天然气的高压物性 油层物理课件.ppt

* * 天然气的分类： 天然气： 从地下采出的可燃气体。 §1.3 天然气的高压物性 气藏气 伴生气 煤层气 天然气水合物 1.1 天然气的组成 1 天然气的组成、视相对分子质量及相对密度 烃类气体 ：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等 非烃类气体 ：硫化氢、二氧化碳、一氧化碳、氮气、氧气、氢气、水蒸气、氦、氩等。 1.1.1 定义 构成天然气的各组分及其在天然气中的百分含量。 §1.3 1.1.2 表示方法 (1). 质量组成 构成天然气的各组分的质量占天然气总质量的百分数 wi=(mi/Σmi)×100% (2). 体积组成 构成天然气的各组分的体积占天然气总体积的百分数 vi =(Vi/ΣVi)×100% (3). 摩尔组成 构成天然气的各组分的摩尔数占天然气总摩尔数的百分数 yi=(ni/Σni)×100% 三种组成之间的关系： yi=vi 1.2 视相对分子质量和相对密度 在标准状况(0℃，0.10MPa)下，1摩尔天然气的质量 Mg=Σ(yi Mi) 1.2.1 视相对分子质量 (apparent molecular weight) 天然气的视相对分子质量 天然气组分 i的分子量 天然气组分 i 的摩尔分数 在标准状态下，天然气的密度与干燥空气的密度之比 γg＝ρg/ρa 1.2.2 天然气的相对密度 γg＝Mg/29 视天然气和空气均为理想气体 1.3 天然气的视临界参数 视临界压力Ppc 视临界温度Tpc (1). Kay方法 Ppc=Σ(yi Pci) Tpc=Σ(yi Tci) (2). 经验公式法 与天然气相对密度有关的经验公式 : 对于干气： Ppc= 4.8815－0.3861γg Tpc= 92.2222＋176.6667γg γg ≥ 0.7 Ppc= 4.7780－0.2482γg Tpc= 92.2222＋176.6667γg γg 0.7 对于湿气： Ppc= 5.1021－0.6895γg Tpc=132.2222＋116.6667γg γg ≥ 0.7 Ppc= 4.7780－0.2482γg Tpc= 106.1111＋152.2222γg γg 0.7 含CO2、 N2 、H2S的天然气的经验公式 : Ppc=4.7546－0.2102γg+0.03φCO2－ 0.011583φN2+0.030612φH2S Tpc= 84.9389＋188.4944γg －0.9333φCO2－ 1.4944φN2 适用条件： Ppc= 4.6666＋0.103γg－0.25γg 2 Tpc= 93.3＋181γg－7γg 2 对于干气 Ppc= 4.868＋0.356γg－0.077γg 2 Tpc=103.9＋183.3γg－39.7γg 2 对于凝析气 Thomas二次方程式 : H2S含量3%，N2含量5% 或非烃含量7% 2 天然气的状态方程 2.1 理想气体状态方程 2.1.1 理想气体 不考虑气体分子间的无相互作用力； 气体分子间的碰撞为弹性碰撞。 气体分子为质点，无体积； PV=nRT 2.1.2 理想气体状态方程 2.2 实际气体状态方程 2.2.1 压缩因子状态方程 z1 真实气体易压缩； z=1 真实气体＝理想气体； z1 真实气体难压缩； Z=V实际/V理想 在一定温度和压力下，一定质量的实际气体所占有的体积与相同条件下理想气体所占有的体积之比 压缩因子(compressibility factor) ： PV=znRT 2.2.2 范德华方程 对于纯组分气体，A0、B0、C0、a、b、c、α、γ为常数，见表1.3.5。 2.2.3 BWR方程 其中，a,b－－范德华常数，数值见表1.3.4 2.3 天然气压缩因子的求取 2.3.1 实验方法 §1.3 图1.3.2 甲烷的压缩因子等温线 2.3.2 SK图版法 (1). 对应状态定律 对于单组分气体，对应温度Tr为： 在相同的对应温度和对应压力下，所有的纯烃气体具有相同的压缩因子。 对应压力Pr为： 已知条件：天然气的摩尔组成 (2). S