摘要 天然气的压缩因子、体积系数、压缩系数、粘度等高压物性参数随气藏压力和温度的变化而变化，定量描述和预测这些参数的变化规律具有十分重要的实际意义[1，2，3，9]。通过做实验研究高含硫气藏的高压物性参数，因其含硫量较高，使实际的操作难度较大，并且对研究人员的生命有一定威胁。因此，我们通过查找资料，选择并修改高含硫物性参数计算的经验公式，开发研制了一套计算软件，通过软件计算来定量描述和预测高含硫天然气的高压物性参数。本文介绍了软件中考虑H2S和CO2等气体成分影响的经验公式，软件计算的方法、主要过程及数据处理方式，并给出了某实际天然气高压物性参数软件计算和实验结果的对比分析实例。

　　主题词 含硫天然气;高压物性;计算程序;经验公式

　　Abstract: Natural gas deviation factor, formation volume factor, isothermal compressibility coefficient, viscosity and other high-pressure property parameters vary with changes of gas reservoir pressure and temperature, and that quantitatively describe and predict the changes of these parameters is of great significance. Studying the physical parameters of high-sulfur gas reservoir by doing experiment has great difficulty with actual operation, and because of a higher content of sulfur, it would be a definite danger to the lives of the researchers. Therefore, we exploit the computing software by revised empirical formula, and suggest to quantitative describe and predict high-pressure physical parameters of high-sulfur natural gas through the computing software. This paper described the empirical formulas, considering the effects of gas composition such as hydrogen sulfide and carbon dioxide etc, and the calculation methods, main process and data processing of the software. What’s more, it gave an example of results comparison between experimental analysis and calculation of natural gas and calculation software.

　　Keywords: sour gas, high-pressure properties, calculation program, empirical formula

　　中图分类号 TE 373

　　引 言

　　参考国内外气藏工程相关文献[1，2，3，5，8，9]并结合我国气田开发工程中实际天然气高压物性测试可知，天然气高压物性参数是计算储量的重要依据，这些参数随气藏压力和温度的变化而变化，定量描述和预测这些参数的变化规律具有十分重要的实际意义。

　　确定天然气在高温高压下物性参数的主要方法有四种：状态方程法、经验公式法、经验图版法和实验测试法[1，2，3，4，6，7]。在这四种方法之中，状态方程法是用状态方程进行计算，其计算的准确性受到状态方程对该体系描述能力的限制，由于一个状态方程不能适合于任何一个体系，而且在没有实验数据的情况下，无法判断方程的适用情况，因此不是常规推荐使用的方法;经验图版法在一定的地区可能有较好的适用性，但对于不同体系的描述能力是不一样的，对某些体系可能会导致较大的误差;实验测试法，因为天然气含硫量较高，使得实验的操作难度较大，而且对研究人员的生命有一定威胁。

　　我们知道，天然气成份是异常复杂的，一般可能会含CH4-C5H12，非烃气体如：二氧化碳、氮、硫化氢、氧、氢、一氧化碳;还可能含有稀有气体，如：氦、氩和有毒的有机物，如：硫醇RSH、硫醚RSR等，甚至还会含Hg。因此，采用开发研制的计算软件来定量描述和预测高含硫天然气高压物性参数的方法无疑是最为重要的方法[2，3，9，12]。

　　本文介绍了软件中考虑H2S和CO2等气体成分影响的经验公式，软件计算的方法、主要过程及数据处理方式，并给出了某实际天然气高压物性参数软件计算和实验结果的对比分析实例，通过对比分析，可知软件的计算精度较高，计算结果可靠。 高温高压下高含硫天然气的粘度[2，3，4] 在地层条件下，天然气粘度是压力、温度和气体组分的函数。根据Carr的关系式

　　其中，系数A0～A15的值为：

　　A0 = -2.4621182 A1 =2.97054714 A2 =-0.286264054

　　A3 =0.00805420522 A4 =2.80860949 A5 =-3.49803305

　　A6 =0.36037302 A7=-0.0104432413 A8 =-0.793385684

　　A9 =1.39643306 A10=-0.149144925 A11=0.00441015512

　　A12=0.0839387178 A13=-0.186408848 A14=0.0203367881

　　A15=-0.000609579263

高温高压下高含硫天然气的压缩因子 天然气的压缩因子随气体组成、温度和压力的变化而变化。由于天然气是以烃类气体为主含少量非烃气体的混合气体，因此它没有固定的临界压力和临界温度。由“组分分析计算方法”和“相关经验公式计算方法”计算得到其拟临界参数，再经过修正，即可较准确的运用经验公式计算天然气的压缩因子[9，10，11，12]。 由Standing(1941)提供的相关经验公式校正(干气)[2，3，5，8]

当天然气含有CO2和H2S等非烃类气体时，需做Wichert和Aziz修正。修正常数的计算公式为：

式中：为的摩尔分数，小数;为的摩尔分数，小数。

　　修正后的拟临界压力和温度的公式为：

再考虑的影响，根据Smith等人的研究成果，修正公式为：

式中：为N2的摩尔分数，小数。 Carr-Kobauashi-Burrows修正方法[8，10，12] Carr、Kobauashi、Burrows(1954)提出根据气体组成修正拟临界温度和压力，其公式为：

Wichert-Aziz 修正方法[8，10，12] Wichert和Aziz(1972)提出根据Standing-Katz Z因子图版，运用拟临界性质校正系数，在酸气中是和浓度的函数，再用校正拟临界压力和温度，其公式为：

式中：是拟临界温度的校正系数：; A是天然气中和的摩尔分数之和：;B是天然气中的摩尔分数。 Whitson-Brule修正方法[8，10，12] Whitson和Brule(2000)提出根据气体比重和非烃组成的修正方法，其公式为：

　　运用算得的烃的比重，计算拟临界性质参数(Tpc)HC和(Ppc)HC，其公式为：

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