天然气工程 熊钰 李闽

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1、课程名称：天然气工程主讲教师：熊钰李闽课程名称：天然气工程主讲教师：熊钰李闽概述天然气工业发展现状课程的目的和基本要求本课程所讲授的内容主要参考书要求自学的内容一天然气工业发展现状世界探明剩余可采储量1390000亿m3以目前开采速度，寿命66年全世界能源消耗，天然气占23%左右我国96年天然气产量196.74亿m3，较95年增长6.1%，占世界排名21我国天然气生产不能满足经济增长要求准备从俄罗斯进口天然气，已进行论证二课程的目的和基本要求在学习气田开采理论和方法的基础上，结合现场实际，讲述现场实用的天然气开采计

2、算分析方法和一些观察技巧，使同学们熟练掌握有关天然气开发和开采的知识和技能，学会应用它们解决实际生产问题三本课程所讲授的内容烃类流体相态特性气井流入动态气井井筒流动集输气管流生产系统分析井场工艺天然气净化气井防腐和防垢四主要参考书杨继盛编《采气工程基础》杨继盛、刘建仪编《采气实用计算》杨宝善编著《凝析气藏开发工程》[美]C.U.依克库《天然气藏工程》[美]C.U.依克库《天然开采工程》郭天民等《多元气-液平衡及精馏》李士伦等《气田及凝析气田开发》五要求自学内容以下概念及常用计算方法：天然气视分子量相对密度压缩因子等

3、温压缩系数体积系数天然气粘度邢唷贬>???第一章烃类流体相态特性一、烃类流体相态特性二、实际气体状态方程和热力学性质三、气液平衡及相图计算回顾第一节一、烃类流体相态特性（一）基本概念（二）单组分和两组分烃类体系（一）基本概念体系、相、组分、自由度相平衡、化学位、逸度（二）单组分和两组分烃类体系单一烃类组分相态特征多组分混合物相态特征多组分体系的反转凝析现象常见的几种天然气体系P-T相图其最大的成功之处在于:(1)第一次导出了满足临界点条件，且对V是简单的三次方型状态方程状态方程有明确的物理意义(2)通过与（Andr

4、ews）实测CO2体系临界等温线对比，首次用状态方程阐明气液两相相态转变的连续性(3)提出了两参数对比态原理(4)建立和发展能同时精确描述平衡气液两相相态行为的状态方程是可能的存在的问题：(1)它仅对理想气体做了简单的修正，引入a和b时忽略了实际分子几何形态和分子不对称性及温度对贩肿蛹淞Φ挠跋(2)其理论临界压缩因子为0.375，远大于实测值0.292至0.264，仅适用于简单的球形对称的非吸性分子体系目前在状态方程改进，主要发展方向：(1)基于统计热力学正则分配函数理论发(2)由统计热力学刚球扰动理论发展(3)按

5、摩尔密度展开级数并结合统计热力学发展(4)基于溶液活度理论发展(5)根据分子热力学建立偏心硬球模型对VanderWaals方程做半经验半理论改进应用情况：●前三类有较严密的理论基础，但由于结构复栽樱厦苁Т砝眩导视τ檬艿较拗●活度理论在描述气液平衡方面不能令人满意●第五类方程目前用得最为广泛主要介绍PR-EOS1976年Peng和Robinson等人对VDW、RK、SRK进行辛松钊氲难芯慷猿饬ο罱辛硕糠治鋈衔?(1)VDW方程的斥力项，从简单性和实用性来讲约虻ビ睬蚰Ｐ退亲詈玫男问(2)对引力项和分子密

6、度作出了深入的分析，给出了引力项更好的结构本节重点和难点内容(1)PR-EOS的压力形式：(2)PR-EOS的Z因子形式(3)用状态方程进行逸度计算(4)混合流体的焓的计算(5)混合流体的熵的计算(6)热容的计算(1)PR-EOS的压力形式：天然气工程的实际应用中，用到的是混合体系，故在下面给出的是PR—EOS用于混合体舷档慕峁梗ǘ源课镏市问酱勇裕（3）用状态方程进行逸度计逸度的计算可由下式推导：其中：为i组分的偏摩尔体积第一章烃类流体相态特性一、烃类流体相态特性二、实际气体状态方程和热力学性质三、气液平衡及相图

7、计算二、实际气体状态方程和热力学性质计算(一)VDW,成功之处、问题、改进、应用(二)PR-EOS方程及流体热力学性质计算(1)PR-EOS的压力形式：(2)PR-EOS的Z因子形式(3)用状态方程进行逸度计算(4)混合流体的焓的计算(5)混合流体的熵的计算(6)热容的计算三、气液平衡及相图计算(一)油气体系气液平衡计算物料平衡方程(二)油气体系气液平衡时热力学平衡方程(三)相平衡计算的常用数学模型(四)相图计算(一)油气体系气液平衡计算物料平衡方程（1）假设条件（2）数学模型1、假设条件体系处于气液相平衡等组成膨

8、胀体系温度保持恒定不考虑油气接触介质的影响2、数学模型（物料平衡方程）设对于一混合烃类体系，取1mol的物质作为分析单元，那么当其处于任一气液两相平衡状态对应有以下特性（数学描述）：①平衡气液相的摩尔分量V和L分别在0和1之间变化，且满足归一化条件：V+L=1.0②平衡气、液相的组成应分别满足归一化条件：或表示为：③平衡气、液相中的各组分的量之和应分别等于各