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Como se determina o se mide el factor de compresibilidad de un gas

Este se determina porque el yacimiento va estar sometido a una determinada presión, generalmente la mayor parte del tiempo va a ser un valor lejano a la condición atmosférica, para poder determinar cuánto vale este parámetro es introducido la presión de estado ideal para evaluar o para trasformar este comportamiento de estadoideal a un gas real.

Z es un factor corrección introducido en la ecuación general de los gases y puede ser obtenido experimentalmente dividiendo el volumen real de n moles de un gas a una presión y temperatura por el volumen ideal ocupado por la misma masa de gas a condiciones iguales de presión y temperatura.

Este sistema sometido a una presión mayor, que sería la presión del yacimiento, vaa tener un nuevo volumen, el número de moles se va a mantener, pero ahora el sistema ya no es un sistema de gas ideal sino de gas real, porque la fuerza de atracción afecta y no puede ser expresado matemáticamente como PV = nRT, sino que va ser expresado como PV = ZnRT, agrupando esto dos término y asumiendo que el número de moles es constante, R es la constante universal de los gases, que es lamisma para ambos casos y T es la misma en ambos casos, porque estamos asumiendo un sistema isotérmico, quedando Z igual a:

Si quisiéramos tener factores de compresibilidad necesitaríamos esa relación entre volúmenes y presiones, estos es en el puntos de vista experimental.

Como se hace desde punto de vista matemático

En el año 1856 establece el principio de los estados correspondientesVan Der Waals establece que todos los gases tienen el mismo factor de compresibilidad a iguales condiciones de presión y de temperatura reducidas.

El factor de compresibilidad va a hacer una función que va depender de la temperatura reducida y de la presión reducida. Donde la presión reducida va hacer igual a la presión entre la presión crítica y la temperatura reducida va ser igual a latemperatura entre la temperatura crítica.

Z = f(Pr, Tr)
Donde:
Pr = P / Pc = Presión reducida
Tr = T / Tc = Temperarura reducida
Pc, Tc = Presión y Temperatura crítica absolutas del gas
P, T = Presión y Temperatura absoluta

W. B. Kay en 1936 aplicó el principio de los estados correspondientes pero ahora para unas mezclas de hidrocarburos. En este caso todas las mezclas de hidrocarburos tiene elmismo factor de compresibilidad a iguales condiciones de presión y temperatura seudoreducida de una mezcla de componente que forma el hidrocarburo, un gas puede estar conformado por metano, etano y propano, es decir que ahora de condiciones reducida de presión y temperatura va a ser una función de la condiciones critica de presión y temperatura de cada uno de los componentes de la mezcla.

W.B. Kay dijo al igual que Van Der Waals, que una función de la presión reducida y temperatura reducida, pero ahora Z va a ser una función de la presión seudoreducida (presión reducida) de la mezcla y de la temperatura seudoreducida (temperatura reducida) de la mezcla, donde la presión seudoreducida sería la presión entre la presión la presión seudocrítica y la temperatura seudoreducida es latemperatura entre la temperatura seudocrítica, donde esa temperatura seudocrítica sería la temperatura crítica o una función de la temperatura crítica de cada uno de los componentes que conforma la mezcla de hidrocarburos, es decir que ahora necesitamos asociar las temperaturas críticas de cada componente con la fracción molar de ese componente para determinar una temperatura crítica de la mezcla.

Z =f(Psr, Tsr)

Donde:

Psr = P / Psc = Presión seudoreducida

Tsr = T / Tsc = Temperatura seudoreducida

Psc, Tsc = Presión y Temperatura seudocríticas del gas

P, T = Presión y Temperatura absoluta

Cada mezcla de hidrocarburo está compuesta por una determinada fracción molar de determinados componentes de hidrocarburos, va desde C1 hasta Cn, entonces para determinar la presión...