Prueba CVD (Constant Volume Depletion)

El siguiente artículo es una descripción resumida sobre el uso de la prueba CVD y su procedimiento experimental.

Este tipo de experimento se realiza en condensados de gas y en crudos volátiles, lo que se busca es reproducir de la manera mas fiel posible las caídas de presión dentro del yacimiento y cómo esto afecta a la composición del fluido sometido a tales presiones.

El procedimiento experimental para este tipo de prueba es explicado paso a paso a continuación:


Paso 1. Se necesita una muestra representativa del yacimiento que se quiera estudiar, tal muestra debe ser medida y pesada además de tener el conocimiento de su factor Zi, la muestra será cargada en una celda donde se pueda visualizar fácilmente, todo esto en condiciones donde el crudo esté en su presión de rocío (la presión a la cual se obtiene la primera gota de liquido de un gas) que se denotará Pd. El volumen inicial del condensado Vi se tendrá como un volumen de referencia y la temperatura en la celda será la del yacimiento y se mantendrá igual durante todo el experimento. Este primer paso está representado gráficamente el la parte “a” del siguiente grafico.






Paso 2. El factor real de compresibilidad Z del gas es calculado por la ecuación de gases reales,

Donde:

Pd= presión de rocío
Vi= volumen inicial de gas
ni= numero inicial de moles de gas
R= constante de los gases
T= temperatura
Zd= factor de compresibilidad del gas a la presión de rocío.

Paso 3. Se reduce la presión en la celda desde la presión de saturación hasta una predeterminada P, esto se puede hacer si en la celda desde el inicio se coloca cierto volumen de mercurio y luego se va retirando poco a poco, lo que hace que se reduzca la presión, como se representa en la parte “b” de la grafica anterior. Durante este proceso se notará la aparición de una fase liquida formada por condensación retrograda, una vez aparecido tal volumen liquido (Vl) se espera cierto tiempo a que alcance el equilibrio con el volumen gaseoso (Vg) y se procede a hacer una medición visual de las fases dentro de la celda y se reporta el volumen de líquido como un porcentaje del volumen inicial Vi lo que representa la saturación de liquido retrogrado (Sl). Matemáticamente se expresa como:

Paso 4. Se reinyecta el volumen de mercurio originalmente extraído dentro de la celda a una temperatura P constante mientras que al mismo tiempo se va retirando un volumen de gas equivalente. Cuando se alcanza el volumen inicial Vi se detiene la reinyección del mercurio como se ilustra en la parte “c” de la figura arriba. Este paso tiene suma importancia pues es el que reproduce las características de un yacimiento que produce solo gas y que deja inmóvil dentro del yacimiento el liquido que de él se produce por condensación.

Paso 5. El gas removido es llevado a un equipo especial para determina su composición (yi), su volumen es medido a condiciones estándar y denotado como (Vgp)sc. Se puede calcular la cantidad de moles del gas producido utilizando la ecuación de gases reales.

Paso 6. En este punto de la prueba se pueden calcular ciertos datos, entre los más importantes se tiene la determinación de la constante de compresibilidad del gas a las presiones y temperaturas de la celda. Más importante aun es la determinación de Z bifásico o el factor de compresibilidad bifásico que es el factor de compresión en conjunto tanto del gas y el líquido retrogrado dentro de la celda. Este dato se obtiene matemáticamente haciendo:

Donde:

(ni-np)= cantidad de moles de la muestra remanente en la celda
ni= moles iniciales en la celda
np= moles acumulados de gas removido.

Este Z bifásico es de suma importancia a la hora de realizar graficas de evaluación de producción de yacimientos con características de gas condensado.

El procedimiento experimental anterior se repite tantas veces como sea necesario hasta alcanzar la presión minima deseada, en donde se puede determinar la composición y cantidad del gas y líquido retrogrado finales en la celda. El mismo procedimiento puede ser realizado en una muestra de crudo volátil, en tal caso la celda contendrá inicialmente líquido en vez de gas esto a una presión por debajo a la de burbujeo.

Bibliografía: El texto original en ingles puede ser encontrado en el libro Reservoir Engineering Handbook de Ahmed Tarek, paginas 170-173.

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