

Nombre: Luis Escorza1