(一)天然气的主要组分
a、烃类气体:主要是甲烷(CH4)一般占80%以上,其次为乙烷(C2H6)丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、戊烷(C5H12)等;
b、非烃气体:二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)、氮气(N2)等;
c、稀有气体:氦气(Ne)、氩气(Ar)等。
(二)天然气的状态参数
表征气体状态的常用参数有:
密度:单位体积的物质的质量。Kg/m3
相对密度:在相同的温度、压力条件下,天然气的密度与干空气密度的比值。
压力:Mpa、Kpa、kg/cm2、psi等
温度:K、℃、°F等
另外,还有一些其他参数。
1、天然气的密度
单位体积天然气的质量叫密度。
式中:ρg—密度,kg/m3;
m—质量,kg;
v—体积,m3;
气体的密度与压力、温度有关,在低温高压下与压缩因子Z有关。
2、天然气的相对密度
相同压力、温度下天然气的密度与干燥空气密度的比值,称为天然气的相对密度。
式中:G——天然气相对密度;
ρg——天然气密度,kg/m3;
ρ——空气密度,kg/m3。
天然气的粘度是指气体的内摩擦力。当气体内部有相对运动时,就会因内摩擦力产生内部阻力,气体的粘度越大,阻力越大,气体的流动就越困难。粘度就是气体流动的难易程度。
动力粘度:相对运动的两层流体之间的内摩擦力与层之间的距离成反比,与两层的面积和相对速度成正比,这一比例常数称为流体的动力粘度或绝对粘度:
粘度使天然气在地层、井筒和地面管道中流动时产生阻力,压力降低。
天然气计量的标准状态条件:
我国SYL 04-83 《天然气流量的标准孔板计量方法》规定:
——20℃
——1标准大气压(101.325kpa)
美国标准:温度是60°F(15.5℃)
气体状态方程式
在天然气有关计算中,总要涉及到压力、温度、体积,气体状态方程式就是表示压力、温度、体积之间的关系,可用下式表示:
式中: p——气体压力,MPa;
v——气体体积,m3;
T——气体绝对温度,K;
P1,V1,T1——气体在另一条件下的压力、体积、温度。
天然气为真实气体与理想气体的偏差,用气体偏差系数“z”校正:
Z——气体偏差系数。偏差系数是一个无因次系数,决定于气体的特性、温度和压力