天然氣壓縮因子計算方法對比及應(yīng)用

【摘要】：近年來,天然氣在我國能源戰(zhàn)略中的地位逐步提升,所以天然氣在各種壓力和溫度下的壓縮因子是氣藏工程和采氣工藝中必需的基本數(shù)據(jù),也是物質(zhì)平衡計算,氣藏儲量計算的重要依據(jù)。在當(dāng)下天然氣的發(fā)展戰(zhàn)略中,如何在天然氣儲存、管輸、加工的工藝計算中對天然氣壓縮因子的準(zhǔn)確確定就顯得尤為重要。根據(jù)查閱文獻和過往科研實踐,天然氣壓縮因子大致可通過以下幾種方式確定:1,通過測定儀器;2,通過狀態(tài)方程計算壓縮因子;3,用經(jīng)驗公式計算壓縮因子;4,用Standing-Katz圖版確定壓縮因子。其中運用經(jīng)驗公式是最常見的壓縮因子計算方式。本文通過對Dranchuk-Purvis-Robinson方法、Brill-Beggs方法、Redlich-Kwong方法、Hall-Yarborough方法和Gopal方法這5種方法的優(yōu)選,選擇出最常用的方法,并從這些常用的方法中找到最為精確的計算方法,經(jīng)過對比后發(fā)現(xiàn):1,如要使用計算機計算Z值時,應(yīng)選用Dranchuk-Purvis-Robinson、Hall-Yarborough方法;2,如果要用人工計算Z值時則Gopal方法最為適合;3,AGA8-92DC方程與SGERG-88方程對于壓縮因子計算雖然有很高的精度,但是對氣體已知條件的要求相對于以上五種經(jīng)驗公式來說要高,所以在已知條件不能滿足計算時,這兩種方法的使用不如經(jīng)驗公式計算簡單便捷。通過Microsoft Visual Basic 6.0編制天然氣壓縮因子計算軟件的平均相對誤差可以滿足工程要求。隨后對已知氣體組分及壓縮因子系數(shù)的兩個氣樣使用AGA8-92DC方程計算兩種氣樣的壓縮因子系數(shù),判斷AGA8-92DC方程是否適合用于這兩種氣樣的壓縮因子計算。經(jīng)過計算,使用AGA8-92DC方程計算管輸天然氣開發(fā)后期的低中壓含碳貧氣氣藏準(zhǔn)確性仍可以滿足要求。計算含H2S等酸性組分氣體的壓縮因子系數(shù)時,AGA8-92DC方程計算出的壓縮因子系數(shù)與實際測量值相比,在每個壓力值下計算值均大于實測值,平均相對誤差過大,所以AGA8-92DC方程不適宜計算含H2S等酸性組分氣體的壓縮因子系數(shù)。最后通過使用天然氣壓縮因子的計算方法結(jié)合貝格斯-布里爾方法,計算出管道條件下氣體的體積流量,雷諾數(shù)和壓降,經(jīng)過計算所得誤差為8.15%,滿足工程需要,且計算壓降誤差小于Z值為1的情況。 【關(guān)鍵詞】：天然氣 壓縮因子 計算方法 管輸天然氣
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE832.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 創(chuàng)新點摘要7-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題的目的和意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 主要研究內(nèi)容12
• 1.4 天然氣壓縮因子計算方法12-13
• 1.5 幾種天然氣壓縮因子計算方法介紹13-15
• 1.5.1 通過測定儀器確定天然氣壓縮因子13-14
• 1.5.2 通過狀態(tài)方程確定天然氣壓縮因子14-15
• 1.5.3 經(jīng)驗公式法15
• 1.5.4 圖版法15
• 1.6 天然氣壓縮因子圖15-18
• 第二章 常見天然氣壓縮因子計算方法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 相關(guān)方法的對比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 平均百分比誤差與均方根誤差的計算29-31
• 3.7 AGA8-92DC方程和SGERG-88方程的比較31-33
• 3.8 對比結(jié)果33-34
• 3.9 計算壓縮因子軟件簡介34-35
• 3.10 程序流程及操作界面35-37
• 第四章 管輸天然氣壓縮因子的計算37-44
• 4.1 管輸天然氣37-38
• 4.2 算法及其原理38-41
• 4.2.1 AGA8-92DC方法表達式38
• 4.2.2 第二維里系數(shù)B38-39
• 4.2.3 C_n~*系數(shù)的計算39
• 4.2.4 混合體積參數(shù)K的計算39
• 4.2.5 AGA8-92DC計算方程的求解方法39-41
• 4.3 管輸天然氣壓縮因子實測值與計算值的比較41-44
• 第五章 壓縮因子在氣液兩相管流中的應(yīng)用44-65
• 5.1 貝格斯-布里爾計算公式44-51
• 5.1.1 壓降梯度的計算44-47
• 5.1.2 實驗的簡單描述47
• 5.1.3 持液率的計算式47-50
• 5.1.4 兩相水力摩阻系數(shù)的計算式50-51
• 5.2 流動參數(shù)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 體積含氣率和體積含液率54
• 5.2.5 空隙率和持液率54-55
• 5.2.6 溶解油氣比55
• 5.2.7 原油體積系數(shù)55-56
• 5.2.8 原油的粘度56
• 5.2.9 天然氣的粘度56-57
• 5.2.10 水的粘度57
• 5.2.11 表面張力的計算57-58
• 5.3 計算示例58-64
• 5.3.1 流動參數(shù)計算58-62
• 5.3.2 壓降計算62-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-69
• 發(fā)表文章目錄69-70
• 致謝70-71

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