物性值法计算天然气压缩因子适应性分析北大核心CSCD

目的随着能量计量工作的不断推进,业内出现了一些采用物性关联技术对天然气发热量、相对密度等参数进行在线测试的仪器设备,其应用须结合GB/T 17747.3-2011《天然气压缩因子的计算第3部分:用物性值进行计算》推荐的“物性值法”计算工况压缩因子,物性值法在国内外的应用较少,对其适应性和准确度进行分析探讨,可为相关新技术研发和选用提供参考,有利于保障和促进新兴测试手段在天然气能量计量中的有效应用。方法以GB/T 17747.2-2011《天然气压缩因子的计算第2部分:用摩尔组成进行计算》推荐的“详细组成法”计算结果为主要参考,选用了国内典型的149个天然气组成以及部分模拟天然气组成数据,理论对比分析了详细组成法和物性值法计算天然气压缩因子的相对偏差,探讨了用物性值法计算天然气压缩因子的适用性。结果①对于绝大多数不同类型的商品天然气,采用物性值法与详细组成法计算得到的压缩因子的相对偏差在±0.10%以内;②当输入的高位发热量、相对密度满足±0.50%以内的准确度时,采用物性值法与详细组成法计算得到的压缩因子的相对偏差可满足GB/T 18603-2014《天然气计量系统技术要求》中对A、B级计量系统压缩因子0.30%的准确度要求;③对于GB/T 17747.3-2011适用范围内重烃含量相对较高的天然气,物性值法与详细组成法计算得到的压缩因子可能出现接近0.50%的相对偏差。结论对于绝大多数不同类型的商品天然气,采用物性值法计算压缩因子的方法是适应的,但对等效C 2+摩尔分数高于10%的天然气可能出现较大偏差,建议在能量计量系统方案选择过程中,结合详细组成数据开展不同方法计算压缩因子的差异比对分析,为选用技术经济性更佳的方案提供技术支持。     

天然气在线分析系统性能评价标准现场应用

天然气长输管道的A级以上贸易计量站一般均安装在线气相色谱仪测量天然气组成,用于计算发热量、压缩因子等物性参数,以作为贸易结算的依据,色谱仪检测结果的准确性对天然气贸易有重要意义。介绍了天然气在线分析系统性能评价标准在计量站现场的应用情况,说明了气体标准物质配备原则,给出了气相色谱仪有效性、重复性、分离度和一致性的判断方法和具体实例。从标准现场应用的情况来看,部分在线气相色谱仪存在少量组分不符合标准要求一致性的情况,对物性参数计算和体积计算的影响约为0.05%,在当前国内天然气贸易以体积计算为主的情况下,虽然对贸易计量的影响较小,但在未来转向能量计量结算的情况下,需提高组成分析设备的检测准确度。建议至少每2年对气相色谱仪开展一次性能评价,以确保仪器运行正常。     

GERG-2008方程计算天然气压缩因子及烃露点

GERG-2008方程是国际标准ISO 20765-2推荐的天然气热物性参数计算方法,全面评估GERG-2008方程对不同组成、不同相态天然气的压缩因子、密度及天然气烃露点的计算准确性,对于合理选用天然气物性参数计算方法、提升天然气物性计算准确性及质量控制水平都具有重要的意义。为此,在收集大量实验数据的基础上,评估了用GERG-2008和AGA8-92DC方程计算气态天然气密度(压缩因子)的准确性,以及用GERG-2008方程计算高含硫天然气压缩因子、LNG密度及天然气烃露点的准确性。研究结果表明:(1)对标准规定的组成较简单的管输天然气,GERG-2008与AGA8-92DC方程的密度计算准确度相当,在管输温度、压力范围内,准确度均在±0.10%以内;(2)对重组分含量相对较高的天然气,当临界凝析温度接近计算温度时,在管输天然气压力下,上述两个方程的密度计算准确性均变差,GERG-2008、AGA8-92DC方程的相对平均绝对值偏差分别约为0.30%和0.50%,前者表现略优;(3) GERG-2008用于C_5~+摩尔分数低于0.20%的LNG的密度计算时,与测试值相对平均绝对值偏差小于0.10%;(4) GERG-2008可用于不含或含微量C_6~+同分异构体天然气的烃露点计算,其准确度优于PR或SRK类状态方程。结论认为,GERG-2008方程具有准确、全面的天然气物性计算能力,可在天然气工业多个环节得以广泛应用,建议天然气行业相关组织加快制订相关国家标准。     

高酸性天然气流量测量的修正方法

由于高酸性天然气中含有较高浓度的H2S和CO2气体,对天然气的临界温度和临界压力有较大的影响,导致天然气的压缩因子增大。因此,当采用常规天然气流量测量仪表用于高酸性天然气的流量测量时,需要针对其测量结果进行必要的修正。通过查阅大量的文献资料,对各种天然气压缩因子计算方法进行分析、比较,提出采用Wichest-Aziz校正方法与Bumett关系式相结合的方法计算高酸性天然气的压缩因子,在其适用条件范围内(温度为-12.2~93.3℃,压力为0~13.789 6MPa,酸性组分H2S+CO2的摩尔分数不大于80%),计算得到的天然气压缩因子准确度较高,适于工程应用,也便于实现电算化,利用该方法计算的酸性天然气压缩因子与直接采用Bumett关系式计算的天然气压缩因子(替代常规天然气流量测量仪表内部计算的天然气压缩因子)相比,即可有效地求得天然气流量测量仪表的修正系数,从而提高了酸性天然气流量测量的准确度。     

准确度更高的高含硫天然气压缩因子计算方法

目的 考查国内外不同状态方程计算结果的准确性。方法 通过python3.6编写了GERG-2008状态方程的软件模块,与AGA8-92DC、PR、SRK、CPA、BWRS等状态方程的计算结果进行对比分析,评估了不同状态方程对不同组成高含硫天然气压缩因子计算的准确性。结果 (1)对标准中规定的组成较简单的管输天然气,GERG-2008方程与AGA8-92DC方程的计算准确度基本相当,在天然气管输温度、压力范围内,两个方程的计算准确度均在0.10%以内;(2)基于331组高含硫天然气压缩因子实验数据的计算结果,GERG-2008方程准确度最高,偏差范围为0.31%～1.14%,平均偏差为0.67%,相比于AGA8-92DC提升了14.9%;(3)H₂S摩尔分数在0%～27%范围内,对于研究的几种状态方程的压缩因子计算方法,其准确度排序依次为：GERG-2008、AGA8-92DC、CPA、BWRS、SRK、PR。由于实验数据有限,现有研究大多是针对某种工况下的计算分析,其在更广的范围内计算准确性需要进一步验证;(4)ISO 20765-2:2015 Natural g...     

基于气体组成的天然气压缩因子计算方法

天然气压缩因子Z在天然气工程计算中是最重要的物性参数之一,其获取方法主要分为查Standing-Katz图法、实验法、状态方程计算法和经验公式法。前两种方法在使用上有很大的限制性,目前状态方程计算法和经验公式法的应用优势明显。对基于气体组成来求解压缩因子的AGA8-92DC、Piper-DAK、Piper-Mahmoud、Elsharkawy-DAK和Elsharkawy-Mahmoud方程进行了计算准确度评价。将这5个待评价的计算关系式写入Visual Basic 6.0,并使用113个酸性贫气压缩因子实测值对5个方程的计算值进行了对比分析。分析结果认为,对于低中压含碳贫气,AGA8-92DC方程的计算误差最小;对于低中压含硫含碳贫气,Piper-Mahmoud的计算误差较其他方程最小。此外还发现,当天然气温度升高时,5个方程的计算值误差较原来均有所减小。     

油田伴生天然气的计量

油田伴生气（又称湿气）一般采用标准孔板流量计计量,即采用SY／T6143－1996《天然气流量的标准孔板计量方法》行业标准进行设计与计算。该标准中《天然气压缩因子的计算》引用了AGANX－19,提出当天然气真实相对密度和组分超出规定范围时,建议采用美国煤气羁会输气计量委员会的AGA8号报告进行计算。此标准可满足大我数管输天然气的计量要求,但对油田伴生气（高密度值的湿气）按标准中推荐的公式计算压缩因子,将超出限制条件而无法计算出结果。因此标准中提供的因子计算公式不适合油田伴生天然气的计算。     

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本文考察了压缩因子、粘度和烃露点等天然气物性参数的几种计算方法及Cn~+含量对计算结果的影响,推荐以组成数据和纯物质物性数据为基础的、用于计算基准状态和工作状态下与天然气流量计量、质量和输气控制等方面有关的物性参数的计算方法。计算了四川省内输气干线35个样品的物性参数,并用国内外气质标准评价其气质。     

天然气管道掺氢对天然气分析计量的影响

天然气管道掺氢输送是现阶段实现氢气长距离输送、规模化使用的有效手段之一，也是天然气工业向“碳中和”目标迈进的重要途径。氢气与天然气中其他常量组分物性差异较大，天然气管道掺氢将影响天然气的物性参数分析计量标准和设备适用性。为此，以3种典型天然气为例，系统分析了天然气物性参数随掺氢浓度的变化趋势，并讨论了天然气管道掺氢对天然气分析计量和相关设备的影响。研究结果表明：(1)当掺氢浓度达40%时，不同天然气的高位发热量、相对密度、沃泊指数、黏度、体积能量密度（10 MPa、20℃）分别下降约27%、35%、10%、20%和40%，压缩因子、声速（10 MPa、20℃）分别上升18%和34%左右；(2)现行天然气产品标准规定的指标限制了天然气掺氢浓度的范围，现有天然气分析计量标准、设备适用的氢气浓度较低，不利于掺氢天然气的准确分析和计量。(3)建议综合各参数确定技术经济性合理的掺氢浓度，修订《天然气：GB 17820—2018》和《进入天然气长输管道的气体质量要求：GB/T 37124—2018》，并开展实验及优化研究拓展分析计量方法、标准和设备的适用范围，合理选用天然气物性参数计算标准。结论认...     

天然气组成分析及物性参数计算标准对煤制气的适用性研究

分析了现行天然气的组成分析标准和物性参数计算方法标准对煤制气的适用性。结果表明,由于煤制气组分简单,可以采用GB/T 13610-2014分析煤制气的组成;煤制气的体积高位发热量、密度、相对密度和沃泊指数可以采用GB/T 11062-2014计算;GB/T 17747.3-2011是使用物性参数计算天然气的压缩因子,与我国目前分析习惯不相符;在对煤制气组成准确分析的基础上,推荐采用GB/T 17747.2-2011,即使用煤制气组成计算煤制气的工况压缩因子。     

天然气储层含气性定量评价新参数

天然气储层产能评价是储层测井综合解释的重要环节。但是,目前采用的天然气储层含气饱和度不能有效表征天然气储层的含气性。为此,在分析含气饱和度在天然气储层产能评价中所存在局限性的基础上,基于天然气物质的量和理想气体状态方程,提出了相对气体摩尔量定量评价储层含气性的新参数,给出了该参数的确定方法,并对鄂尔多斯盆地苏里格气田致密砂岩气藏某井进行了测井评价及相对气体摩尔量参数计算,分析了该参数的应用效果。研究结果表明:①相对气体摩尔量参数受孔隙度、含气饱和度和孔隙压力及天然气压缩因子的共同控制,精确计算孔隙压力和天然气压缩因子是确定相对气体摩尔量参数的核心;②储层的含气饱和度与储层的产气能力并非一一对应,高含气饱和度储层不一定都能获得高产,而相对中等含气饱和度的储层也有可能获得高产;③相对气体摩尔量参数能够精确反映储层的绝对含气量,在储层含气级别识别方面有着较好的应用效果,其数值大小能够直接指示储层含气性的好坏。结论认为,该研究成果为天然气测井综合解释提供了一条新的思路。     

天然气压缩因子相关式的评价

本文对天然气压缩因子的求取方法进行了分析比较,并在此基础上提出了各方法的适用范围,有益于石油工作者在天然气储存、管输、加工的工艺计算中对天然气压缩因子的正确确定.     

天然气组成分析准确度对天然气贸易的影响

天然气气相色谱组成分析在天然气贸易中起着重要作用。论述了天然气组成分析准、确度对计算的发热量和烃露点的影响,而天然气标准气体是保证天然气分析结果准确可靠的一种计量器具。我国天然气标准气体准确度等级与国际上相比存在较大差异。本文介绍了美国西南研究院研究项目“气相色谱用天然气校准气体制备方法”中制备标气的“最佳经验做法”,并提出相关建议。     

西气东输管道工程的流量计量和检测系统

西气东输管道工程流量检测与计量的特点是高压、大流量、流量变化范围大.为了保证流量检测与计量的准确度,采用先进的气体超声波流量计作为贸易交接计量流量计,以保证贸易双方的经济效益.对西气东输管道工程的气体检测系统和计量标定中心进行了介绍.     

用孔板计量时天然气的物性与流量的计算

用孔板流量计测量天然气流量时,天然气的流量测量准确度,不仅取决于节流装置和二次仪表,还与天然气物性参数的计算和采用的计量标准有关。本文结合 AGA3(85)、AGA3(90)、SYL04-83标准对天然气的物性参数计算与流量计算进行了探讨。     

国内天然气分析测试标准掺氢适应性探讨北大核心CSCD

目的确认国内现行的天然气分析测试标准对掺氢天然气分析计算的适应性,以促进掺氢天然气标准化工作。方法通过对国内天然气分析测试标准进行分析,筛选出与掺氢天然气相关的标准共10项,研究了天然气组成分析标准和物性计算标准在掺氢条件下的适应性。结果以GB/T 13610-2020《天然气的组成分析气相色谱法》为代表的天然气组成分析标准和以GB/T 17747.2-2011《天然气压缩因子的计算第2部分:用摩尔组成进行计算》为代表的物性计算标准规定的氢气摩尔分数最高为10%,在高含量氢气的条件下,相关标准需要修订;若管道掺氢后下游氢气不分离,天然气互换性及其标准化亟需研究。结论提出的标准制修订框架对今后掺氢标准化工作思路具有参考意义。     

一种新型天然气压缩因子数值计算方法

天然气压缩因子是天然气重要的物性参数之一,传统计算方法对于高压天然气的计算存在较大误差。综合利用传统压缩因子图版与高压天然气压缩因子实验数据进行拟合,得到了同时适用于中低压及高压范围的天然气压缩因子计算公式。计算显示在低压段平均误差为3.3%,在高压段平均误差为2.5%。将这一公式应用于气井压力的计算中,取得了较高的计算精度。     

高含硫天然气压缩因子计算模型优选与评价

计算高含硫天然气压缩因子时,由于硫化氢和二氧化碳等非烃组分的影响,需要校正天然气的临界参数。WA校正法的相对误差小于GXQ校正法,因此可选用WA校正法对高含硫天然气的临界参数进行校正。DPR和DAK模型结合WA校正法的计算结果平均相对误差分别为1.310%、1.331%,是所有模型中准确度较高的两种方法;而Cranmer模型计算误差较大,不适用于高含硫天然气压缩因子的计算。     

中华人民共和国国家标准天然气发热量、密度和相对密度的计算方法

本标准参照采用国际标准ISO 6976-1983(E)《天然气发热量、密度和相对密度的计算》. 1 主题内容与适用范围本标准规定了当已知天然气的摩尔组成时,用各纯组分的物性值计算天然气的发热量[包括高(位)发热量和低(位)发热量]、密度和相对密度的方法. 本标准也描述了由分析方法精密度确定计算发热量的精密度的方法.     

气体超声流量计在长庆气田的应用

长庆油田第一采气厂79座集气站、3座净化厂、2座配气站的天然气计量系统中以孔板流量计为主，但由于受天然气气质、生产条件及外界条件的影响，在使用中经常出现标准孔板附着脏物、损伤、取压管路堵塞或泄漏等情况，导致维护工作量较大，也影响天然气的准确计量。为了提高天然气贸易计量的准确度，通过对各类流量计的性能优选，长庆气田2003年在“西气东输”天然气贸易计量系统中首次尝试应用Instromet、Daniel两种气体超声流量计，并开展孔板流量计的对比分析研究，大大提高了贸易计量管理水平及贸易计量准确度，取得了较好的应用效果及经验。为此，简述了气体超声流量计的工作原理、工作性能特点，气体超声波流量计量值溯源，探讨其应用中的不足，以期为气体超声流量计的现场应用提供参考。