1.0 560℃ 480 360 0.9 340 320 300 280 0.8 -260 240 220 245 200 216 0.5 97 山LL4 35 70 105 绝对压力，大气压 图1一3丙烷的压缩因子图版 表1一2一些纯烃的临界参数值 GH C2He C:H iC Hio nCHo iC Hit nCHi? 分 量 16.0 30.1 44.1 58.1 58.1 72.2 72.2 临界温度，℃ -82.5 33.0 96,6 134.0 152.0 187.7 197.2 临界压力（绝对大气压） 45,8 48.5 43.4 38.2 35,7 32.9 33.0 上述对应状态定律同样也适用于多组分烃混合气体的天然气， 不同的是天然气的临界 参数值很难获得，从而提出视临界参数的概念如下： 8 州舞 PDG
长 Tpe=EyiTei Ppe=EyiPei (1-8) 式中T:和P1一一分别为组分的临界温度和临界压力： y:一组分的摩尔分数； T,和P。一分别为天然气的视临界温度和视临界压力。 表1一2A一些非烃气体的临界参数值 C02 CO H2S N2 水蒸汽 空 气 分 44.01 28.01 34,08 28.02 12.02 28.97 临界温度C 31,1 -140.2 100.4 -147.0 374.1 140.7 临界力，绝对大气压 72.9 34.5 88.9 33.5 217.5 37.2 对应压力 .0 2.8 1.0 .6 2.2 2. 0.9 .7 1.6 0. 0.7 .3 0.6 0. 0.4 2 0.3 1.61.7 1.81.9 .6 025 2.2 1.6 .2 2.43. .9 8 9 10 12 13 15 对应压力 图1一4天然气的压缩因子图版 天然气的视临界参数除用式(1一8)求得外，还可根据天然气的比重从图1一5所示图 版直接查出。 PDG
4r.8 天然气 144.2 气 40.8 288 260 232 天然气、 204 聚析气 176 148 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 l.0 11 气体比重（空气=1） 图1一5天然气的视临界参数图版 有了天然气的视临界参数，便可算出天然气的视对应温度T,和视对应压力P, Te:=Tpe EyiTa (1-9) P 至此.我们便可根据天然气的视对应温度和视对应压力，从图1一4中查出天然气的压缩因 子Z。 〔例1一3)试计算例1一1所给的天然气在49℃和102大气压下，1摩尔所占的体积。 〔解〕 首先列表计算视对应温度和视对应压力 摩尔分数y: 临界湿度T,K yrTer 临界压力Pe!,大气压 yiPel CH. 0,85 190.5 162.0 45,4 38.6 C.H. 0,09 306.0 27,5 48,2 4.3 CH, 0.04 369.6 14.8 42.0 1.7 nC:H 0.02 425,0 8.5 37.5 0.8 1.0n Tm、=212.8 Pe=45,4 视对应温度： T:= T=273+49 =1.51 212.8 10 9 PDG
视对应压力： P==股 P =2.25 其次，根据算得的视对应温度Tr:=1.51和视对应压力P:=2.25在图1一4上查得Z= D,813 最后，根据式(1一6)计算该天然气在49℃和102大气压下，1摩尔的体积 V=ZmRT=0.813×1×0.08025(273+49)=0.2升 P 102 〔例1一4)试确定49℃和102大气压下比重为0.76的天然气的压缩因子。 〔解)首先根据气体比重0.66在图1一5上查出， 视临界温度T=212°K;视临界压力P=45.4大气压。 其次计算视对应温度Tr.=T/Tre=(273+49)/212=1.51,视对应压力P=P/P= 102/45.4=2.25。 最后根据T=1.51和Pr=2.25在图1一4上查得Z=0.813, 应该指出，应用图1一4图版查Z时，必须注意天然气中非烃组分的体积含量不能大于 5%,甲烷体积含量不能小于50%，否则将产生较大误差。消除误差的办法是，对烃和非 烃组分分别查出Z值后进行加权处理。 〔例1-5) 试计算下述组成的含氮天然气在35℃和102大气压下的压缩因子。 经塞尔分数 组 份 摩尔分数y yTer y'Pet y'= 1-y4 N2 0,435 一 CH 0.445 0.790 151.0 36.2 C2Hs 0.062 0,110 33.6 5.4 C2Hs 0.039 0.070 25.8 2.9 CHio 0.019 0.030 12.8 1. 1.000 1.000 y'Tel=223.2 Sy'Pt=45,5 〔解)首先列表计算视临界温度Te=工yTi=223.2K,视临界压力Pe=二yPi= 45.5大气压，并据此算出视对应温度Tp,=T/Tc=(273+35)/223.2=1.38;视对应压力 Pp,=P/Pe=120/45.5=2.64。 其次是根据T,=1.38和P,=2.64在图1一4上查得烃混合气体的压缩因子ZcH=0.72: 另外，根据35℃和102大气压从手册中查得氮的压缩因子Z,=1.02。 最后按下式计算含氮天然气的压缩因子，即 Z=y.Z.+(1-y.)ZCH 1-10) =0.435×1.02+(1-0.435)×0.72 =0.85 对比这一例中含氮天然气的压缩因子Z=0.85和不含氨的压缩因子Z=0.72,显见如 不经修正将产生很大误差。产生误差的原因是因为图1一4是按对应状态定律做出的，而对 应状态定律只是对一些分子特性相近的气体才有较好的效果。应该指出，有人提出对式 11 PDG
(1一10)算得的含氮天然气的压缩因子再乘一校正系数C=1~1.04,以获得更精确的结 果。 四、天然气的体积系数和压缩率 在油气藏工程计算中，经常要知道地面标准状况下，单位体积的天然气在油气藏条件 下的体积，这就引出了天然气的地下体积系数的概念。我们规定：在标准状况下，气体体 积可按理想气体状态方程来表述 Vo=nRTo (1--11) P。 式中P。、T和V分别代表标准状况下的压力、温度和气体体积。 在油藏条件下，如压力为P,温度为t.则同样数量的气体所占的体积V可按压缩状态 方程求出，即： V=nRT/P (1-12) 式中T=273+t, 天然气的地下体积系数B,可定义为： B:=V/Vo 将式(1一11)和(1一12)代入上式则得： B--器-z2.是 (1-13) ToP 273 式中B。的单位是米/标准米'。B。表示的是天然气在油气藏条件下所占的体积与同样数量 的气体在标谁状况下所占的体积之比值。由于这一数值远小于1，为计算方便，常用它的 倒数1/B.=Bg'来进行计算。 0.c20 在实际油气藏中，油气藏压力在不断变 化，油气藏温度可视为常数，故B.可视为油气 0.018 藏压力的函数，即B.=CZ/P。根据不同的压， 力值可做出如图1一6所示的B。一P关系曲线。 0.016 用本章最后一节的物质平衡法计算油藏储量 0.014 时，可按油藏压力变化从曲线图版上求相应的 B.值，如若有0.00005左右的误差就会使储量 0.012L 50 150 2G0 产生5~10%的误差。因此，应该用精确的方 力，大气压 法确定B值，或绘制大比例图版；或采取数 图1一6B。一P关系曲线 学处理方法，使数值匀整规律化，以减少人为 读值的误差。 根据研究，在有限压力区间，例如在50~100,100~150大气压之间，B。一P的关系 曲线可用一个二次多项式来表达，即： B=a+bP+cP* (1-14) 式中B。=1/Be,系数a、b、c是未知数，精确求法可按最小二乘法来求。例如，已知如下 几组B。一P值， Bg1,Bg2,…,Bg。 P1,P2,…,Pn 12 PDG