DAS 5946Agustinho Plucenio

Temas:DIAGRAMA DE FASESARTIFICIAL LIFT METHODS GAS LIFT CONTNUO (GLC) GAS LIFT INTERMITENTEBOMBEIO MECNICO (BM) BOMBEIO DE CAVIDADE PROGRESSIVA (BCP) BOMBEIO CENTRFUGO SUBMERSOBOMBEIO HIDRULICO

Diagrama de fases de substncia puraDuas classes de fluidos:Sistemas componente puro.Misturas

Exemplo de diagrama de fase 1 componente:guaA Temperatura de ebulio da gua 100 C ... a presso de 1 atm.Em termodinmica referimo-nos ao Ponto de ebulio normal como a temperatura de ebulio do fludo a preso de 1 atm. Portanto 100 C (212F o ponto de ebuilio normal da gua)Curva de presso de vapor de 1 substncia

Definies importantes:PRESSO DE VAPOR: A presso que a fase vapor exerce sobre seu prprio lquido em equilbrio em uma dada temperatura.

PONTO DE ORVALHO: A condio de presso e temperatura na qual uma quantidade infinitesimal de lquido (ou gota) existe em equilbrio com vapor. Representa a condio incipiente de formao de lquido em um sistema inicialmente gasoso. Pode tambm ser visualizado como um sistema de lquido onde todo o lquido, exceto por uma gota foi vaporizado.

PONTO DE BOLHA: A condio de presso e temperatura na qual o sistema est todo lquido e em equilbrio como uma quantidade infinitesimal de gs ( uma bolha ). Esta situao o oposto daquela do ponto de orvalho.

Diagrama de fasesNOTA: Para um sistema de um nico componente, uma nica curva representa todas as 3 condies ( Presso de Vapor=Ponto de Orvalho=Ponto de Bolha.

No ponto crtico, gs e lquido esto em equilbrio sem qualquer interface para diferencia-las; no podem ser diferenciadas em termos de suas propriedades. A nica locao no diagrama P-T onde lquido e gs podem ser encontrados juntos em equilbrio ao longo da curva presso de vapor. Ento, o ponto crtico claramente o maior valor de temperatura e presso onde lquido e vapor podem existir em equilibrio. A temperatura mxima chamada de temperatura crtica (Tc) e a presso mxima chamada de presso crtica (Pc).

Diagrama de fases substncia puraNeste caso a temperatura esta sendo mantida constante; Nossa substncia esta sofrendo uma compresso isotrmica. Comeando em E (condio de 100% vapor), um aumento na presso resulta em uma diminuio significativa de volume visto que o gs compressvel. Se continuamos comprimindo isotermicamente, vamos chegar ao ponto F, onde o gs estar saturadoe a primeira gota de lquido vai surgir. Chegamos condio de duas fases, onde o lquido (L) e o vapor (V) co-existem em equilbrio, pela primeira vez, apesar de uma quantidade infinitesimal de lquido.Chegando na condio duas fases, o que acontece na sequncia no intuitivo. Enquanto ns continuamos a comprimir diminuindo o volume (F_G) a presso do sistema permanece constante; esta condio continua at que todo o vapor tenha se transformado em lquido. Ponto G representa a ltima condio de coexistncia de lquido e vapor (L+V), condio de lquido saturado (lquido em equilbrio com uma quantidade infinitesimal de vapor. Tendo smente lquido a reduo de volume significa aumento abrupto de presso devido a incompressibilidade do lquido.

Diagrama de fases de substncia puraFamily of P-v isotherms for a pure component

Diagrama de fases de substncia pura

Diagrama de fase sistema binrioCricondentherm (Tcc): 1. The highest temperature in the two-phase envelope. 2. For T > Tcc, liquid and vapor cannot co-exist at equilibrium, no matter what the pressure is.Cricondenbar (Pcc): 1. The highest pressure in the two-phase envelope. 2. For P > Pcc, liquid and vapor cannot co-exist at equilibrium, no matter what the temperature is.For pure substances only: Cricondentherm = Cricondenbar = Critical Point.

Princpio dos estados correspondentes (PCS)O Princpio dos Estados Correspondentes foi formulado por Van der Waals: Substncias comportam-se da mesma forma quando em seus estados reduzidos. Substncias em seus estados reduzidos esto em estados correspondentes. Isto , substncias em estados correspondentes se comportam da mesma forma.

Propriedades reduzidas so utilizadas para definir estados correspondentes. Propriedades reduzidas fornecem uma medida da distncia das condies da substncia de suas condies crticas e so definidas como:Diagrama de Fases

Diagrama de FasesGas gravity (densidade relativa ao ar)Lei real dos gases:Propriedades pseudo-reduzidas

Gas gravity (densidade relativa ao ar)Gas natural composto de diversos gases com diferentes massa moleculares:

ComponenteComposio QumicaSmboloPeso molecularPresso crtica (Pc) [ psi ]Temperatura crtica [ R ]MetanoCH4C116.04673344EtanoC2H6C230.07709550PropanoC3H8C344.09618666Iso-ButanoC4H10i-C458.12530733n-ButanoC4H10n-C458.12551766Iso-PentanoC5H12i-C572.15482830n-PentanoC5H12n-C572.15485847n-HexanoC6H14n-C686.17434915n-HeptanoC7H16n-C7100.2397973n-OctanoC8H18n-C8114.23611024NitrognioN2N228.02492227Dixido de CarbonoCO2CO244.011072548Sulfeto de HidrognioH2SH2S34.081306673

Calculando a gravidade de um gsExemplo:Calcule a gravidade de um gs natural composto de 88% de C1, 8,2% de C2, 2,1% de C3 e 1,7 % de CO2.

ComponenteComposio yiPeso molec. MWiy1MWiC10.8816.0414.115C20.08230.072.466C30.02144.090.926CO20.01744.010.74818.255

Lei do gs realO comportamento de misturas de gases naturais pode ser aproximado pela lei do gs real:Z o fator de compressibilidade, tambm chamado o fator de desvio do gs na literatura do petrleo.R=10.73 psi.ft^3/lb.molR Constante universal dos gases.O valor de Z pode ser obtido com a tabela de Standing and Katz-1942.Para isso necessrio calcular antes os valores de P e T pseudo-reduzidos da mistura.

Standing-Katz Compressibility Factor Chart (Reference: Standing and Katz, Trans. AIME, 1942

Lei do gas real ...so respectivamente a presso e temperatura pseudo crticas da mistura.A temperatura deve ser absoluta (R ou K),R=F+460K=C+273Nas condies padro:

Uso da lei do gas real para calcular o volume do gs nas condies do reservatrioComposio molar do gs:C1=0.875, C2=0.083, C3=0.021, i-C4=0.006, n-C4=0.002,i-C5=0.003, n-C5=0.008, n-C6=0.001 and C7+=0.001.Calcule o volume de 1 lb-mol da mistura nas condies de reservatrio:T=180FP=4000 psi

SoluoO primeiro passo calcular as propriedades pseudo-crticas da mistura. Essas propriedades simplesmente o somatrio das contribuies individuais dos gases componentes proporcionais as suas fraes molares. Isto baseado na lei termodinmica clssica para mistura ideal e na lei de Dalton para presses parciais. Clculo mostrado na tabela a seguir:

Clculo de P e T pseudo crticas

ComponenteyiMWiyiMWiPciyiPCiTciyiTCiC10.87516.0414.035673588,87344301C20.08330.072.49670958.8555045.65C30.02144.10.92661812.9866613.99i-C40.00658.120.3495303.187334.4n-C40.00258.120.1165511.17661.53i-C50.00372.150.2164821.458302.49n-C50.00872.150.5774853.888476.78n-C60.00186.180.0864340.439150.92C7+0.001114.230.1143610.3610241.02

1.00018.92671378

Soluo....As propriedades pseudo reduzidas so:Entrando com ppr e Tpr na tabela de Standing and Katz... Z=0.94

Standing-Katz Compressibility Factor Chart (Reference: Standing and Katz, Trans. AIME, 1942

GAS LIFT SYSTEM

GAS LIFT CONTNUO - GLC

Calculando a posio da vlvula de operadora de gas-liftPrPwfH

Gas liftDesprezando os termos devido o atrito e mudanas na energia cintica do escoamento,

Gas liftTemperatura em RProblema:Se o gas c/ gravidade=0.7 injetado a 8000 ft a a psuperf.=900 psi, Tsuper=80F e Tinj=160F, calcule a presso no ponto de injeo pinj.Soluo: Usando a tcnica de tentativa e erro. Assuma que pinj=1100 psi.Calcule ppr e Tpr,Gas gravity -> Tc=390, Pc=668

Presso de injeoCom ppr e Tpr -> chart Standing KatzZ=0.86

Relembrando GL equal-slope Caso disp. total de gs cons. somente custo de injeoqoqinj.qinj.qinj.Cc/PoPoo 1Poo 2Poo 3Vazo disponvel para injeodqo/dqinj.HB

Relembrando GL equal-slope Caso disp. total de gs cons. somente custo de injeoqoqinj.qinj.qinj.Cc/PoPoo 1Poo 2Poo 3Vazo disponvel para injeodqo/dqinj.HB

BombeioMecnico (BM)

Sucker rod pump

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