天然气物性参数新

1、2.1 天然气临界参数计算2.1.1 天然气平均分子量天然气是混合气体，分子量不是一成不变的，具平均分子量按Key规则计算：MgyiMi(2.1)式中Mg天然气的平均分子量kg/mol；Mi、yi天然气中i组分的分子量和摩尔分数。2.1.2 天然气的相对密度首先假定空气和天然气都取同一标准状态，天然气的相对密度可用下式表示:(2.2)gMgMgMgrg-gairMair28.9729式中rg天然气的相对密度；gair一同一标准状态下，天然气、空气的密度kg/m3;MgMair一天然气、空气的平均分子量kg/mol。2.1.3 拟临界压力Ppc和拟临界温度TpcPpcMg组分分析方法yTciVP

2、ci(2.3)yiMi式中Pci天然气组分i的临界压力(绝),MPa；Tci天然气组分i的临界温度，(273+t)0Ko相关经验公式方法在缺乏天然气组分分析数据的情况下，可引用Standing在1941年发表的相关经验公式对于干气ppc4.6660.103g0.25g2ggTpc293.3181q7q2gg对于湿气ppc4.8680.356gg39.7g2Tpc103.9183.3g239.7g也可以用下面经验关系式进行计算对于干气(2.5)ppc4.88150.3861ggTpc92.2222176.6667qgg0.7ppc4.77800.2482qgTpc92.2222176.6667q

3、gg0.7对于湿气ppc5.10210.6895qgTpc132.2222176.6667qgg0.7Ppc4.77800.2482agTpc106.1111152.2222qgg0.7注意：上式是对于纯天然气适用，而对于含非姓CO2、H2S等可以用Wichert(2.6)(2.7)和Aziz修正。修正常数的计算公式为：22ppc4.75460.2102g0.03CO21.1583102N23.0612102H2S(2.8)Tpc84.9389188.4944g0.9333co21.4944n22.1.4拟对比压力Ppr和拟对比温度Tpr的计算对比参数就是指某一参数与其应对应的临界参数之比：即

4、pprPpc2.2天然气的偏差因子Z计算天然气偏差因子Z的计算是指在某一压力和温度条件下，同一质量气体的真实体积与理想体积之比值。心际V实际Z=V理想吧P(2.10)计算天然气偏差因子方法较多，下面主要介绍几种常用的计算方法2.2.1Pong.Robinson方程法RTa(T)P-VbV(Vb)b(Vb)(2.11)式中nna(T)XiXj(aajij)0.5(1Ko)(2.12)i1j1nbxbi(2.13)j1R2T2ai0.45724cr(2.14)PcrRTbi0.0788cr(2.15)Pcr052/、i1mi1Tr/(2.16)mi0.374641.5422i0.26992i2(2

5、.17)式中Kij天然气的交互作用参数;pcr一组分i的气体临界压力；Tcr一组分i的气体临界温度;Tr一组分i的对比温度；coi一组分i的偏心因子。由方程可得到关于Z的方程_3_2_2_2_3Z(1B)ZA3B2BZABBB0(2.18)aPr2t2bPRT(2.19)2.2.2 Cranmer方法Z10.315061.0467Tpr0.5783T3prpr(2.20)2pr0.68150.61230.5353Tpr式中pr拟对比密度。ppr0.27ppr(2.21)已知P、第一步T求Z,计算步骤如下:计算ppc，Tpc；第二步计算Ppr,Tpr；第三步对Z赋初值，取Zo=1,利用式（3.1

6、2）计算pr第四步将pr值代入式（3.11）,计算Z该方法适用于p<35MP的情况。2.2.3 DPR法1974年,Dranchuk,Purvis和Robinson等人在拟合Standing.Katz图版的基础上，提出了计算偏差因子Z的牛顿迭代公式。(2.(22)(2.(23)Z1(Ai4/TprA3/Tpr3)r+(A+As/Tpr)；AJA；)/Tpr(A7；/Tpr3)(1A；)exp(A；)027pprZTprr0.27Ppr/TprAa/Tpr3)MA+As/Tpr)r3(A5A6r6)Tpr(Ar3/Tpr3)(1Ar2)exp(A8r2)0(2.(24)frk1(A为/Tp

7、rA/Tpr3)(2,)(A+A5/Tpr)(3r2)(AA/Tpr)(6j)(A/Tp；)3r2A(3r4)4(2J)e'(2.(25)(2.(26)A0.31506237A1.0467099A0.5783229(2.27)A40.53530771A0.61232032A0.10488813A0.68157001A0.68446549在已知ppr和Tpr的情况下，由(2.2)式求解Z时，采用迭代法。即首先给定的Z的一个初值Zo(例如Zo=1.0),由(2.23)式求出r,作为(2.24)式迭代的初值。比较与用(2.26)式计算所得的rk+1之值，如r-rk+1<0.00001,

8、则可将求得了,值代入(2.2)式求得Z值。否则，用最后求出的r继续循环，直到r-rk+1<0.00001为止。2.2.4DAK法该方法发表于1975年，方程如下：Z1(AiA2/TprA3/Tpr3+A4/Tpr4+A5/Tp；)产(A6+A7/Tpr+A8/Tpr2)；A(A7/Tp.+Ag/T：)；(2.28)A0(r2/Tpr3)(1A1r2)exp(A1CA1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A110.32651.07000.53390.015690.051650.54750.73610.18440.10560.61340.7210(2.(29)解题方法和DPR法步骤思路一样

9、，但所用公式不同：3_4_5、F(r)r0.27ppr/Tpr(AA?/TprA3/Tpr+A4/Tpr+A5/Tpr)(A+A7/Tpr+Ag/Tpr2)r3A(A7/Tpr+A8/T;)r6A，3,322、A0(r/Tpr)(1A11r)exp(A11r)(2.(30)345、F'(r)1(AA2/TprA3/Tpr+A4/Tpr+A/Tpr)2.+(A6+A7/Tpr+A8/Tpr2)3r2A(A7/Tpr+A8/T。；)6r52(Aw/Tpr3)3r2A11(3r42A11r6)e11r(2.(31)此法适用于1.0<Tpr<3.0,0.2<Ppr<3.

10、02.2.5平均值法将以上计算方法结果累加除以计算方法的个数2.3天然气压缩因子计算天然气的压缩系数就是指在恒温条件下,随压力变化的单位体积变化量，即CgV(2.(32)CgVPT气体压缩系数，1/MPa；温度为T时气体体积随压力的变化率，m3/Mpa；气体体积,m3;（负号说明气体压缩系数与压力变化的方向相反。由真实气体的PVT方程，得下式:经过一系列的推导及换算，得到天然气压缩系数表达式，如下所示:Cg10.27fl(Tpr)2f2(Tpr)%2ZTp,Pp1(r/Z)附)2f2慧,)(2.34)式中:fl(Tp.)AAATT3prpr一_Af2(Tpr)A£prAT3pr(2.35)2.4 天然气体积系数计算天然气的体积系数就是指:地层条件下某一摩尔气体占有的实际体积与地面标准条件下同样摩尔量气体占有的体积之比，由下式表示：(2.36)口VrpScZTfgVpZtVscpZscTsc式中Vr地层条件下