Un gas se define como un fluido homogéneo de baja densidad y viscosidad. El gas no tiene volumen y forma determinada, sin embargo, cuando el gas se expande llena completamente el cilindro o tanque que lo contiene.

la densidad de una mezcla de gases se obtiene reemplazando el peso molecular, M, por el peso molecular aparente de la mezcla de gases, Ma, en la ecuación de los gases ideales.es decir,

ρg=pM a

RT

(Considere agregar el factor de compresibilidad “z” para gases reales)

En donde:

rg es la densidad de la mezcla de gases en lbm/ft3

Ma es el peso molecular aparente de la mezcla de gases en lbm/lbm-mol.

La densidad relativa se define como la razón de la densidad de un gas a determinadas presión y temperatura a la densidad del aire a la misma temperatura y presión, generalmente a 60°F y a presión atmosférica.

La fracción de peso de cualquier componente se define como la masa de dicho componente dividido por la masa total:

w j=m j

∑j=1

n

m j

=m j

m

En donde:

wj, es la fracción del peso del componente j.

mĵ es la masa del componente j en la fase gaseosa en unidades de masa.

m es el peso total de la mezcla de gas en unidades de masa.

La fracción volumen de cualquier componente se define como el volumen de dicho componente dividido por el volumen total:

vj=

Vj

∑j=1

n

Vj

=V

j

V

En donde:

vj es la fracción de volumen del componente j en la fase gas.

Vj es el volumen ocupado por el componente j en unidades de volumen.

V es el volumen total de la mezcla en unidades de volumen.

El peso molecular de la mezcla (peso molecular aparente) se define por:

M a=∑j=1

n

y j M j

En donde:

yj representa la fracción mol del j-esimo componente en la mezcla de gases.

Ma es el peso molecular aparente de la mezcla de gases en lbm/lbm-mol.

Mj es el peso molecular del j-esimo componente en la mezcla en lbm/lbm-mol.

El volumen específico se define como el volumen ocupado por una unidad de masa del gas. Para un gas ideal, se tiene:

v=Vm

= RTpM a

= 1ρg

(Considere agregar el factor de compresibilidad “z” para gases reales)

La densidad relativa de un gas se define como la relación de la densidad del gas a la densidad del aire seco, ambas densidades se expresan a las mismas condiciones de presión y temperatura, es decir:

γ g=ρg

ρaire

Considerando que el comportamiento de ambas densidades de gases se pueden representar por la ecuación de estado para los gases ideales, se tiene:

γ g=( pM g

RT )( pM aire

RT )=

M g

M aire

=M g

28 . 96

En donde g es la densidad relativa del gas, Maire es el peso molecular del aire e igual a 28.96 lbm/lbm-mol y Mg es el peso molecular del gas en lbm/lbm-mol.

El factor de compresibilidad z se define como la relación del volumen real ocupado por n-moles de gas a condiciones dadas de presión y temperatura, respecto al volumen ideal ocupado por n-moles de gas a las mismas condiciones de presión y temperatura (gases ideales), es decir:

z=V real

V ideal

En donde,

Vreal representa el volumen de gas real en ft3 .

Videal representa el volumen de gas ideal en ft3.

La Ley de los estados correspondientes establece que todos los gases reales se comportan similarmente (por ejemplo, el factor z) cuando son analizados en función de la presión reducida, el volumen reducido y la temperatura reducida.

El término reducido significa que cada variable (p, V y T) se expresa como una relación de su valor crítico, es decir:

pr=ppc

V r=VV c

T r=TT c

En donde,

pr es la presión reducida (adimensional)

pc es la presión crítica en lb/pg2abs

Vr es el volumen reducido (adimensional)

Vc es el volumen crítico en ft3

Tr es la temperatura reducida (adimensional)

Tc es la temperatura crítica en °R.

ppc=∑

j=1

j=n

y j pcj

T pc=∑j=1

j=n

y j T cj

De donde:

ppc es la presión pseudocrítica en lb/pg2abs.Tpc es la temperatura pseudocrítica en oR.pcj es la presión crítica del componente j en lb/pg2abs.Tcj es la temperatura crítica del componente j en oR.yj es la fracción mol del componente j en la mezcla.

las propiedades físicas de mezclas de gases se pueden correlacionar con la presión pseudoreducida y la temperatura pseudoreducida, en forma similar que las propiedades físicas de los gases puros se correlacionan con la temperatura y presión reducida.

ppr=p

p pc pcpr T

TT

En donde:

ppr es la presión pseudoreducida de la mezcla de gases adimensional. Tpr es la temperatura pseudoreducida de la mezcla de gases adimensional.

Una Fase es cualquier parte de un sistema que contiene una sustancia homogénea que físicamente es distinta y que esta separada por superficies fronterizas de otras partes del sistema.

Se llama comportamiento de fase el cambio que existe entre las fases, y describe las condiciones de temperatura y presión para las cuales pueden existir las diferentes fases.

Los diagramas de fase son gráficas o diagramas que presentan las condiciones bajo las cuales se pueden presentar las diferentes fases de una sustancia.

El punto crítico es , el estado de condición de presión y temperatura para el cual las propiedades intensivas de las fases líquida y gaseosas son idénticas.

A la temperatura y a la presión representadas por el punto crítico C, se les denomina la presión crítica, pc, y la temperatura crítica, Tc.

• El punto crítico de una mezcla multicomponente se refiere como el estado a determinada presión y temperatura en la cual todas las propiedades intensivas de las fases líquido y vapor son idénticas (punto C).

Punto de burbuja es el punto en el cual aparece la primera pequeña cantidad de moléculas de vapor, formando una pequeña burbuja de gas.

Punto de presión de rocío es el punto en el cual se tiene solamente una pequeña gota de liquido.

La cricondenterma se define como la temperatura máxima por arriba de la cual la fase líquida no se puede formar independientemente de la presión que se tenga.

La cricondenbara es la presión máxima por arriba de la cual la fase de vapor (gas) no se puede formar independientemente de la temperatura que se tenga.

El factor de volumen del gas de formación se define como la relación del volumen de una cantidad de gas a las condiciones del yacimiento al volumen de la misma cantidad del gas a las condiciones estándar.

Bg=V g @c . y .

V g @ c . s .=

z y T y

p y( p@ c . e .

z@ c . e . T @ c . e . )≃z y T y

py( p@c . e .

T @ c . e . )

Bg(

ft3 @ c

.y./

ft3@

c.s.

)

Presión del yacimiento, py, (lb/pg2 abs)

El coeficiente de compresibilidad isotérmico del gas se define como el cambio fraccional del volumen en función del cambio de presión a una temperatura constante. Expresada en función del volumen, V:

c g≃− 1V (∂V

∂ p )T

El coeficiente de viscosidad es una medida de la resistencia al flujo ejercida por un fluido, el esfuerzo cortante es directamente proporcional al gasto.

El factor de volumen de formación del aceite, Bo, se define como el volumen de aceite del yacimiento que se necesita para producir un barril de aceite a condiciones atmosféricas. El volumen de aceite del yacimiento incluye el gas disuelto en el aceite.

Bo=(volumen de aceite+gas disuelto ) a c . y

volumen de aceite a c . s . Bo=

V o c . y .

V o c . e . ( Bls aceite a c . yBls aceite a c . e . )

Se le denomina relación gas en solución-aceite, RGA, o relación de solubilidad, Rs a la cantidad de gas disuelto en el aceite a condiciones de yacimiento.

La relación gas disuelto-aceite, Rs, se define en términos de las cantidades de gas y aceite que se producen en la superficie:

R s=volumen de gas producido en la sup erficie a c . e .

volumen de aceite que entra al tan que de almacenamiento a c .e .

El factor de volumen total de la formación se define como:

Bt=Bo+Bg (R sb−R s)Donde cada término se define como: