天然氣的分類：天然氣：從地下采出的可燃氣體。§1.3天然氣的高壓物性氣藏氣

伴生氣煤層氣天然氣水合物1.1天然氣的組成1天然氣的組成、視相對分子質量及相對密度烴類氣體：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等非烴類氣體：硫化氫、二氧化碳、一氧化碳、氮氣、氧氣、氫氣、水蒸氣、氦、氬等。1.1.1定義

構成天然氣的各組分及其在天然氣中的百分含量。

§1.31.1.2表示方法

(1).質量組成

構成天然氣的各組分的質量占天然氣總質量的百分數

wi=(mi/Σmi)×100%(2).體積組成

構成天然氣的各組分的體積占天然氣總體積的百分數

vi=(Vi/ΣVi)×100%(3).摩爾組成

構成天然氣的各組分的摩爾數占天然氣總摩爾數的百分數

yi=(ni/Σni)×100%

三種組成之間的關系：

yi=vi

1.2視相對分子質量和相對密度

在標準狀況(0℃，0.10MPa)下，1摩爾天然氣的質量

Mg=Σ(yiMi)1.2.1視相對分子質量(apparentmolecularweight)天然氣的視相對分子質量天然氣組分i的分子量天然氣組分i的摩爾分數在標準狀態下，天然氣的密度與干燥空氣的密度之比

γg＝ρg/ρa

1.2.2天然氣的相對密度

γg＝Mg/29視天然氣和空氣均為理想氣體1.3天然氣的視臨界參數

視臨界壓力Ppc

視臨界溫度Tpc

(1).Kay方法

Ppc=Σ(yiPci)Tpc=Σ(yiTci)

(2).經驗公式法

與天然氣相對密度有關的經驗公式:

對于干氣：

Ppc=4.8815－0.3861γgTpc=92.2222＋176.6667γgγg≥0.7Ppc=4.7780－0.2482γgTpc=92.2222＋176.6667γgγg<0.7

對于濕氣：

Ppc=5.1021－0.6895γgTpc=132.2222＋116.6667γgγg≥0.7Ppc=4.7780－0.2482γgTpc=106.1111＋152.2222γgγg<0.7

含CO2、N2、H2S的天然氣的經驗公式:Ppc=4.7546－0.2102γg+0.03φCO2－0.011583φN2+0.030612φH2S

Tpc=84.9389＋188.4944γg－0.9333φCO2－1.4944φN2

適用條件：

Ppc=4.6666＋0.103γg－0.25γg2Tpc=93.3＋181γg－7γg2

對于干氣Ppc=4.868＋0.356γg－0.077γg2Tpc=103.9＋183.3γg－39.7γg2

對于凝析氣

Thomas二次方程式:

H2S含量<3%，N2含量<5%或非烴含量<7%2天然氣的狀態方程

2.1理想氣體狀態方程2.1.1理想氣體

不考慮氣體分子間的無相互作用力；

氣體分子間的碰撞為彈性碰撞。

氣體分子為質點，無體積；

PV=nRT2.1.2理想氣體狀態方程

2.2實際氣體狀態方程2.2.1壓縮因子狀態方程

z<1真實氣體易壓縮；z=1真實氣體＝理想氣體；z>1真實氣體難壓縮；Z=V實際/V理想

在一定溫度和壓力下，一定質量的實際氣體所占有的體積與相同條件下理想氣體所占有的體積之比

壓縮因子(compressibilityfactor)：PV=znRT2.2.2范德華方程對于純組分氣體，A0、B0、C0、a、b、c、α、γ為常數，見表1.3.5。2.2.3BWR方程其中，a,b－－范德華常數，數值見表1.3.4

2.3天然氣壓縮因子的求取

2.3.1實驗方法

§1.3圖1.3.2甲烷的壓縮因子等溫線

2.3.2SK圖版法(1).對應狀態定律

對于單組分氣體，對應溫度Tr為：

在相同的對應溫度和對應壓力下，所有的純烴氣體具有相同的壓縮因子。

對應壓力Pr為：已知條件：天然氣的摩爾組成(2).SK圖版法計算步驟

對于天然氣，視對應溫度Tpr為：視對應壓力Ppr為：計算步驟：求天然氣的視臨界參數求天然氣的視對應參數查圖版非烴校正含氮天然氣的校正：C－－疊加體積校正系數，C＝1.00～1.04(3).非烴組分校正計算步驟：求不含氮烴類氣體的壓縮因子zg

求氮氣的壓縮因子zN

疊加，校正含H2S和CO2的天然氣的校正：

P48

不要求(2).Dranchuk－Durvis－Robinson方法

2.3.3經驗方法求z

(1).Hall－Yarborough方法(3).Gopal方法

§1.33天然氣的等溫壓縮系數(coefficientofisothermalcompressibility)在等溫條件下，天然氣體積隨壓力的變化率

3.1定義3.2推導

3.2.1單組分理想氣體

3.2.2單組分實際氣體(1).手算

3.2.3多組分天然氣3.3等溫壓縮系數計算

(2).電算

(3).圖版法

4天然氣的體積系數和膨脹系數

4.1體積系數(formationvolumefactor)一定量的天然氣在油氣藏條件下的體積與其在標準狀況下的體積之比

Bg＝V

/Vsc

4.1.1定義

4.1.2計算

4.2膨脹系數(expansionfactor)

天然氣體積系數的倒數Eg＝1

/Bg

4.2.1定義

4.3Bg、Eg－P曲線

5天然氣的粘度(viscosity)§1.35.1粘度的定義

流體抗剪切能力的一種量度5.1.1定義

5.1.2動力粘度

5.1.3運動粘度§1.3運動粘度，cm2/s動力粘度，mPa.s氣體密度，kg/m3

5.2天然氣粘度的計算

5.2.1低壓下天然氣粘度的計算若已知天然氣的組成，當視對應壓力小于0.6時，地層溫度下天然氣的粘度為：

組分i的粘度組分i與組分j的結合因子組分i的摩爾分數組分j的摩爾分數結合因子的計算：

§1.3

Herning－Zipperer方法5.2.2高壓下天然氣粘度的計算(1).API方法

低壓下天然氣的粘度粘度對比系數對應密度§1.3(2).Herning－Zipperer方法計算1個大氣壓、給定溫度下天然氣的粘度μg1

確定天然氣的視對應壓力和視對應溫度

查圖求無因次粘度μg/μg1

由μg1×[μg/μg1]，求μg

5.3天然氣