Recuperacion termica de hidrocarburo

Tiempo de inyeccin

Tiempo en dias Tiempo en horas Temperatura de Inyeccin, F 300

20 480 500

100 2400 700

500 12000 1000

1000 24000

CALCULOS DE LAS PERDIDAS DE CALOR PARA TUBERIA DESNUDA

Calculo de f(t) para t= 20 das

f(t) 2,676251699

Donde

, difusividad termica de la tierra, pie2/h

t, Tiempo de inyeccin, horas

rh, radio del pozo, pieSe asume que el =0,0286 pie2/h

0,0286

, el factor de vista se aume igual a uno considerando que es una tuberia de superficie oscura

1

Para iniciar los calculos se va suponer lo siguiente:

Tci 448 F 908

calculo de la temperatura de Aveg

Tavg 426,5 F

Clculo de las propiedades fsicas del aire (espacio anular) a Tavg.

Calculo de Kha

Khan 0,023046276 BTU/hr-pie-F

calculo de la densidad del aire an

an 0,044099789 lb/pie3

Calculo de la viscosidad an

0,064031868 lb/pie-h

Calculo de Cpan

Cpan 0,242260214 BTU/lb-F

Calculo de an

an 0,001115296 F^-1

calculo de hr

hr 2,13430169

Donde

, Calculado arriba

es la constante de Stefan-Boltzman

Calculo de Gr

Gr -86806,64001

Donde

rci, radio interno del revestidor en pie

rto, radio externo de la tuberia de inyeccin

g, constante de gravedad, pie2/h

(rci-rto)^3 0,009151187

calculo de Pr

Pr 0,673096765

Calculo de

#NUM!

Calculo de

0,971130816

Calculo de hc

hc #NUM!

Calculo de Uto

como se esta trabajando en una tuberia desnuda se tiene que los terminos 1, 2, 3 y 4 se cancelan y rto, rins son el mismo.

la conductividad termica del cemento se asume en 0,2 BTU/h-pie-F

Khcem 0,2

Calculo de Th

Th #NUM!

Para este calculo se asumira que la conductividad de la formacion es 1

Khe 1 BTU/h-pie-F

Calculo de

#NUM! #NUM!

Calculo de Tco

Tco #NUM!

Iteracin Tci Th Tco hr hc

1 321 344,3 436,9 2,9018 0,5927

2 436,9 351,4 447,1 3,3705 0,4752

3 447,1 352,1 448 3,4168 0,4635

4 448 352,1 448,1 3,4209 0,4624

En la Iteracin 4 se pudo obtener una tolerancia aproximada de 0,1

Clculo de la tasa de prdidas de calor desde el interior de la tuberia de inyeccin hasta la interfase cemento formacin.

Q 1891922,982

Calculo de la perdidas de transferencia de calor entre la interfase cemento-formacin y la formacin

Q 2548136,7 BTU/h

Donde

Calcular las perdidas de calor a travs del cemento,

valor supuesto Valores calculados

Q 1892190,252 BTU/h

Calculo de la calidad del vapor

Calidad del vapor a la salida del generador, X gen, en Fraccion

Calidad del vapor en el cabezal del pozo, X st , wh, en FraccionW, tasa de flujo de vapor, en lb/h

Z, longitud enm pies

q, perdidas de calor por pies de longitud,en BTU/h*pies

Calculo de Lv

Se calculara primero la Ps, usando la Ts con la sigueinte ecuacin

Ps 1538,169228 Lpca

Lv 692,2893791 BTU/lb-F

Xst;wh 66,33575035 %

448 352,1

Xst;wh 61,59630368 %

Xst;wh 66,33382001 %

Calculo de las perdidas de calor con aislante, para t= 21das.

f(t) 2,903378902

Se mantienen las mismas suposiciones que en la parte anterior

En este caso rh=rco

Se mantiene que es igual a lo ya calculado en la parte de arriba.

Tci (F) Th (F)

Calculo de Tco

Tco 170,1202685 F

Suponiendo que:

Tins 183,2 F 643,2

Calculo de la temperatur de Avg

Tavg 176,6601342 F 636,6601342

Calculos de las propiedades del aire a Tavg

Calculo de Kha

Kha 0,017512728

Calculo de an

an 0,050492684

calculo de Cpan

Cpan 0,24097609

calculo de an

an 0,062936007

Clculo de an

an 0,00158993

Calculo de hr

hr 1,768422968 BTU/h-pie2-F

calculo de Gr y Pr

Gr 63313,84305

calculos

(rci-rins)^3 0,004699422

an^2 0,003960941

an^2 0,002549511(Tins-Tci) 13,07973154

g

Pr 0,694782072

Calculo de

35,17504356

Calculo de hc

hc 0,245487121

Pr 0,973412226

Calculo de Uto

0,733000416

0,386202831 Uto 0,893492762

Calculo de Tins

Tins

338,4190749

0,654930566

1 224 146,8 175

2 175 174,8 190,8

3 190,8 165,7 180,9

4 180,9 171,4 184,4

5 184,4 169,4 182,9

6 182,9 170,2 183,5

7 183,5 169,9 183,2

183,2 170,1 183,3 1,768422968 0,245487121

Valor supuesto Valore calculados

(Tinscalc)/Tco

(F)

hr

BTU/h-pie2-F

hc BTU/h-

pie2-FIteracin Tci (F) Tco/Th (F)

0,1

Clculo de las tasas de prdidas de calor Q

Q 673098,7294 BTU/h

Q 970271,6138 BTU/h

Q 969987,6112 BTU/h

Calculo de la calidad del vapor.

Antes se calcula Lv

806,9592626

Pero se necesita la Ps, con Ts se calcula usando la siguiente formula

268,1354406

Tolerancia entre el Tins supuesto y el

calculado

Xst 75,8294132 %

Xst 73,9881004 %

Xst 73,98986011 %

147,6 130 147,7 1,471604593 0,282590726 0,85006406

158,2 141,2 158,3 1,553427221 0,275889176 0,863427807

168,4 152,7 168,5 1,637539439 0,265763508 0,875927687

178,5 164,2 178,4 1,724461451 0,25456968 0,888091749

183,2 170,1 183,3 1,768422968 0,245487121 0,893492762

Temperatura de inyeccin Q Xst

0 0 0

300 463452,5667 77,44553881

300 666540,9994 76,32615453

300 666346,9246 76,32722424

Uto

BTU/h-pie2-F

Tabla de resultados para 405F y tiempo de 20

das

Tci (F) Tco/Th (F)(Tinscalc)/Tc

o (F)

hr

BTU/h-pie2-F

hc BTU/h-

pie2-F


o (F)

hr

BTU/h-pie2-F

hc BTU/h-

pie2-F

Uto

BTU/h-pie2-F


das


das


das

Uto

BTU/h-pie2-F


das

hc BTU/h-

pie2-F

(Tinscalc)/Tc

o (F)

hr

BTU/h-pie2-F


o (F)

hr

BTU/h-pie2-F

hc BTU/h-

pie2-F

Uto

BTU/h-pie2-F

Tci (F) Tco/Th (F)

hc BTU/h-

pie2-F

Uto

BTU/h-pie2-FTci (F) Tco/Th (F)

(Tinscalc)/Tc

o (F)

hr

BTU/h-pie2-F

1200000

330 522796,5784 77,00933299

330 751373,4902 75,70175475

330 751226,3096 75,7025967

360 582334,1665 77,71774341

360 838478,2799 75,38264422

360 837855,7851 76,8288246

390 643111,8147 76,07342997

390 925583,0696 74,34877939

390 925797,8283 74,34746816

405 673098,7294 75,8294132

405 970271,6138 73,9881004

405 969987,6112 73,98986011

0

200000

400000

600000

800000

1000000

0 300 300 300

Q

Diametro del hoyo 12 pulg Radio

profundidad del pozo 3500 pies

DI Revestidor de produccin 8,52 pulg Radio interno

DE Revestidor de produccin 9,6 pulg Radio externo

Temperatura de la superficie 80 F 540

Gradiente geotermico 0,012 F/pie

Diametro interna tuberia inyeccin 3,25 pulg Radio interno

Diametro externo tuberia inyeccin 3,5 pulg Radio externo

tasa de inyeccin de vapor W 20000 lb/h

calidad del vapor 0,8

Temperatura del vapor 405 F 865

Aislante 0,05 BTU/h-pie-F

Espesor del Aislante 0,0127 m 0,1875

Temperatura de la formacion 42 F 502

760 R

960 R

1160 R

1460 R

Uto #NUM! BTU/h-pie2-F

como se esta trabajando en una tuberia desnuda se tiene que los terminos 1, 2, 3 y 4 se cancelan y rto, rins son el mismo.

Uto Ts

2,2278 600

2,3655 Te

2,3785 42

2,3797

Clculo de la tasa de prdidas de calor desde el interior de la tuberia de inyeccin hasta la interfase cemento formacin.

BTU/h 540,5494233

728,0390572

Valores calculados

540,6257863 BTU/h-pie

Calidad del vapor a la salida del generador, X gen, en Fraccion

Calidad del vapor en el cabezal del pozo, X st , wh, en Fraccion

q, perdidas de calor por pies de longitud,en BTU/h*pies

448,1 3,4209 0,4624 2,3797 1891922,98 66,3357503

2548136,7 61,5963037

1892190,25 66,33382

Uto

BTU/h-pie2-Q

BTU/hXst,%

Tabla de resultados

Tco (F)hr

BTU/h-pie2-F

hc BTU/h-

pie2-F

630,1202685 R

R

R

BTU/h-pie2-F

183,3590038 F

Ts

405

Te

42

0,893492762

Valore calculados

Uto BTU/h-

pie2-F

192,3139227 BTU/h-pie

277,2204611 BTU/h-pie

277,1393175 BTU/h-pie

463452,5667 77,44553881

666540,9994 76,32615453

666346,9246 76,32722424

522796,5784 77,00933299

751373,4902 75,70175475

751226,3096 75,7025967

582334,1665 77,71774341

838478,2799 75,38264422

837855,7851 76,8288246

643111,8147 76,07342997

925583,0696 74,34877939

925797,8283 74,34746816

673098,7294 75,8294132

970271,6138 73,9881004

969987,6112 73,98986011

Q BTU/h

Xst,%

Q BTU/h

Xst,%

Q BTU/h

Xst,%

Q BTU/h

Xst,%

Q BTU/h

Xst,%

90

TsVsQ;Xst

010

20

30

40

50

60

70

80

300 330 330 330 360 360 360 390 390 390 405 405 405

Temperatura inyeccion

TsVsQ,

TsVsXst

0,5 pies

0,355 pies

0,4 pies

R

0,13541667 pies

0,14583333 pies

R

pies

R

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