La compresibilidad isotérmica de los gases, cg, es un concepto útil que se utiliza ampliamente para determinar las propiedades compresibles del yacimiento. La compresibilidad isotérmica es también el recíproco del módulo de elasticidad a granel. El gas suele ser el medio más compresible del yacimiento; sin embargo, hay que tener cuidado para no confundirlo con el factor de desviación del gas, z, que a veces se llama factor de compresibilidad.
Definición
La compresibilidad isotérmica del gas se define como:
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Una expresión en términos de z y p para la compresibilidad puede derivarse de la ley de los gases reales:
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A partir de la ecuación de estado de los gases reales,
………………..(3)
por tanto,
………………..(4)
Para los gases a bajas presiones, el segundo término es pequeño, y la compresibilidad isotérmica puede aproximarse por cg ≈ 1/p.
Compresibilidad de los gases pseudoreducidos
La Ec. 4 no es particularmente conveniente para determinar la compresibilidad de los gases (Ver Gases reales),porque z no se expresa realmente en función de p sino de pr. Sin embargo, la Ec. 4 puede ser más conveniente cuando se escribe en términos de una compresibilidad de gas pseudoreducida y sin dimensiones, definida como
………………..(5)
Multiplicando la Ec. 4 por la presión pseudocrítica se obtiene
………………..(6)
Gráficos de la compresibilidad de gas pseudoreducida han sido publicados por Trube y por Mattar et al., y dos de ellas se muestran en las Figs. 1 y 2.
Mattar et al. también desarrollaron una expresión analítica para calcular la compresibilidad pseudoreducida; dicha expresión es
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Referirse a Gases reales para la siguiente ecuación,
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Después, tomando la derivada de la Ec. 8, se obtiene lo siguiente:
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Los parámetros A1 a A11 se definen después de la ecuación de Dranchuk y Abou-Kassem (Ver Ec. 13 en Gases reales). La Ec. 9 puede entonces ser sustituida en la Ec. 7, y la compresibilidad del gas pseudoreducido puede ser calculada. Entonces, si la compresibilidad del gas pseudoreducido se divide por la presión pseudocrítica, la compresibilidad del gas se obtiene analíticamente. Se puede utilizar tanto el método gráfico como el analítico, pero el método analítico es más fácil de aplicar en una hoja de cálculo, un solucionador no lineal u otro programa informático.
Relación con el factor de volumen de formación
También existe una estrecha relación entre el factor de volumen de formación (FVF) del gas y la compresibilidad isotérmica del gas. Se puede demostrar fácilmente que
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Nomenclatura
| A | = | suma de las fracciones molares de CO2 y H2S en la mezcla de gases |
| Bg | = | factor de volumen de formación del gas (RB/scf o Rm3/Sm3) |
| cg | = | coeficiente de compresibilidad isotérmica |
| cr | = | compresibilidad del gas pseudoreducido sin dimensiones |
| FK | = | parámetro en las ecuaciones de Stewart et al. (Ecuación 8), K-Pa-1/2 |
| K | = | parámetro en las ecuaciones de Stewart et al. 8), K-Pa-1/2 |
| n | = | número de moles |
| p | = | presión absoluta, Pa |
| pci | = | presión crítica del componente i en una mezcla de gases, Pa |
| ppc | = | presión pseudocrítica de una mezcla de gases, Pa |
| pr | = | presión reducida |
| R | = | constante de ley del gas, J/(g mol-K) |
| = | temperatura absoluta, K | |
| Tci | = | temperatura crítica del componente i en una mezcla de gases, K |
| Tr | = | temperatura reducida |
| Vg | = | volumen de gas, m3 |
| yi | = | fracción molar del componente i en una mezcla de gases |
| z | = | factor de compresibilidad (factor de desviación del gas) |
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Ver también
Gases reales
Propiedades de los gases
Factor de volumen de formación del gas y densidad
Viscosidad del gas
Presión de vapor
PEH:Propiedades_del_gas