普光气田高含硫天然气粘度计算模型优选与评价.pdf

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石油天然气学报(江汉石油学院学报)2011年7月第33卷第7期
Journal of Oil and Gas Technology (J JPI) Jul 2011 Vol 33 No. 7
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普光气田高含硫天然气粘度计算模型优选与评价
吴晗,吴晓东(中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京1022)
张庆生,赵宇新,史晓贞(中石化中原油田分公司采油工程技术研究院,河南漢旧457001)
方越(中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京102249)
[摘要]通过试验可以测定高含碗天然气的粘度,但费用高,危险性大。以室内试验数据和 Elsharkawy提
供的测试数据为基础,采用未校正的 Dempsey模型、Lee模型、IL-BC模型、DS模型、 Londono模型,以
及YJS校正法、 Standing校正法和 Elsharkawy校正法,计算了普光气田高含碗天然气的粘度,并与试验
测试值进行对比,评价出各种粘度计算模型的适应性。结果表明: Dempsey模型及 Dempsey模型结合
Standing校正方法计算普光气田高含硫天然气粘度较为准确,但随着H2S含量的增加,两种模型计算误
差均随之增大,但校正后 Dempsey模型的计算精度明显高于未校正模型。
关键词]普光气田;高含硫;粘度模型;校正方法;评价
[中图分类号]TE37
[文献标识码]A[文章编号]1000-9752(2011)07-0157-04
高含硫天然气粘度是气模拟技术中重要的基础数据之一,其值虽然可以通过试验测定,但因高含
硫天然气具有强烈的腐蚀性和剧毒性,采用试验法获得其粘度不仅时间长、费用高而且危险性大。为
此,国内外学者进行了大量研究~?,探寻准确简单的高含硫天然气粘度计算模型。笔者根据室内试验
数据和E! sharkawy提供的试验测试数据,采用未校正的 Dempsey模型、Lee模型、LBC模型、DS模
型、 Londono模型,以及YJS校正法、 Standing校正法和 Elsharkawy校正法,计算了普光气田高含硫
天然气的粘度,并与试验测试值进行对比,评价出各种粘度计算模型对高含硫天然气的适用性。
天然气粘度计算模型及校正方法
经验模型
1.1.1 Dempsey模型
Dempsey9拟合了Carr等人发表的粘度图版,得到如下关系式( Dempsey模型):
A1=(1.709X10-2.062×10°y)(1.8T+32)+8.188×102-6.15×101gvg
In(Tp ) ao+a1 P,: +a2 Pi +a3 P +(as +as Pr +as Pir+a1 Pi)Tor #
(as+a, P+a P+au P:r)To+(av+aisp,r+a P+as P)T
p, -p[( In( T- )/T.
式中,A为天然气粘度,mPa?s;A1为大气压力下的气体粘度,mPa?s;T为温度,℃;Tr为拟对比温度;P。r
为拟对比压力;y。为气体相对密度;a0~a1s均为常数。
1.1,2Lee模型
1966年Lee等人り发表了计算天然气粘度公式(Lee模型):
HR =10 Kexp(Xp)
[收稿日期]2011-02-28
[基金项目]国家科技重大专项(20082X05017-003-03-03HZ)。
[作者筒介]吴階(1985-),男,2006年长江大学毕业,士生,现主要从事采油、采气工程理论与技术方面的研究工作。
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石油天然气学报(江汉石油学院学报)
2011年7月
K
(9.4+0.02M2)(1.8T)
209+19M。+1.8T
(5
x=3.5+,986
1.8+0.01Ma
Y=2.4-0.2X
式中,p为天然气密度,g/cm3s;M为气体分子量;T为温度,K
1.1.3LBC模型
Lohrenz等人提出通过对比密度计算气体粘度(LBC模型)
[(-Aal)e+10]=b1+b2P-+bap2+bG+bsp
[∑(x;Ta)]
∑(xM)y"2[∑(x,Pa)]3
式中,a为低压气体混合物的粘度,mPa?s;p为对比密度;ba~b均为常数;x:为组分的摩尔分数;Ta
为组分i的临界温度,K;M:为组分i的分子量;P为组分的临界压力,MPa
1.1.4DS模型
Dean和 Stiel?建立高压非极性气体混合物的粘度模型(DS模型)
(Ax-a)e=10.8×10-2[exp(1.439-)ーexp(-1.1183)
(10)
∑(x,Ta)
0.2173
[∑(x,M1)][∑(x,P4)]2a
5 Londono模型
andon等人认为气体混合物的粘度与标准状况下的粘度、气体密度和温度有关,提出如下计算
公式( Londono模型):
2 =4 q+bo+cp+dp
e+fe +go+ho
Co+Cuinr+C2INT+Cain.Int
1+dinr+d2 INT+d Inr.INT
(13)
式中,T为温度,R;a、b、c、d、e、f、g、h、co~c3、d1~d3均为常数。
1.2高含硫天然气粘度校正模型
高含硫天然气中H2S和CO2含量较高,这些非烃组分的存在将会影响到天然气的临界参数,进而
引起粘度的改变。因此,计算高含硫天然气的粘度时需要进行非烃校正
1.2.1YJS校正法
杨继盛对Lee方法中的K值进行校正(YJS校正法):
K'=(9.4+0.02M)(1.8T)-5
209+19Ma+1.8T
+KH.s+Kco. +KN
式中,Ku3s、Kco2、Kw分别表示H2S、CO2、N2存在时引起的附加粘度校正系数
1,2.2 Standing校正法
Standing提出针对 Dempsey方法的校正公式( Standing校正法):
1=(an)+(ム)2+()co2+(△)ns
式中,(△)N2为N2粘度校正值;(4)c为CO2粘度校正值;()ns为H2S粘度校正值。
1.2,3 Elsharkawy校正法
Elsharkawy-)针对Lee方法,考虑了重组分和非烃组分的影响,得到的校正关系式( Elsharkawy
校正法):
=(A)+(△x)+(△)co,+(△)H