天然气压缩因子计算方法的标准化

本文根据国际标准化组织（ISO）天然气技术委员会（TC193）的有关文件，扼要介绍了计算天然气压缩因子的AGA8－92DC和SGERG－88两个方程的技术特点、应用范围及不确定度。建议在对这个两个方程验证研究的基础上，尽快转化和推广应用。     

天然气压缩因子的计算

天然气压缩因子的计算,过去大多使用Standing-Katz图,此法比较费时,本文介绍了速度快,精度高的DPR法通过PC－1500电子计算机在计算天然气及含水量酸性气体的气体混合物压缩因子时的应用,文章认为,DPR法在对比温度Tr≥1．2时优于Standing-katz图,对于含酸性气体的气体混合物,将Wichert的修正原则在38－39℃和10－112atm的范围内与DPR法结合使用,效果较好。     

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。     

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。     

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...     

高压氢气压缩因子计算模型研究

目的针对目前高压氢气圧缩因子计算方法精度不足的问题,经比较后得出高压氢气压缩因子的精确计算模型。 方法讨论了几种计算高压氢气压缩因子的计算模型,包括直线方程、Virial(维里)方程、Van der Waals方程和Redlich and Kwong方程。对NIST提供的高压氢气密度数据换算为压缩因子数据,并对由模型计算的压缩因子与NIST数据作了比较。 结果在温度200~293 K、压力10~60 MPa范围内,Redlich and Kwong方程计算精度<1%。当p/T≥1 MPa/K时,NIST提供的高压氢气压缩因子数据可以拟合成一个直线方程,线性误差<0.55%。 结论采用Redlich and Kwong方程在较宽的温度、压力范围内计算高压氢气压缩因子可以获得较高的精确性。      

基于CPA状态方程的高压含硫天然气压缩因子计算方法研究

对于压力高于70 MPa的含H_2S天然气,其分子之间间距缩小,极性H_2S分子之间缔合作用增强,传统SRK、PR状态方程计算高压含硫天然气的压缩因子准确性有待进一步改进。基于压力3.72～97.58 MPa、H_2S体积分数0%～70.03%的154组压缩因子修正CPA(Cubic-Plus-Association)状态方程中H_2S与CH_4、CO_2分子间二元交互作用系数,综合评价SRK、PR、CPA状态方程对压缩因子的计算精度。结果表明,对于中低压含硫天然气(p35 MPa),采用PR方程精度最高,平均相对偏差为1.12%;对于高压及超高压含硫天然气(p35 MPa),CPA方程精度最高,平均相对偏差为-1.46%。进一步采用法国ST抗硫高压PVT仪测试了4种含硫天然气在70～131 MPa条件下的138组压缩因子实测值,验证了采用CPA状态方程对于高压含硫天然气压缩因子的计算精度。     

利用状态方程计算酸性天然气的压缩因子

一、前言在天然气处理工业中,常常会遇到计算酸性气体的压缩因子的问题。目前的计算方法有以下几种,它们各有其特点:(1)修正的Pitzer 法具有很高的精度,但不适合于电子计算机的应用。(2)状态方程法同样有很高的精度,并且很适合于计算机的应用。(3)Standing-Katz 修正的图表法精度稍差些,但使用不受场合的限制,不需要计算机。     

考虑压缩因子偏导数的气井压力计算

为考察压缩因子偏导数的影响程度,给出采气井和注气井的考虑压缩因子对压力和温度的偏导数的垂直管流压力计算方程。基于压缩因子高精度计算的D-A-K方法和粘度计算L-B-C方法的实例应用表明,对于流温梯度超过1℃/100 m的大产量气井压力计算压缩因子偏导数影响较大。此成果消除了以往垂直管流压力计算方法的系统误差,有助于提高气井产能评价质量。     

影响酸性气体压缩因子计算精度的因素研究

由于酸性气体含有H2S和CO2,严重影响了天然气压缩因子计算准确性。为此将压缩因子计算模型、混合规则以及校正方法相互组合计算了酸性气体的压缩因子,结合试验数据分析了气体组分、压力、混合规则以及校正方法等因素对各计算模型计算精度的影响。研究表明,酸性组分含量较低时,Key混合规则优于SBV混合规则,而DPR模型与GXQ校正方法组合计算结果最佳,平均绝对误差仅为0.6%。酸性组分含量较高时,除DPR模型外,其他模型Key混合规则优于SBV混合规则,且DAK模型、Key混合规则以及WZ校正方法的组合最佳,计算平均绝对误差小于0.5%。HY模型计算平均绝对误差大于5%,不能满足工程计算要求。     

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。     

管输天然气贸易计量中压缩因子的计算

管输天然气的贸易结算经常采用体积计量和能量计量两种方式,压缩因子作为计算参数直接影响到计量准确度.国家标准GB/T 17747提供了天然气压缩因子的两种计算方法:摩尔组成法和物性值法.目前国内管输天然气压力普遍在6 MPa以上、12 MPa以下,在这种工况条件下,物性值法计算压缩因子与摩尔组成法计算结果偏差比较大,尤其是非烃含量高(高含N2或CO2)的气体,采用物性值法更需慎重.在管输天然气贸易计量中,应采用适用范围更广,计算精度更高的摩尔组成法;物性值法是在现场增设在线物性参数测量仪器而采用的简单方法,此方法适用于无法得到气体组成且对计量准确度要求不高的情况.     

气体偏差因子简易计算方法

气体偏差因子计算方法多种多样,选取合理、简便的计算方法势在必行。基于气体渗流理论,联立二项式产能公式与气藏物质平衡方程,得到气体偏差因子的简易方法,利用气井生产数据对本文模型进行了验证,并与常规DAK法对比。实例论证表明,本文模型计算结果与DAK法计算结果相对误差较小,且计算较为简单,更适用于气田开发过程中的大规模计算过程中。本文研究可为气田开发实际过程中简易计算偏差因子提供新的思路。     

天然气产能负荷因子计算方法

我国天然气工业快速发展起步较晚,因储备设施不健全,季节性调峰和应急均以上游气田的提产为主。从气田科学开发角度考虑,上游气田应建设调峰和应急备用能力,实际产量安排和产能的比值（即生产负荷因子）,是衡量生产系统安全平稳运行的一个关键参数,对于天然气工业的有序发展、最大限度地节约资金有着非常重要的意义。调研结果表明,目前国内尚无该方面的系统研究。为此,通过研究产能负荷因子的影响因素及其特点,建立了产能负荷因子的计算公式,分析了其存在的前提条件,并利用该公式进行了举例测算。在近期的天然气发展规划和战略研究中,已应用该计算方法对各气区的产能负荷因子进行了计算,计算结果符合历史供气特点和规律,能够指导气田的科学开发、保障安全平稳供气。     

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。     

异常高压气藏偏差因子计算方法

异常高压气藏偏差因子的各种计算方法结果相差较大，针对克拉2异常高压气藏，对比研究了７种常用的天然气偏差因子计算方法，并应用灰关联法对这几种方法进行了优选。结果表明，对于克拉2异常高压气藏而言，可选用张国东法、HTP法或BB法计算偏差因子；特别是在8≤p_pr＜15、1.05≤T_pr＜3.0时，李相方法是计算该气藏偏差因子的最佳选择。研究结果可为异常高压气藏开发提供一定的参考。