Clase N°4: Balance Materiales en Yacimientos de Gas.

Gases Ideales: Está formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). Un mol de cualquier gas ideal contiene el mismo número de moléculas y ocupa el mismo volumen a las mismas condiciones de presión y temperatura.

Ley de Boyle
En un proceso isotérmico y con una cantidad constante de gas, el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión, es decir, el producto de la presión por la temperatura es constante.
PV= Ctte.

Ley de Charles
A una cantidad constante de gas en un proceso isobárico, el volumen de gas es proporcional a la temperatura.
V =KT

Ley de Avogadro
El volumen de un gas es proporcional al número de sus partículas, a una presión y temperatura constante.
V=Kn

Ecuación de estado para gases ideales
Haciendo uso de las leyes de Boyle, Charles y Avogadro, pueden relacionarse los parámetros incluidos en el estudio de gases como la presión ejercida por el gas, el volumen que ocupa, su cantidad de moles y la temperatura a la que podía encontrarse, de la siguiente manera:

PV=nRT

Donde:
R=10.73lpca*pie3/lbmol*°R
R=8.314KPa*m3/Kgmol*°K

R=0.082atm*l/mol*°K

En un yacimiento los gases no se comportan de manera ideal, por lo tanto se adapta la ecuación para gases ideales utilizando el factor de compresibilidad del gas (Z).

PV=ZnRT

Dicho factor puede obtenerse experimentalmente dividiendo el volumen el volumen real de n moles de un gas a P y T constantes por el volumen ideal ocupado por la misma masa de gas a iguales condiciones de P y T.

A condiciones Ideales:
14.7Vo=nRT

A condiciones de yacimiento:
PV=ZnRT

Entonces:
Z=PV/14.7Vo

Principio de Van Der Waals
Establece que todos los gases tienen el mismo factor de compresibilidad a condiciones iguales de temperatura y presión reducidas.
Z=f(Pr,Tr)

Donde:
Presión reducida: Pr=P/Pc
Temperatura reducida: Tr=T/Tc
Pc y Tc: Condiciones críticas absolutas del gas.
P y T: Absolutas.

Principio de W. B. Kay
Dice que todas las mezclas de hidrocarburos tienen el mismo factor de compresibilidad a las mismas condiciones de presión y temperatura pseudoreducidas.
Z=f(Psr, Tsr)

Donde:
Presión pseudoreducida: Pr=P/Psc
Temperatura pseudoreducida: Tr=T/Tsc
P y T: Absolutas.

Psc y Tsc: Condiciones seudocríticas del gas.