1天然气主要物性

υ = m3/Kg
g
比容
–υ = Vm/Mg = 1/ρ
３、两个气体常数
(1)、通用气体常数 – 定义式：
P Vm R T
P MP a TK m3 Vm Kmol
MP am R Kmol K
3
–Ｒ的数值： • 公制标准状态
0.101325 22.4 MPa m R 0.008314 273.15 Kmol K
–ｂ与气体种类有关。
４、应用举例
g
MgP 1 zRT
air
(1)、标准态下空气密度： ρ
= 1.205 kg/m3 = 1.205ｒg kg/m3
(2)、标准态下天然气密度：ρ
sc
四、天然气的偏差系数 1、PVT实验测定，恒温恒质膨 胀试验 2、Standing & Katz 系数图 概念：
–三种组成的换算：mi=niMi Vi=22.4ni
–yi(体)=yi(摩) yi=(ω i/Mi)/(Σ ω i/Mi)
例：将空气的yi→ω i
组分 yi Mi mi ωi
N2
O2 Ar
0.78
0.21 0.01 1.00
28.02
32.0 39.95
21.86
6.72 0.40 28.97
0.755
–Bg=3.458×10-4zT/P
３、用途:
–①、ρ g＝ρ
sc/Bg;
–②、qg＝qscBg
–③、储量=VHC/Bg –④、ug＝uscBg 4、膨胀系数 – Ｅg＝１／Ｂg
七、天然气的粘度
1、定义 –牛顿内摩擦定律：τ ＝μ ×du/dy 2 、影响粘度的参数 –低压下粘度受热运动控制(分子间距大
–对理想气体ｃｇ＝１／Ｐ，单位：１／ＭＰａ，例 Ｐ＝20MPa，cｇ＝？ –思考题：理想气体ｃｇ和实际气体ｃｇ谁大？
六、天然气体积系数 １、定义： –相同数量的天然气在地下条件下的体积与其在标准 条件下的体积之比。 –两个特定状态，与过程无关 –Ｂg<<１ , ２、计算式 单位：m3／sm3
–标准条件:Psc=0.101325MPa, Tsc=293.15K
–三个区：低压区、中压区、高压区。
2、直接计算ｚ系数
Ｈ－Ｙ方法
1 y y y c ay by ( 1 52 ) z 3 1 y z d/y (1 53)
2 3
ＤＰＲ方法
z 1 a pr b c d 1 e pr exp e z 0 . 27 P T pr pr pr
–对应状态原理：两种性质 相近的气体，在对应状态 时，内涵性质一样 –对比压力：Ｐｒ＝Ｐ／Ｐc
–对比温度：Ｔｒ＝Ｔ／Ｔc –对比密度：ρ
ｒ＝ρ
／ρ
c
–拟临界压力：Ｐpc＝∑ｙiＰci≠多组分的真临界参数 –拟临界温度：Ｔpc＝∑ｙiＴci –拟对比压力：Ｐpr＝Ｐ／Ｐpc –拟对比温度：Ｔpr＝Ｔ／Ｔpc –非烃校正： 适用范围： –Tｐｒ＝1.05～3.0, Ｐｐｒ＝0～15
2 pr 5 pr 2 pr

2 pr

五、天然气的等温压缩率
１、定义：等温条件，单位压力改变引起的单位体积的 相对变化率。 –公式：
1 V Cg V P T
“－”---- ？ “T”---- 气藏温度恒定 –与ｚ的区别：ｚ－ＰＶＴ；ｃｇ－气藏渗流
２、实用式
1 1 z 源自文库 Cg P z P T
小):T↑→μ ↑；
–P↑→μ ≈const;M↑→μ ↓
0.232 0.013 1.00
空气分子量 M=Σ yiMi=Σ mi=28.97 思考题：将空气如yi换算成ω i后再换成yi. 证明：yi（摩）＝yi（体）
二、天然气的分子量和相对密度 １、天然气视分子量
–定义： 在标准状态下，１摩尔体积天然气的质量。
kg/kmol，g/mol –计算公式：M=Σ yiMi ２、天然气的相对密度 –定义：在标准状态下，天然气密度和干燥空气密度之比。 –公式：ｒg＝ρ
• 英制标准状态
3 P ft 14.7 379.4 R 10.73 sia 520 1bmol R
3
–注意：单位不同，Ｒ数值不同；单位相同，数值一样 –Ｒ与气体种类无关，见表１－４。
(2)、气体常数 –定义式：
R MPa m b M g Kg K
3
第一章
天然气的主要物性参数
在油层物理基础上拓宽、提高。 一、天然气
1、天然气
–烃类气体：CnH2n+n：C1、C2、……、C6、C7+， –非烃类气体：H2S、CO2、N2、 He、H2O等的混合气体。 • 空气：N2、O2、Ar
2、天然气组成
–质量组成ω i=mi/Σ mi –摩尔组成yi=ni/Σ ni –体积组成yi=Vi/Σ Vi –有小数和百分数两种表示。例如：C1＝0.5， C1＝50％
sc
/ρ
air标态
= Mg/Mair = Mg/28.97
３、分子量与相对密度的关系
–Mg = 28.97rg = Σ yiMi，三种不同表示方法的关系
–表示：组成不同，Ｍg不同，ｒg不同，反之亦然。 –思考题：干气藏中的ｒg处处是否相等？
三、偏差系数状态方程
１、偏差系数 –定义：一定数量的天然气，在相同压力温度下，实 际体积和理想体积之比。 –公式：Z=V / V理想 –数值：z可等于1，大于1，小于1。 –意义：反映实际气体偏离理想气体的程度。
２、偏差系数状态方程 –理想气体状态方程：ＰＶ＝ｎＲＴ
–推导：由ｚ的定义将Ｖ理想代入理想气体状态方程
–方程：ＰＶ＝ｚｎＲＴ –几种表示形式： • nKmol： • 1Kmol： PV = znRT， V = m3 PVm = zRT， Vm = m3/Kmol 体积 千摩体积
• 1Kg：
PV = zRT/M