2.1天然气临界参数计算2.1.1 天然气平均分子量天然气是混合气体，分子量不是一成不变的，其平均分子量按Key规则计算：M g 八y i M i （2.1）式中M g—天然气的平均分子量kg/mol ；M i、y i —天然气中i组分的分子量和摩尔分数2.1.2 天然气的相对密度首先假定空气和天然气都取同一标准状态，天然气的相对密度可用下式表示:”- g >»> g M g「gg订r M air2 8. 9 7 29式中r g—天然气的相对密度；订订ir —同一标准状态下，天然气、空气的密度kg/m3；M g M air —天然气、空气的平均分子量kg/mol。

2.1.3 拟临界压力P PC和拟临界温度T PC①组分分析方法P p i y i P ciT pc八yT id （2.3）M g 八％M i式中P ci―― 天然气组分i的临界压力（绝）,MPa；T ci ―― 天然气组分i的临界温度，（273+t）° K 0②相关经验公式方法在缺乏天然气组分分析数据的情况下，可引用Sta nding在1941年发表的相关经验公式对于干气也可以用下面经验关系式进行计算 对于干气P p c =4.8815-0.3861 g T pc =92.2222 176.6667 g g_ 0.7P pc =4.7780-0.2482 g T pc =92.2222 176.6667 gg::: 0.7对于湿气P pc =5.1021-0.6895 g T pc = 132.2222 176.6667 g g_ 0.7P pc =4.7780-0.2482 g T pc =106.1111 152.2222 gg：： 0.7注意：上式是对于纯天然气适用，而对于含非烃 CO 2、H 2S 等可以用和Aziz 修正。

修正常数的计算公式为：P pc =4.7546-0.2102 g 0.03 g -1.1583 10’ \23.0612 10’ H 2ST pc =84.9389 188.4944 g -0.9333 g -1.4944 \22.1.4 拟对比压力P pr 和拟对比温度T pr 的计算对比参数就是指某一参数与其应对应的临界参数之比：即对于湿气P pc =4.666 0.103 g -0.25 g 2T pc =93.3181 g -7 gP pc =4.8680.356 g -39.7 g 2T pc =103.9 183.3 g -39.7 g 2(2.4)(2.5)(2.6)(2.7)Wichert(2.8)P P pc (2.9)T2.2天然气的偏差因子Z 计算天然气偏差因子Z 的计算是指在某一压力和温度条件下，同一质量气体的真实体积 与理想体积之比值。

z = V 实际 n RT(2.10)计算天然气偏差因子方法较多，下面主要介绍几种常用的计算方法2.2.1 Pon g.Robi nso n 方程法V -b V(V b) b(V -b)式中n na(T)八、X j X j (aa j ：「j )0.5(1-K j )nb 八 x i b iR 2T 2Q =0.45724—TP erb = 0.0788— p er_2:i八 m 1 -T r ：50.37464 1.5422 j -0.26992 f(2.11)(2.12)(2.13)(2.14)(2.15)(2.16)(2.17)式中K j —天然气的交互作用参数； P er —组分i 的气体临界压力； T er —组分i 的气体临界温度； T r —组分i 的对比温度；Q—组分i 的偏心因子。

由方程可得到关于Z 的方程Z 3_(1_B)Z 2A_3B 2_2BZ_ AB_B 2_B 3= 0(2.18)V 实际喀=0.27 P pr / Z T pr（2.21）式中 订一一拟对比密度。

已知P 、T 求Z ,计算步骤如下： 第一步计算P"，人c ； 第二步计算P“，T pr ；第三步对Z 赋初值，取Zo=1,利用式（3.12）计算订 第四步 将P“值代入式（3.11），计算Z 该方法适用于PV35MP 的情况2.2.3 DPR 法1974 年,Dranchuk ，Purvis 和 Robinson 等人在拟合 Standing.Katz 图版的基础上， 提出了计算偏差因子Z 的牛顿迭代公式。

Z =1( A 1 ■ A 2/T pr ■ A 3 /T pr 3)0+( A 4+A 5/T pr )02 • (A^J/T pr 临汀仃詁心 A02)eXp(-九汀)::_ 0 27 P pr• rZT pr2.2.2 Cranmer 方法A* R 2T 2RT(2.19)Z=10.31506-叱-警 i T prT pr?pr(2.20)J 0.5353-吨 I T pr 丿2「0.6815 (2.22)(2.23)f 彳=：r-0.27p p /r T p (A A /T 2 A pr /T ) T p 2rr+( A+A s /T pr )""人汙几 * ( 2.24)(符¥仃詁)(1人儿2曲卩(-乓汀)=0f J =1 ( A \仃“ A/TQ (2。

)■(A 4+A 5/T pr )(362) (AA/T pr )(645)(A /T pr 3) 302人(364) - A 2(2 06) eE'(2.26)A =0.31506237 A 2 -「1.0467099 人二-0.5783229 A 4 二 0.53530771 人0.61232032 A^ - -0.10488813 A 7 =0.68157001 A = 0.68446549在已知P pr 和T pr 的情况下，由(2.2)式求解Z 时，采用迭代法。

即首先给定的Z 的一个初值Zo(例如Zo=1.0),由(2.23)式求出6，作为(2.24)式迭代的初值。

比较匚 与用(2.26)式计算所得的。

心之值，如J- ；k+1 <0.00001,贝冋将求得了 4值代入 (2.2)式求得Z 值。

否则，用最后求出的继续循环，直到'r - ?r k+1 <0.00001为止。

2.2.4 DAK 法该方法发表于1975年，方程如下：Z =1 (仃“十 A 3 /T p ；+A 4 /T pr 4+A s 仃卩；)巴 +(A 6 +A 7 / T pr +A 8 / T pr 2)厂 - A 9( A 7 /T pr +A 8 / T pr 2) Q 5 •( 2.28)AV 2/T pr 3)(1 A^r ?r 2)exp( -And 2)A 仁 0 . 3 2 6 5 A2 = - 1. 0 70 0(2.25)(2.27)A3 = - 0.5 339A4 = 0.0 1 5 6 9A5 - -0.05 165A6= 0.547 5 (2.29)A7 - - 0.7 36 1A8 = 0 . 1 8 4 4A9 - 0.1056A1 0= 0.6134A1 仁0.7210解题方法和DPR法步骤思路一样，但所用公式不同：F(Q) = 4 -0.27p pr/T pr -(A 民/T pr A3/丁/+凡/T p^+A s/T p^)汙+(A6+A7/T pr+A8/T pr2)03-A)(A7/T pr+A8/T pr2)06•(2.30)3 3 2 2A°( © 仃“)(1 A H © )exp( —A H 0 )F'( -\)-1(A1 A2 /T pr A3/T pr3+A4/T pr4+A5/T pr5)2碎+(A6+A7/T pr+A8/T pr2) 3汀 - A7 /T“+A8/T「) 6 J (2.31)(A°/T pr3) 3汀• A1(3^r4-2為几6) e」1：’此法适用于 1.0<Tpr<3.0，0.2<Ppr<3.02.2.5 平均值法将以上计算方法结果累加除以计算方法的个数2.3天然气压缩因子计算天然气的压缩系数就是指在恒温条件下，随压力变化的单位体积变化量，即(2.32)C gCg―― 气体压缩系数,1/MPa；温度为T时气体体积随压力的变化率，m3/Mpa；V ——气体体积,m3；（负号说明气体压缩系数与压力变化的方向相反。

）由真实气体的PVT方程，得下式：V 二 nRTZ/p 经过一系列的推导及换算，得到天然气压缩系数表达式，如下所示:式中:2.4天然气体积系数计算天然气的体积系数就是地层条件下某一摩尔气体占有的实际体积与地面标准条件下同样摩尔量气体占有的体积之比，由下式表示:V sc --------- 地面标准状态下气体的体积，m3;B g ――天然气的体积系数，m3/m3（标）。

在实际计算时，通常取Z sc =1.0,而当P sc =0.101MPa, T sc =293K 时，由上式得:(2.37)2.5天然气膨胀系数的计算E g ――天然气膨胀系数(2.33)P Pr0.27 ZV pr P pr ]f l (T pr )+2f 2(T“)Pr ]1 (4/Z)」(T pr ) 2f 2(T pr )。

(2.34)f l (T pr )= ATprT3 prf 2(T pr^A^-T 5-T A 6prT3pr pr(2.35)式中B _V R _ Ac ZT fVsc P ZSC TSCV R ——地层条件下气体的体积，m3;(2.36)E g— =2.901 B g—P0ZT(2.38)式中（范文素材和资料部分来自网络，供参考。

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