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26天气与石2012年12月
天然气含水量计算公式评价
陈思锭付剑梅1张哲2
1.西南石油大学石油工程学院,四川成都610500
2.中国石油规划总院油气田地面工程规划研究所,北京100083
摘要
含水量是管输天然气气质参数中一项重要的理化指标,其计算值的准确度直接影响天然气开
采、集输与处理等过程中工艺计算的正确性。对目前国内外主要天然气含水量计算公式进行了归纳
分析,利用文献报道的实测数据,采用六种统计指标和一个相对性能系数对计算公式进行基于误差
分析的综合评价,筛选出计算精度相对较高的 Bahadori、 Bukacek-Saul- Wagner和宁英男等公式。建
议在组成不太明确时使用 Bahadoni公式来计算酸气含量较低的天然气含水量。
关键词
天然气;含水量;水露点;公式;方法;评价
文献标志码:A
文章编号:1006-5539(2012)06-0026-05
0前言
1计算公式
含水量是管输天然气气质参数中一项重要的理1.1王俊奇公式
化指标,其计算值的准确度直接影响天然气开采、集
王俊奇通过理论推导得出了基于纯水饱和蒸汽
输与处理等过程中工艺计算的正确性。天然气的含水压的天然气含水量公式,并应用拉乌尔定律对天然气
量一般可通过实验测定2、査阅算图和公式化计算中盐类组成和酸性组分含量进行修正。由于所使用的
得到,而公式化计算又分为两类:一是基于已知气体饱和蒸汽压方程自身的局限性,王俊奇公式适用于
于基组成,应用实际气体状态方程进行烃ー水体系平0.01~373.946℃的温度范围。
衡计算获得S;二是基于已知气体体系的压力和温度
WHO=804x
HSJCO
条件,采用经验或半经验的方式对已有实测数据或算
P-P(1-s-yus-y
图的回归分析得到,后者多用于天然气组成不太明确
P。=Pexp
T
的条件。但算图存在易导致较大读数误差且不能用于
计算机计算等缺陷,因此拟对天然气含水量计算公式
当T进行评价。
-7214839564075-)
1.348710.745--13178
收稿日期
2012-08-08
作者简介
陈思锭(1987-).男,四川内江人,硕士研究生,主要从事油气集输及处理技术研究。
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第6期
OIL AND GAS TREATING AND PROCESSING轴?mr27
当482KIAPWS-IF97中的推荐值8。
)-24845461
-0.74512
1.2 Bukacek方程
1.2.1 Bukacek-Saul- Wagner公式
307
0.7451535
Bukacek?采用现代计算机技术回归相关实验数
T
据,提出了带有偏差因子的方程(5),该方程的复杂之
式中Wo--天然气含水量,g/m3
处在于缺少纯水饱和蒸汽压准确计算式。因此将具有
P一纯水的饱和蒸汽压,MPa
相当精度的纯水饱和蒸汽压准确计算式Saul- Wagner
天然气中水分的含盐量,%
方程?与 Bukacek方程(5)组合成 Bukacek-Saul
s一天然气中HS的摩尔分数;
Wagner公式来计算天然气含水量,该组合公式的计算
yo一天然气中CO2的摩尔分数;
值在温度介于15~238℃、压力介于0.1~69MPa的天然
P一天然气体系的绝对压力,MPa
气体系中较为准确,其与 Mcketta--Wehe算图在规定范
P。-水蒸气的临界压力,P=22.064MPa
围内计算结果的精确度约为±5%
T一水蒸气的临界温度,T7=647.096K
WHo=803.67x-+1.69273×104413)(5)
Tw一天然气中饱和水蒸气的温度,K
7R-一水蒸气的三相点温度,T7=273.16K
rT
说明:a)根据水蒸气饱和蒸汽压准确计算式(2
P。T
T。
的来源”,对式(2)进行了修订,用修订后的公式计算
T
7
从三相点到临界点的结果全部符合1985年国际水蒸式中7一天然气水露点温度,K;
气性质骨架表中规定的允许误差;b)王俊奇公式中
a4~a6一系数,具体值见表1
水蒸气的临界点及三相点参数值均采用国际水和蒸
水蒸气的临界参数值和其他参数亦如前述。
汽性质协会( IAPWS)公布的热力学性质新工业标准
表1 Bukacek-Sau- Wagner方程中所用的系数值
系数
g
6
数值
7.859517831.84408259
11.7866497
2.68077411
15.9618719
1.80122502
1.2.2 Bukacek公式
了以下公式,适用的压力范围为1.38~20.68MPa。
文献2报道了另一种形式的 Bukacek公式,适用
lnW。=1A1(1TO)2+42(1n。)+A(nP)tA4(lnPo)
的压力范围为1.38~20.68MPa。
As(Inp)3+46(Inpo/T0)2+A7(np/T0)2(8)
Wuo=1.10419x10091-1E8r?arしp1
o=1.8T
9)
P=145.0377P
(10)
1.60188x104644913r
WHs=0.0160185W
式中A、B一与天然气水露点温度T相关的系数。
式中T-天然气水露点温度,K;
1.2.3Behr公式
Behr3将天然气水露点温度与 Bukacek在2.07~
Ao~Ar-系数,具体值见表2
W。、7、P一用于单位制转换的中间参数。
8.27MPa压力下取得的含水量数据进行了拟合,得出
表2Behr公式中所用的系数值
系数
A
数值-17.48151-4528899.17.538552×1014.96074-2.1870180.09903960.390777、-0.101408
1.3 Bahadori公式
a2=A+BT+C72+DT3(i=1~4
(13
Bahadori等通过拟合已发表文献中所提供的含式中T一天然气体系绝对温度,K;
水量实测数据,提出了一组简单易用的公式来计算酸
a4、Au、B、C、D一系数,具体值见表3
性组分含量不超过40%的天然气含水量,该组公式的1.4 Mcketta-Wehe算图回归法
适用范围:压力为1~15MPa,温度为15~-120℃。
1958年, Mcketta和Wehe发布了一幅用于预测
Wo=1.056x10q+吗xluP吗 t x(In(P))2+asx(In(P)y-3(12)酸性组分含量不超过5%的天然气含水量的算图,其