多相流物性计算

原油密度计算公式分析与评价

摘要：随着油气田的勘探开发逐渐转移到海洋、沙摸、极地等自然环境恶劣的地区，多相流技术得到了越来越广泛的应用。而物性参数是多相流分析的基础。不论采用何种分析模型，都要用到诸多热物性参数。其中，原油密度是油气输送过程中最基础又是最重要的物性参数，对于分析和研究多相流具有重要意义。本文比较分析在不同状态条件下原油密度的计算公式，为研究多相流技术做好必要的准备。

关键词 原油密度 脱气原油 溶气原油

1 引言

进入21世纪以来，随着中国东部和西部地区油气田的进一步开发和国外油气资源的引入，我国油气管输技术有了很大的发展。其中，多相流技术在国民经济和人类生活中的地位日益重要。确实在实际的输送过程中，输送的流体多数情况下是多相流，为了建立较为合理的模型，在各种模型下计算流体的各物性参数，为工程设计提供数据。而原油密度是油气输送过程中最基础的物性参数。原油密度计算分为脱气原油密度计算和溶气原油密度计算。

2 原油密度计算

2.1 脱气原油密度计算 2.1.1 简单查表计算方法

如果已知20℃原油的密度，在20℃±5℃温度范围内可用下式计算：

(2.1)

式中：ρt ——温度为t ℃时的原油密度，kg/m 3； ρ20——温度为20℃时的原油密度，kg/m 3； α——原油平均密度温度系数，kg/m 3.℃； t ——原油的实际温度，℃。

α的值从表1-1中查得。

表1-1 原油平均密度温度系数

)20(20t --=t αρρ

上式算出的值不精确而且适用温度窄，虽然可以满足一般的工程计算，但不适用

交接计量和销售计算。

【1】 2.1.2 精确计算方法

如果已知20℃原油的密度，则0～50℃内的密度可以按下面的公式计算：

(2.2) 式中：ρt ——温度为t ℃时的原油密度，kg/m 3；

ρ20——温度为20℃时的原油密度，kg/m 3； t ——原油的实际温度，℃。 ξ——温度系数，kg/m 3.℃。 (2.3)

在20～120℃范围内原油的密度为： 20

1(20)

t t ρρα=

+-

(2.4)

当0.78≤20ρ≤0.86时 3320(3.083 2.63810)10αρ--=-⨯ 当0.86≤20ρ≤0.96时 3320(2.513 1.97510)10αρ--=-⨯

精确计算方法给出了直接的表达式，只要给出一定的条件，就能精确的计算原油的密度，误差相对较小，两种计算方法大体相同，主要区别点在于温度系数的处理上。

2.2溶气原油密度计算

溶气原油密度按下式计算 (2.5) 式中： ρo ——脱气原油密度，kg/m 3；

ρa ——工程标准状态下空气的密度，kg/m 3；

Δgs ——溶入的天然气相对于工程标准状态下空气的相对密度；

o ∆—— 脱气原油对水的相对密度。

3 结论

)20(20t --=t ξρρ)(1a gs s o '

o ρρρ∆+=R B 20

00132.0828.1ρξ-=43818

.408779.4)00393.000379.0(o o s gs

+∆--∆=∆R

原油密度计算分为脱气原油密度计算和溶气原油密度计算。

①对于脱气原油密度计算，精确计算方法比查表法计算更加准确。在实际计算中应优先考虑。当原油温度在0～50℃范围内时，采用公式（2.2）和公式（2.3）；当原油温度在20～120℃范围内时，采用公式（2.4）。计算程序代码见附件。

②对于溶气原油密度计算，采用公式（2.5）。

参考文献

[1]《石油和化工工程设计工作手册》编委会.油田地面工程设计第二册.东营：中国石油大学出版社，2010.828-829

[2]冯叔初、郭樱常、王学敏.油气集输.第一版.北京:石油大学出版社,1988.149。

附件：

以下是脱气原油密度计算程序代码。

# include

#include

void main ()

{

float t,ρt,ρ20,ξ,α;//t为温度，ρt为温度t时的密度，ρ20为20度时原油密度，ξ为温度系数；

scanf("%f ,%f ",&t,&ρ20);

if(0

ξ=1.828-0.0132ρ20;

ρt=ρ20-ξ(t-20);

printf("%f \n",ρt);

else

if(20

if(0.78≤ρ20≤0.86)

α=(3.038-0.002638*ρ20)*0.001；

else

if(0.86≤ρ20≤0.96)

α=（2.513-0.001975*ρ20）*0.001；

ρt=ρ20/(1+α*(t-20));

printf("%f \n",ρt);

}