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1、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/mi)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/Vi)100%,(3)
2、. 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/ni)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=(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,gg/a,1.2.2 天然气的相对密度,gMg/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
3、). Kay方法,Ppc=(yi Pci)Tpc=(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= 4.88150.3861g Tpc= 92.2222176.6667g,g 0.7,Ppc= 4.77800.2482g Tpc= 92.2222176.6667g,g 0.7,对于湿气：,Ppc= 5.10210.6895g Tpc=132.2222116.6667g,g 0.7,Ppc= 4.77800.2482g Tpc= 106.1111152.2222g,g 0.7,含CO2、 N2 、H2S的天然气的经验公式 :,Ppc=4.75460
4、.2102g+0.03CO2 0.011583N2+0.030612H2S Tpc= 84.9389188.4944g 0.9333CO2 1.4944N2,适用条件：,Ppc= 4.66660.103g0.25g 2 Tpc= 93.3181g7g 2,对于干气,Ppc= 4.8680.356g0.077g 2 Tpc=103.9183.3g39.7g 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
5、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、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
6、,(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). SK图版法计算步骤,对于天然气，视对应温度Tpr为：,视对应压力Ppr为：,计算步骤：,求天然气的视临界参数,求天然气的视对应参数,查图版,非烃校正,含氮天然气的校正：,C叠加体积校正系数，C1.001.04,(3).非烃组分校正,计算步骤：,求不含氮烃类气体的压缩因子zg,求氮气的压缩因子zN,叠加，校正,含H2S和CO2的天然气的校正：,P48 不要求,(2). DranchukDurvisRobinson方法
7、,2.3.3 经验方法求z,(1).HallYarborough方法,(3). Gopal方法,1.3,3 天然气的等温压缩系数(coefficient of isothermal compressibility),在等温条件下，天然气体积随压力的变化率,3.1 定义,3.2 推导,3.2.1 单组分理想气体,3.2.2 单组分实际气体,(1).手算,3.2.3 多组分天然气,3.3 等温压缩系数计算,(2).电算,(3).图版法,4 天然气的体积系数和膨胀系数,4.1 体积系数 (formation volume factor),一定量的天然气在油气藏条件下的体积与其在标准状况下的体积之比,
8、BgV /Vsc,4.1.1 定义,4.1.2 计算,4.2 膨胀系数(expansion factor),天然气体积系数的倒数,Eg1 /Bg,4.2.1 定义,4.3 Bg、EgP曲线,5 天然气的粘度 (viscosity),1.3,5.1 粘度的定义,流体抗剪切能力的一种量度,5.1.1 定义,5.1.2 动力粘度,5.1.3 运动粘度,1.3,运动粘度，cm2/s,动力粘度，mPa.s,气体密度，kg/m3,5.2 天然气粘度的计算,5.2.1 低压下天然气粘度的计算,若已知天然气的组成，当视对应压力小于0.6时，地层温度下天然气的粘度为：,组分i的粘度,组分i与组分j的结合因子,组
9、分i的摩尔分数,组分j的摩尔分数,结合因子的计算：,1.3,HerningZipperer方法,5.2.2 高压下天然气粘度的计算,(1). API方法,低压下天然气的粘度,粘度对比系数,对应密度,1.3,(2). HerningZipperer方法,计算1个大气压、给定温度下天然气的粘度g1,确定天然气的视对应压力和视对应温度,查图求无因次粘度g/g1,由g1g/g1，求g,5.3 天然气粘度的特点,1.3,5.3.1 低压下天然气粘度的特点,特点：,1.3,天然气的粘度几乎与压力无关,天然气的粘度随温度的增加而增大,随分子量的增加，天然气的粘度降低,5.3.2 高压下天然气粘度的特点,随压力的增加，天然气的粘度增大,随温度的增加，天然气的粘度降低,随分子量的增加，天然气的粘度增大,6 天然气水合物(不要求),6.1 定义,
