油层物理2公开课获奖课件.pptx

第三节天然气高压物性第三节天然气高压物性本节重点：u天然气状态方程和对应状态原理；u天然气各高压物性参数定义、影响原因及确定措施。本节难点：u偏差系数定义、物理含义和确定措施；天然气粘度影响原因分析。1、天然气构成：（烃类、非烃类）试验室用气相色谱仪分析u天然气：指从地下采出，常温常压下相态为气态烃类和少许非烃类气体构成混合物。l烃类：C1(70~98%)、C2(<10%）C3~C5(一般仅占百分之几)l非烃类：H2S、CO2、N2、CO、O2、H2Ar、He2、天然气分类3、天然气构成表达措施三种措施：摩尔构成、体积构成、质量构成u摩尔构成：用yi表达，最常用一种表达措施摩尔构成：各组分摩尔数占总摩尔数分数。u体积构成：各组分体积占总体积分数。u质量构成与摩尔构成换算4、天然气分子量、密度和相对密度(molecularweight、density、specificgravity)u天然气分子量l定义：标态下1mol（0℃、1atm、22.4l）天然气具有质量，即平均分子量、视分子量l确定措施：u天然气密度(density)在一定温度、压力下，单位体积天然气质量。二、天然气状态方程★和对应状态原理l实际气体(realgas)：分子有大小、分子间有作用力（引力、斥力）→pVT行为常常不满足理想气体状态方程：w在低压下，近似满足；（＜4atm，温度较高）w在高压下，分子间距↓→不能忽视分子大小及分子间作用力→不满足理想气体状态方程2、真实气体状态方程(1)天然气压缩状态方程(2)偏差系数Z★偏差系数：给定温度、压力下，实际气体所占体积与同温同压下相似数量理想气体所占体积之比。lZ＝1，V实＝V理→实气靠近理气lZ＜1，V实＜V理→实气比理气易压缩←引力lZ＞1，V实＞V理→实气比理气难压缩←斥力3、偏差系数Z求取★措施：试验测定、图版法、状态方程法②图版法u单组分气体Z~(p,T)图版：——用试验测定不一样样T、p下Z绘制。u混合气体Z~(pr,Tr)图版：——据对应状态原理用实测数据绘制；——Z~(pr,Tr)图版是一种通用图版。原因：l对单组分气体：Z＝f（p、T）l对混合气体：Z＝f（p、T、构成）→不也许测定、绘制所有混合气体Z~(p,T)图4、对应状态原理（correspondingstatelaw）(1)对比参数(reducedparameter)对于体系，在p、T条件下u对单组分（single-ponent)u多组分(multi-ponent)l视/拟临界压力：pseudo-criticalpressure4、对应状态原理5、气体偏差系数Z~(pr,Tr)通用图版将参数：T＝TrTc，p＝prpc，V＝VrVc带入：Z＝pV／nRT6、对应状态原理求天然气Z（查图版）①天然气视临界参数求取措施：u由天然气相对密度求取l图版（图2-23）l经验公式(empiricalformula)u由天然气构成求取★l视临界压力：ppc＝∑yipcil视临界温度：Tpc＝∑yiTciu视临界参数非烃校正对于非烃如H2S、CO2含量较高（>5%）时，应对Tpc和ppc校正。l修正曲线图版修正（图2-24）l经验公式l经验公式校正后拟临界温度和压力：②查图版确定偏差系数环节u根据已知天然气构成或相对密度求拟临界温度、拟临界压力；u如具有非烃H2S、CO2，对拟临界温度和拟临界压力进行校正；u根据给定温度、压力，计算拟对比温度和拟对比压力；u查图版（图2-40），求得偏差系数。③例：书上P127-131,例2-1、2-2、2-3。三、天然气体积系数Bg2、Bg确实定→构成一定天然气：四、天然气等温压缩系数Cg2、Cg求取u对理想气体lZ=1，u天然气（多组分气体）l计算公式l计算环节-根据yi或相对密度计算ppc和Tpc；-计算拟对比参数ppr和Tpr；-查Z~(ppr,Tpr)图版（图2-23）→Z；-用Z~(ppr,Tpr)图版求取Z点斜率l天然气视对比压缩系数Cpr注意：l天然气等温压缩系数Cg与偏差系数(压缩因子）Z辨别；l理想气体：Cg＝1/p；天然气：Cg＝f（1/p）。五、天然气粘度μg2、影响天然气粘度原因天然气μg＝f（T，p，构成）l天然气压缩性大→低压和高压下，μg变化规律不一样样l高、低压影响鉴定：根据（Tpr、ppr）l天然气μg变化规律：3、天然气μg求取u低压下粘度计算l图版法l经验公式u高压下粘度计算l图版法l经验公式(1)低压（1atm）下气体粘度求取u单组分气体(single-ponent)l查单组分气体μ~T图(2-29)l经验公式（Golubev公式）：u天然气（naturalgas)：l由天然气平均M或γ及温度查μ~(M,γ,T)粘度图版(图2-48)；l若天然气具有非烃气体H2S、CO2、N2时