AGA8-92DC方法計(jì)算天然氣偏差因子的研究_圖文

1、 34 油 氣 井 測(cè) 試 2010 年12 月 表3 給出了當(dāng) 對(duì)比溫度小于某 一值且對(duì)比壓力 15 . 0 的范圍內(nèi)變化時(shí),要保證 A G A8 方 在0 . 2 p r 法的計(jì)算相對(duì)誤差小于等于3 % ,所能允許的精度影 響組分在混合氣體 中的最大比例。由于該 比例是針 對(duì)二元混合氣體的,因此也是實(shí)際多元?dú)怏w的極限比 例,即當(dāng)用 A G A8 方法計(jì)算含有精度影響組分的多元 混合氣體的偏差因子時(shí),要保證計(jì)算的相對(duì)誤差不大 于3 % ,那么該精度影響組分在混合氣體中的比例也 不能超過此極限 比例。例 如,據(jù)表 3 所示,當(dāng)二元或 多元混合氣體中含有氫氣的時(shí)候,要保證用 A G A8 方 法

2、算得的偏差因子( T r 1 . 2 情況下 的相 對(duì)誤差 3 % ,則氫 氣 在 該 混合 氣 體 中 的 比 例 不 能 超過 7 % 。 若超過7 % ,計(jì)算相對(duì)誤差必然要大于3 % 。 2. 3 多組分氣體偏差因子計(jì)算 根 據(jù) 前面 關(guān) 于 單 組 分和 多 組 分 氣 體偏 差 因 子 A G A 8 方法計(jì)算結(jié) 果 的討 論,已 經(jīng) 確定 出 了 哪些 氣 體組分對(duì) A G A8 方法 計(jì)算精 度會(huì) 產(chǎn) 生較 大影 響,并 且還給出了滿 足 相對(duì) 誤 差 小于 等 于 3 % 情 況下, 這 些精度影響組分在 混合 氣體 中 所允 許的 最大 比例。 為了對(duì)上面的結(jié)論進(jìn) 行驗(yàn) 證,

3、下 面用 A G A8 方法 計(jì) 算幾種真實(shí)天然氣樣品的偏差因子。這些樣品來源 于文獻(xiàn) 22 ,選用 這些 樣品是 因 為文 獻(xiàn)22 已經(jīng) 給 出 了 相 應(yīng) 的 偏 差 因 子 的 實(shí) 驗(yàn) 值, 可 以 直 接 作 為 A G A 8 方法計(jì)算結(jié)果對(duì)比用 的參照 數(shù)據(jù)。這些 樣品 的組成如表4 所示。 表4 氣 樣 C O2 1 2 3 0 .5 H2S 2 2 .6 N2 0 .4 6 2 .5 2 2 .6 6 C1 7 5 .6 1 4 4 .4 7 1. 45 和 0 .90 p r 1 .34 ; 氣 樣 3 的 計(jì) 算 范 圍 為 298 . 15 K 6991 . 2836 k

4、Pa p 31122 .933 k Pa 和 T 335 . 37 K ( 即 1 . 08 T r 1 . 21 和 1 . 06 p r 4. 71 。計(jì)算結(jié)果如圖7 及表5 所示。 從計(jì)算 結(jié)果 可以看 出,天然 氣樣 品1 的最 大相 對(duì)誤差為 1 . 36 % ;樣品 2 的最大 誤差 為1 . 59 % ;而 樣品3 的最大誤差為5 . 2 % 。 計(jì)算誤 差之 所以 是從 小到大,是因?yàn)槿?種氣 樣中 所 含的 精度 影響 組分 的 比例是從小到大。 根據(jù) 前面 的討 論,三 種天 然氣 樣 品的組分中,對(duì) A G A 8 方 法計(jì) 算精 度起 主要 影響 的 組分只有 C 4

5、+ , 因?yàn)?非 烴組 分 C O 2 、 H 2S 和 N 2 對(duì)計(jì) 算結(jié)果幾乎是沒有影響的。樣品1 中 C 4 + 的含 量僅 0. 02 % ,遠(yuǎn)小于其上限比例( 從 表3 查得iC 4 上 限比 例為3 . 3% , n C 4 上限比例為7 % 。因 此,樣品 1 的 計(jì)算相對(duì)誤差 不 會(huì)大 于 3 % ;樣 品 2 也 是同 樣 的 情 況;但樣品3 中存在嚴(yán)重影響精 度的組 分 C 7 + ,其含 量雖然只 有 0 . 4 ,并 且看 起來 比表 3 給 出 的上 限 比例還小一些,但其 對(duì) 比溫 度比 較低。 根據(jù) 前面 關(guān) 于計(jì)算結(jié)果的分析 總結(jié),對(duì) 比 溫度 降低 很小 一

6、點(diǎn) 都 會(huì)引起誤差的急劇 增大,也 必 然導(dǎo) 致上 限比 例的 急 劇減小 ( 從表3 就能看出 這種規(guī) 律 ,也 就是說 1 . 08 T r 1 .21 的情 況 下,C 7 + 的 比 例取 0 . 4 實(shí)際 上 已經(jīng)超過上限比例,所以樣品3 的誤差會(huì)大于3 % 。 實(shí)驗(yàn) 值 三種天然氣樣品的組成 C2 0 .7 1 0 .2 3 C3 0 .0 8 3 .9 4 0 .0 6 iC 4 0 .0 2 0 .5 4 0 .0 2 nC4 0 .0 2 1 .3 0 .0 3 iC5 0 0 .2 7 0 .0 2 n C5 0 0 .2 4 0 .0 1 n C6 0 0 .5 4 0

7、.0 3 C7 + 0 0 0 .0 4 1 .2 3 1 .6 2 3 .0 8 4 9 .3 5 7 7 .4 8 1 0 .3 2 氣樣1 計(jì)算 范 圍 為277 . 59 K T 352 . 59 K 和4136 . 8542 kPa p 34473 .785 k Pa( 用 對(duì) 比 參 1. 55 和0 . 75 p r 6. 29 ;氣 數(shù)表示為1 . 22 T r 樣2 的計(jì)算范圍為4254 . 0651 kPa p 6308 . 7027 kPa 和 307 . 03 K T 322 .03 K ( 即1 . 38 T r 表5 氣樣 計(jì)算 值 三種天然氣樣品偏差因子的計(jì)算結(jié)果

8、 T r = 1 .5 5 0 .9 43 1 9 4 0 . 9 08 7 8 0 .8 72 2 5 9 0 . 8 45 8 6 0 . 8 31 9 3 0 .8 31 0 3 8 0 .8 61 6 4 2 0 .9 19 5 9 4 Pr 0 . 75 1 . 26 1 . 89 2 . 52 3 . 14 3 . 77 5 . 03 6 . 29 T r = 1 .2 2 0 .8 57 7 51 0 .7 56 3 55 0 .6 40 0 04 0 .5 82 3 99 0 .5 88 9 22 0. 626 0 .7 28 7 92 0 .8 41 7 83 T r = 1

9、 .3 6 0. 9 07 1 86 0. 8 47 1 04 0. 7 80 6 51 0. 7 34 2 26 0. 7 16 0 02 0. 7 23 4 81 0. 7 83 6 24 0. 8 69 6 38 T r = 1 .2 2 0. 847 0. 748 0. 639 0. 586 0. 595 0. 632 0. 732 0. 845 T r = 1 .3 6 0. 895 0. 836 0. 779 0. 731 0. 713 0. 722 0. 783 0. 876 T r = 1 .5 5 0 . 933 0 .9 0 . 865 0 . 839 0 . 826 0

10、. 825 0 . 856 0 . 914 # 1 第19 卷 第6 期 蘇中良等:A G A8-92 D C 方法計(jì)算天然氣偏差因子的研究 續(xù) 35 表 氣樣 Pr 0 . 90 計(jì)算 值 實(shí)驗(yàn) 值 T r = 1 .3 8 0 .8 87 6 72 0 .8 69 8 92 0 .8 69 8 92 0 .8 35 5 18 T r = 1 .4 1 0. 8 96 6 82 0. 8 80 5 05 0. 8 80 5 05 0. 8 49 3 47 計(jì)算 值 T r = 1 .4 5 0 .9 06 7 7 4 0 .8 92 3 5 3 0 .8 92 3 5 3 0 .8 64 6

11、 9 8 T r = 1 .3 8 0. 882 0. 872 0. 861 0. 849 T r = 1 .4 1 0. 888 0. 878 0. 868 0. 858 實(shí)驗(yàn) 值 T r = 1 .4 5 0 . 896 0 . 888 0 . 879 0. 87 # 2 1 . 05 1 . 05 1 . 34 Pr 1 . 06 1 . 58 2 . 10 # 3 2 . 62 3 . 14 3 . 66 4 . 18 4 . 71 T r = 1 .0 8 0 .6 57 5 71 0 .4 78 7 52 0 .4 42 6 68 0 .4 67 2 26 0 .5 12 7 21

12、 0 .5 64 9 72 0 .6 19 5 68 0 .6 74 9 58 T r = 1 .1 6 0. 7 60 1 12 0. 6 39 1 95 0. 5 65 0 26 0. 5 50 7 97 0. 5 70 8 49 0. 6 06 7 65 0. 6 49 8 86 0. 6 96 4 88 T r = 1 .2 1 0 .7 97 5 6 6 0 .6 99 8 2 2 0 .6 29 8 1 1 0 .6 03 5 1 7 0 .6 10 6 0 6 0 .6 36 6 7 5 0 .6 72 6 2 8 0 .7 13 7 3 4 T r = 1 .0 8 0. 66

13、7 0. 455 0. 421 0. 457 0. 488 0. 562 0. 618 0. 674 T r = 1 .1 6 0. 75 0. 622 0. 537 0. 529 0. 557 0. 597 0. 643 0. 691 T r = 1 .2 1 0 . 802 0 . 692 0 . 612 0 . 584 0 . 596 0 . 626 0 . 665 0 . 707 3 結(jié) 論 方。此外,A G A 8 方 法 只 涉 及 到 21 種 組 分, 而 對(duì) S O 2 等氣體組 分未 考慮,這 是 A G A 8 方 法 需 要擴(kuò) 展 的地方之 一。這 些 說 明 了 A

14、G A 8 方 法 還 有 一 些 地 方需要發(fā)展和完善。 但總體上說,A G A 8 方法是一 種精度較 高、 便于 計(jì)算機(jī)編程、 使用方便的偏差因子計(jì)算方法,是工程 上值得推 薦 的 方 法。本 文 針 對(duì) A G A 8 方 法 的 適 用 性做了一些研究,目的是通過加深對(duì)該方法的認(rèn)識(shí), 來促進(jìn) A G A8 方法的工程應(yīng)用以及推廣。 致 謝 本項(xiàng)目得到國家 重大 專項(xiàng)“大 型油 氣田 及煤 層 氣開發(fā) ” 專項(xiàng)的支持,課題編號(hào)2009 Z X 05038001 ,感 謝中石油煤層氣有限責(zé)任公司允許本論文的發(fā)表。 參 考 文 獻(xiàn) 本文通過編制的 A G A8 方 法的 C + + 程 序

15、,計(jì) 算了一元?dú)怏w、 二元?dú)怏w和多元?dú)怏w的偏差因子,通 過對(duì)這些計(jì)算結(jié)果 的研 究分 析,取 得了 以下 幾點(diǎn) 認(rèn) 識(shí): (1 通過對(duì)21 種單組分氣體偏差因子計(jì)算結(jié)果 的分析,確定出了 影響 A G A 8 方法 計(jì)算 精度 的主 要 組分一共12 種,包括9 種烴類 組分( C 4 + 和 3 種非 烴類組分 (H2 O 、 H 2 和 H e ,其他 9 種 組分 對(duì)計(jì) 算結(jié) 果影響很小,實(shí)際分析中可以不考慮。 (2 通過對(duì)雙 組分 擬天 然 氣偏 差因 子計(jì) 算結(jié) 果 的分析,給出了用 A G A8 方法 計(jì)算 混合 氣體 的偏 差 因子時(shí),為了保證計(jì)算結(jié)果有足夠高的精度( 相對(duì)誤 差

16、小于等于3 % ,所允許的混 合氣體 中精 度影 響組 分的最大比例;若混合氣體含有多種精度影響組分, 則為了保證計(jì)算的 精度,每 種 精度 影響 組分 都不 允 許超過各自的極限比例。 (3 通過對(duì)各種氣體偏差因子計(jì)算結(jié)果的分析, 發(fā)現(xiàn)了 A G A8 方法計(jì) 算誤差 的一 般 分布 規(guī)律,即 相 對(duì)誤差隨對(duì)比壓力的增大按先增大后減小再增大的 波動(dòng)形式變化, “ 波長 和振 幅”均隨 對(duì)比 溫度 的降 低 而增大。 (4 對(duì) A G A 8 方法計(jì)算精度存在 較大影 響的12 種組分中,H 2 O 和 C 7 + 對(duì)計(jì)算精度的影響最大,特別 是在對(duì)比溫度 T r 小 于 1 .2 的情 況,

17、 微 量的 該 種 組 分 ( 摩爾分?jǐn)?shù)小于1 都可能 導(dǎo)致計(jì) 算結(jié) 果的 誤差 大于 3 % , 這是 使用 A G A 8 方法 時(shí)要 特別 注 意的 地 1 G B T 17747 .1-1999 . 天 然 氣 壓 縮 因 子 的 計(jì) 算( 第 1 部 分 :導(dǎo)論和指南. 1999 . 2 劉曰武,吳學(xué) 松,陳維良,等.一 種新 的計(jì) 算天然 氣偏 差 因子的方法.油氣井測(cè)試, 2007 , 16(2 : 4 - 7. 3 Dranchuk P M ,Purvis R A and Robinson D B . Com puter Calculations of N atural Gas

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