天然气压缩因子计算方法对比及应用

【摘要】：近年来,天然气在我国能源战略中的地位逐步提升,所以天然气在各种压力和温度下的压缩因子是气藏工程和采气工艺中必需的基本数据,也是物质平衡计算,气藏储量计算的重要依据。在当下天然气的发展战略中,如何在天然气储存、管输、加工的工艺计算中对天然气压缩因子的准确确定就显得尤为重要。根据查阅文献和过往科研实践,天然气压缩因子大致可通过以下几种方式确定:1,通过测定仪器;2,通过状态方程计算压缩因子;3,用经验公式计算压缩因子;4,用Standing-Katz图版确定压缩因子。其中运用经验公式是最常见的压缩因子计算方式。本文通过对Dranchuk-Purvis-Robinson方法、Brill-Beggs方法、Redlich-Kwong方法、Hall-Yarborough方法和Gopal方法这5种方法的优选,选择出最常用的方法,并从这些常用的方法中找到最为精确的计算方法,经过对比后发现:1,如要使用计算机计算Z值时,应选用Dranchuk-Purvis-Robinson、Hall-Yarborough方法;2,如果要用人工计算Z值时则Gopal方法最为适合;3,AGA8-92DC方程与SGERG-88方程对于压缩因子计算虽然有很高的精度,但是对气体已知条件的要求相对于以上五种经验公式来说要高,所以在已知条件不能满足计算时,这两种方法的使用不如经验公式计算简单便捷。通过Microsoft Visual Basic 6.0编制天然气压缩因子计算软件的平均相对误差可以满足工程要求。随后对已知气体组分及压缩因子系数的两个气样使用AGA8-92DC方程计算两种气样的压缩因子系数,判断AGA8-92DC方程是否适合用于这两种气样的压缩因子计算。经过计算,使用AGA8-92DC方程计算管输天然气开发后期的低中压含碳贫气气藏准确性仍可以满足要求。计算含H2S等酸性组分气体的压缩因子系数时,AGA8-92DC方程计算出的压缩因子系数与实际测量值相比,在每个压力值下计算值均大于实测值,平均相对误差过大,所以AGA8-92DC方程不适宜计算含H2S等酸性组分气体的压缩因子系数。最后通过使用天然气压缩因子的计算方法结合贝格斯-布里尔方法,计算出管道条件下气体的体积流量,雷诺数和压降,经过计算所得误差为8.15%,满足工程需要,且计算压降误差小于Z值为1的情况。 【关键词】：天然气 压缩因子 计算方法 管输天然气
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE832.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 创新点摘要7-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题的目的和意义10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 主要研究内容12
• 1.4 天然气压缩因子计算方法12-13
• 1.5 几种天然气压缩因子计算方法介绍13-15
• 1.5.1 通过测定仪器确定天然气压缩因子13-14
• 1.5.2 通过状态方程确定天然气压缩因子14-15
• 1.5.3 经验公式法15
• 1.5.4 图版法15
• 1.6 天然气压缩因子图15-18
• 第二章 常见天然气压缩因子计算方法18-26
• 2.1 Dranchuk-Purvis-Robinson方法18-19
• 2.2 Brill-Beggs方法19-20
• 2.3 Redlich-Kwong方法20
• 2.4 Hall-Yarborough方法20-21
• 2.5 Gopal方法21-22
• 2.6 AGA8-92DC方法22-23
• 2.7 SGERG-88方程23-26
• 第三章 相关方法的对比26-37
• 3.1 Dranchuk-Purvis-Robinson方法26-27
• 3.2 Brill-Beggs方法27
• 3.3 Redlich-Kwong方法27-28
• 3.4 Hall-Yarborough方法28-29
• 3.5 Gopal方法29
• 3.6 平均百分比误差与均方根误差的计算29-31
• 3.7 AGA8-92DC方程和SGERG-88方程的比较31-33
• 3.8 对比结果33-34
• 3.9 计算压缩因子软件简介34-35
• 3.10 程序流程及操作界面35-37
• 第四章 管输天然气压缩因子的计算37-44
• 4.1 管输天然气37-38
• 4.2 算法及其原理38-41
• 4.2.1 AGA8-92DC方法表达式38
• 4.2.2 第二维里系数B38-39
• 4.2.3 C_n~*系数的计算39
• 4.2.4 混合体积参数K的计算39
• 4.2.5 AGA8-92DC计算方程的求解方法39-41
• 4.3 管输天然气压缩因子实测值与计算值的比较41-44
• 第五章 压缩因子在气液两相管流中的应用44-65
• 5.1 贝格斯-布里尔计算公式44-51
• 5.1.1 压降梯度的计算44-47
• 5.1.2 实验的简单描述47
• 5.1.3 持液率的计算式47-50
• 5.1.4 两相水力摩阻系数的计算式50-51
• 5.2 流动参数51-58
• 5.2.1 流量51-52
• 5.2.2 流速52-53
• 5.2.3 密度53-54
• 5.2.4 体积含气率和体积含液率54
• 5.2.5 空隙率和持液率54-55
• 5.2.6 溶解油气比55
• 5.2.7 原油体积系数55-56
• 5.2.8 原油的粘度56
• 5.2.9 天然气的粘度56-57
• 5.2.10 水的粘度57
• 5.2.11 表面张力的计算57-58
• 5.3 计算示例58-64
• 5.3.1 流动参数计算58-62
• 5.3.2 压降计算62-64
• 5.4 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-69
• 发表文章目录69-70
• 致谢70-71

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