天然气工程复习

（1）天然气：天然气是指自然生成在一定压力、温度下蕴藏于地下岩石孔隙或裂缝中的混合气体，其主要成分是甲烷和C2~C5及以上的烃类气体，可能含有氮气、氢二氧化碳和水蒸气等非烃类气体。（2）天然气偏差系数反映了实际气体偏离理想气体的程度。一方面实际气体有大小、体积另一方面分子间醋存在着吸引力或排斥力。（3）天然气等温压缩系数Cg：在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率。PZZPZTPPPnRTZnRTPPVT11)]()[()(V1-Cg2（4）天然气体积系数是指天然气在底层下的体积预期在地面标准下的体积之比scgVVB（5）天然气水露点是指在一定的压力下于天然气的饱和蒸汽压气量所对应的温度。天然气烃露点是指在一的压力下，气相中析出的第一滴“微小”的烃类液体的平衡温度。天然气的绝对湿度是指1m3天然气中所含水蒸气的克数。（6）影响天然气中水蒸气含量的因素。①水蒸气含量随压力增大而减小②水蒸气含量随温度升高而增加③水蒸气含量随含盐量的增加而降低④高密度的天然气中水蒸气含量少⑤气体中N2含量高水蒸气含量低⑥CO2和H2S含量高水蒸气高（7）常用状态方程①范德华方程②RK方程③SRK方程④PR方程⑤LHHSS方程（8）等组分膨胀实验的目的是为了测取凝析油体系在底层条件下体积膨胀能力的大小和露点压力而设计的实验，目的是为了获取凝析油体系PV关系和露点压力等流体相态特征参数。（9）气体流入井越近井轴，流速越高，所以非达西流动产生的附加压降也主要发生在井壁附近。（10）qAOF反映气井的潜能，是评估气井的重要参数，常用于气井分类，配产和其他公式中无因次变化等（11）射孔引起的表皮系数可以分成三部分：射孔孔道几何形状引起的的表皮系数（SP），由于钻井和固井造成的井筒伤害引起的表皮系数（Sd），射孔孔道周围压实带产生的伤害引起的表皮系数（Sdp）.S=SP+Sd+Sdp（12）无论是泥浆污染对井底附近岩层渗透性造成的伤害，或是酸化对它的改善，都仅限于井壁附近很小范围。形象地描述这种影响，称之为表皮效应.，并用表皮系数s度量其值（13）摩阻系数f是个无因次量，反映管壁剪切应力对摩阻压降的影响程度。是雷诺数Re和相对粗糙度e\D的函数。（14）持液率Hl表示气液两相流动中，液体所占的单位断容积份额。Hl=Al/A。可见持液率实质上是指在两相流动的过流断面上，液相体积所占过流断面总体积的份额，（15）单位时间内流过过流断面的两相混合物的质量和体积之比，称为气液混合物流动密度，也叫无滑脱混合密度，mmnsqG。在气液两相管流中由于两相间的密度差会产生气相超越液相的相对流动现象lgvv,即滑脱现象。滑脱现象将增大气液混合密度，从而增大混合物的重力消耗。因为滑脱而产生的附加压力损失叫滑脱损失。（16）表观速度定义：假设某相单独充满管子流动时的速度。定义式：vsg＝qg／AvsL＝qL／Avsg----气相表观速度vsL----液相表观速度（17）滑脱持液率定义：气液不存在滑脱时的持液率。实际是不存在的。定义式：λL＝qL／(qL＋qg)＝vsL／(vsL＋vsg)（18）气液混合物密度ρm＝ρLHL＋ρg(1－HL)无滑脱混合物密度：ρn＝ρLλL＋ρg(1－λL)（19）真实速度vg＝qg／Ag＝qg／(1-HL)A，vL＝qL／AL＝qL／HLA（20）混合物速度定义式：vm＝(qL＋qg)／A＝vsL＋vsg（21）滑脱速度定义：气液相真实速度之差。定义式：vs＝vg－vL＝vsg／(1-HL)－vsL／HL当vs＝0时：HL＝λL（22）气藏驱动方式的类型气压驱动弹性水驱刚性水驱（23）井中液体来源：地层中的游离水或烃类凝析液与气体一起渗流进入井筒；地层中含有水汽的天然气流入井筒，由于热损失使温度沿井筒逐渐下降，出现凝析水。（24）气井排水采气原理：当气井自身能量不足以将井中液体带出地面时，通过人为地向气井补充能量，使气井中的液体排除地面。（25）气井开始积液时，井筒内气体的最低流速称为气井携液临界流速，对应的流量称为气井携液临界流量。（26）临界流速分析：压力越低，临界流速越大。低压气井临界流速大，更易积液（27）优选油管尺寸：油管直径越大，气井产量越高；油管直径越小，由于会提高天然气流速，举升液滴的效率也越高。适用条件：流态属雾流（28）泡沫排水采气的机理：泡沫效应；分散效应；减阻效应；洗涤效应（29）起泡剂类型：离子型（主要是阴离子型）；非离子型；两性表面活性剂；高分子聚合物表面活性剂等（30）临界胶束浓度（C.M.C）胶束是指两亲性分子在水或非水溶液中趋向于聚集（缔合或相变）。所有性质在临界胶束浓度以上都存在转折。（31）天然气水合物（Gashydrates）是在石油和天然气开采、加工和运输过程中在一定温度和压力下天然气中的某些烃组分与液态水形成的冰雪状物质。生成条件气体水合物既可在低于摄氏零度的温度条件下形成，也可在零度以上温度环境下存在。水合物具有比其它冷凝相气体如液化气低十几倍的平衡压力，当温度达到气体水合物生成温度的临界值时，即使气体不能液化，仍可生成水合物。（32）防止天然气水合物生成的方法：l）固体吸附剂吸附法2）液体吸收法3）冷却法4）天然气加热5）加入水合物抑制剂第二章天然气的主要物性参数•天然气的概念、天然气的组成（掌握）答：天然气是指天然生成，以一定的压力蕴藏于地下岩石孔隙或裂缝中的混合气体，其主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及以上烃类气体并可能含有少量非烃类气体，在石油工业范围内，天然气通常是指从气田采出的气以及油田采油时的伴生气。•摩尔组成、体积组成和质量组成以及三者之间的转换关系答：摩尔组成：1iiniinyn，体积组成：1iiniiVyV，质量组成：1iiniiMM，三者之间是可以相互转换的。摩尔组成与体积组成相同，而质量组成与体积组成的关系为：1iiiniiiMyM•分子量、相对密度（掌握）答：分子量在数值上等于在标准状态下1mol物质的质量，相对密度是在相同温度、压力下，气体的密度与空气密度之比。•视分子量和相对密度的求法答：视分子量的求法：1()niiiMyM，相对密度的求法：28.96M，其中M为天然气的视分子量。•偏差因子（掌握概念、Z的求取方法）答：偏差因子又称为压缩因子，是指在相同温度、压力下，真实气体所占体积与相同质量理想气体所占体积的比值。Z的求取方法有：standing-Katz偏差系数图、11参数法、应用经验公式。•压缩因子的定义、拟对比温度和拟对比压力、Katz图的应用拟对比温度是指气体的绝对工作温度与拟临界温度之比，拟对比压力是指气体的绝对工作压力与拟临界压力之比。Katz图的应用：先用加权法求取拟临界温度和拟临界压力，再求取拟对比温度和拟对比压力，从Katz图上查取Z值。•等温压缩系数（理解概念、掌握求法）答：等温压缩系数是指在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率。等温压缩系数的求法：•粘度（掌握概念、了解各种算法）答：粘度是流体抵抗剪切作用能力的一种量度。•粘度的定义、天然气工程中实用的粘度求法•体积系数（掌握概念、以及与P、V、T三参数的关系）答：体积系数是指天然气在地层条件下所占体积与同质量天然气在地面条件下的体积之比。与P、V、T的关系为scgRscscZTPBVVTP（其中：ZnRTVP）•体积系数的定义、天然气膨胀系数、体积系数与PVT三参数的关系天然气膨胀系数是天然气体积系数的倒数。•天然气的水露点和烃露点的定义答：天然气的水露点是指在一定压力下与天然气的饱和水蒸气量对应的温度。天然气的烃露点是指一定的压力下，气相中析出第一滴“微小”的烃类液体的平衡温度。第三章烃类流体相态•掌握的基本概念（相平衡、化学位、逸度）答：相平衡是指气相中的分子进入液相与液相中的分子进入气相的速度相等。化学位是指逸度是指•主要是相平衡的实质、以及平衡分配比与逸度的关系相平衡的实质是指气相中进入液相的分子数与液相中进入气相中的分子数相等，平衡分配比与逸度的关系为：iililiiiigigiyfxKxfy•掌握多组分烃类体系的相态特征注意多组分烃类体系的相态特征曲丝上的参数：临界温度、临界压力、临界凝析压力、临界凝析温度、露点线、泡点线以及利用相图判断油气藏类型。（如图3-2b）•解释混合体系的相图（图3－2b）、常见的天然气体系的P—T相图•掌握立方型状态方程的主要结构，理解如何用状态方程进行烃类体系的热力学性质及相平衡计算答：立方型状态方程式的主要结构有两部分：第一部分为表示分子体积与斥力对压力的贡献，第二部分为表示分子间引力对压力的贡献。如何用状态方程进行烃类体系的热力学性质及相平衡计算步骤如下：•立方型状态方程主要考虑了哪几个基本物理现象、方程中如何表示答；立方型状态方程主要考虑了实际分子有体积、分子间存在引力和斥力作用这一基本物理现象，在方程中实际分子有体积用V来表示，a、b分别为引力系数和斥力系数。•状态方程是从哪个地方通过什么方法引入相平衡计算的答：状态方程是从•理解物料、热力学平衡方程、重馏分特征化原理•物料平衡方程的解法是什么？在相态计算中物料和热力学平衡如何关联的？为什么要进行重馏分特征化？•掌握露泡点及气液相平衡计算的基本基本步骤•凝析气藏PVT分析主要项目有哪些？•样品复配、井流物组成计算、露点压力测试•等组成膨胀、定容衰竭实验•油气藏类型判别的主要方法•相图判别法第四章气藏动储量的计算和核实•基本概念：凝析油气体当量、折气系数、可采储量、废弃压力、采收率答；凝析油气体当量是指在地面条件下，采出1m3的凝析油而相当的天然气的休积量。折气系数是指气井采出的气体摩尔数占采出的油气总摩尔数的比值，其表达式如下：24056ggogoonGORfnnGORM。可采储量是指在现在的技术经济下，在气田废弃时可采出的气体储量。废弃压力是指是气藏开发达到经济极限时的地层压力。采收率是指气藏在达到废弃压力时的可采储量占地质储量的百分数。•掌握气藏物质平衡方程通式•气藏物质平衡方程通式中各参数的物理意义•理解把不同类型的气藏物质平衡方程的压降形式•定容气藏、异常高压气藏、水驱气藏答：异常高压气藏有两条折线组成，定容气藏为一直线，水驱气藏为一条上翘的曲线。•掌握定容封闭、水驱和异常高压气藏的开采特征•定容封闭气藏的视地层压力与累积产气量为一直线•一般水驱气藏的视地层压力与累积产气量地关系（上翘曲线）异常高压气藏的视地层地力与累积产气量的关系是为两段折线段。•掌握如何直接利用物质平衡方程进行动储量计算•压降方程的直线表达形式，储量与直线截距和斜率的关系答：压降方程的直线表达形式为：(1)piiGppzzG，储量=直线截距/斜率•理解物质平衡法和产量累积法计算储量的适用条件答：物质平衡法适用于计算静态地质储量，产量累积法计算适用于动量地质储量计算。掌握定容封闭气藏和异常高压气藏进行动储量计算的思路、方法和步骤•压降方程的直线如何获得，储量与直线截距和斜率的关系•理解不同单井控制储量计算方法的适用条件和原理答：采用弹相二相法计算单井控制储量，其适用于地层处于拟稳定的条件。其原理为在拟稳定流动条件下，井底流压的平方与时间成正比，而直线斜率则可以求出，而在斜率中有储量G，故可以用于计算单井储量。•掌握不同单井控制储量计算方法的基本步骤•弹性二相法储量计算方法（重点）第五章气井产能测试及流入动态•掌握与产能测试有关的基本概念•产能、绝对无阻流量、气井流入动态、产能测试答：绝对无阻流量是指井底流压等于一个大气压时，气井的产气量。气井流入动态是指气井产气量与井底流压之间的关系。产能测试是指为获得气井的产能而对气井进行的测试，气井以不同的流量，测试井底流压，也称为回压试井。•掌握各种产能方程形式•稳定流动产能公式、拟稳定流动产能公式中各参数的物理意义•理论产能公式与二项式产能公式的关系是什么？•二项式产能方程和经验产能方程的形式及参数的意义（A、B或C、n）•理解拟压力和压力的关系、