Gases Ideales y Reales

En artículos anteriores se ha hecho referencia al concepto de balance de materiales en yacimientos de petróleo con gas disuelto, detallando las ecuaciones pertinentes para la resolución de problemas en esta área. La presente edición se enmarcara en el ámbito de los yacimiento de gas donde se expondrán con claridad los diversos aspectos del balance de materiales y las ecuaciones empleadas en este caso.

Antes de abordar el tema de balance de materiales en yacimientos de gas es necesario conocer un poco sobre los conceptos básicos de gases. En este sentido se tiene que un gas ideal es aquel donde se considera que las moléculas no colapsan entre sí, asimismo no exhiben fuerzas de atracción o repulsión entre ellas y un mol de cualquier gas ideal contiene el mismo número de moléculas dentro del un volumen conocido a las mismas condiciones de presión y temperatura. Las leyes que rigen el comportamiento de los gases ideales son:

A partir de las leyes anteriores se puede determinar la ecuación conocida como Ecuación de Estado de los Gases Ideales :

PV = nRT

Sin embargo, la ecuación anterior se desvía del comportamiento ideal, cuando se encuentra en presencia de gases cuyas moléculas están en constante movimiento y presentan fuerzas de atracción y repulsión entre si. En este caso, se le adiciona un factor de compresibilidad (Z) bajo condiciones de yacimiento conocidas, dicha ecuación se conoce como la Ecuación de los Gases Reales:

PV = ZnRT

Cuando se toma en cuenta el factor Z se debe considerar que es obtenido experimentalmente dividiendo el volumen real de n moles de un gas a presión y temperatura conocida entre el volumen ideal que ocuparía la misma masa a iguales condiciones de presión y temperatura. Para la determinación de dicho factor se emplean dos métodos importantes como las ecuaciones de Van Der Waals, las cuales establecen que todos los gases presentan igual factor de compresibilidad para condiciones de presión y temperatura reducidas similares.

Otro principio aplicado para el calculo de Z es el principio de W. B. Kay, el cual expresa que cualquier mezcla de hidrocarburos presenta el mismo factor de compresibilidad (Z) a condiciones de presión y temperatura seudoreducidas similares.