采氣工程第二章烴類(lèi)流體相態(tài)課件

?#?主要內(nèi)容一、

烴類(lèi)流體相態(tài)特性二、油氣體系氣液平衡計(jì)算三、實(shí)際氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)性質(zhì)四、重餾分特征化五、相態(tài)法氣藏類(lèi)型判別簡(jiǎn)介?#?主要內(nèi)容一、烴類(lèi)流體相態(tài)特性?#?相態(tài)的幾個(gè)基本概念多組分烴類(lèi)流體相態(tài)變化和原理氣液平衡的物料和熱力學(xué)平衡的基本概念氣液平衡計(jì)算的基本步驟實(shí)際氣體狀態(tài)方程的基本結(jié)構(gòu)重餾分特征化基本原理本章掌握重點(diǎn)?#?相態(tài)的幾個(gè)基本概念本章掌握重點(diǎn)?#?一、烴類(lèi)流體相態(tài)特性（一）基本概念體系相組分組成自由度相平衡化學(xué)位逸度?#?一、烴類(lèi)流體相態(tài)特性（一）基本概念?#?1、體系體系是在一定范圍內(nèi)一種或幾種定量的物質(zhì)

體系和環(huán)境是相對(duì)的范圍是研究時(shí)劃定的環(huán)境和體系密切相關(guān) 研究的范圍確定了體系中的物質(zhì)及物質(zhì)量，也確定了環(huán)境和體系的關(guān)系體系分類(lèi)可分為單組分體系和多組分體系孤立體系與環(huán)境無(wú)能量和物質(zhì)交換封閉體系與環(huán)境僅有能量交換、無(wú)物質(zhì)交換敞開(kāi)體系與環(huán)境既有能量交換、又有物質(zhì)交換井口保護(hù)器井口裝置閥座

錐形閥

彈簧

孔板壓座

外殼

芯子

孔板

水氣?#?1、體系體系是在一定范圍內(nèi)一種或幾種定量的物質(zhì)井?#?2、相體系內(nèi)任何均一的部分體系總是由一定數(shù)目的相構(gòu)成相有氣、液、固三種，可以不連續(xù)存在（如：干冰可由固相直接到氣相）相與相之間存在界面任何一相都能與體系的其它均勻部分分開(kāi)3、組分構(gòu)成體系的各種純物質(zhì)可以是單質(zhì)也可以是化合物各物質(zhì)之間無(wú)化學(xué)反應(yīng)純水鹽水?#?2、相體系內(nèi)任何均一的部分3、組分構(gòu)成體系的各種純物?#?5、自由度在不改變平衡體系中原有平衡相數(shù)的條件下可獨(dú)立改變的量天然氣中一般為壓力、溫度、濃度、組成等當(dāng)某一參數(shù)改變引起相數(shù)的改變，則該參數(shù)不是獨(dú)立變量鹽水體系中構(gòu)成某種物質(zhì)（組分）的含量或比例天然氣中一般用摩爾百分比表示體系中各組分的組成摩爾百分比的加和等于14、組成?#?5、自由度在不改變平衡體系中原有平衡相數(shù)的條件下可獨(dú)?#?6、化學(xué)位控制物質(zhì)傳遞的強(qiáng)度位能它實(shí)際上是體系某種物質(zhì)的偏摩爾內(nèi)能（內(nèi)能確定了分子運(yùn)動(dòng)速度）當(dāng)有多相存在時(shí)，它決定了某種組分在一相到另一相的傳遞強(qiáng)度概念抽象、難于具體化和計(jì)算。7、相平衡體系中各組分在相與相之間的遷移傳遞速度相等時(shí)的狀態(tài)。遷移速度受化學(xué)位控制相平衡時(shí)，某組分在各相中的化學(xué)位相等（相平衡熱力學(xué)條件）8、逸度●校正了的壓力，它是人們?cè)趯?shí)現(xiàn)由熱力學(xué)變量（化學(xué)位）向物理測(cè)量變量轉(zhuǎn)換的一種概念工具。它直接將數(shù)學(xué)上的抽象量與實(shí)際的可以測(cè)量的普通強(qiáng)度量相聯(lián)系起來(lái)。等價(jià)化學(xué)位

逸度系數(shù)可由狀態(tài)方程計(jì)算（對(duì)理想氣體混合物其值位1.0）鹽水相平衡時(shí)，某組分在各相中的逸度相等為相平衡的另一種熱力學(xué)判定條件。平衡常數(shù)鹽水?#?6、化學(xué)位控制物質(zhì)傳遞的強(qiáng)度位能7、相平衡體系中各組?#?(二）單組分和多組分烴類(lèi)單一烴類(lèi)組分相態(tài)特征多組分烴類(lèi)體系相態(tài)特征多組分體系的反轉(zhuǎn)凝析現(xiàn)象常見(jiàn)氣藏的P-T相圖?#?(二）單組分和多組分烴類(lèi)單一烴類(lèi)組分相態(tài)特征?#?1、單一烴類(lèi)組分相態(tài)特性理論和實(shí)驗(yàn)研究同時(shí)表明，對(duì)于同一純物質(zhì)存在以下關(guān)系

它表明圖解上述函數(shù)關(guān)系需要三維空間。在實(shí)際應(yīng)用中三維空間難于應(yīng)用實(shí)際經(jīng)常使用的是：

壓力-溫度投影圖（

簡(jiǎn)稱(chēng)P—T圖）

壓力-體積投影圖（

簡(jiǎn)稱(chēng)P—V圖）BCD液氣、液兩相區(qū)氣臨界點(diǎn)T<TcT>TcT=TcP單組分體積VBCD液氣、液兩相區(qū)氣臨界點(diǎn)T<TcT>TcT=TcP多組分體系體積V?#?1、單一烴類(lèi)組分相態(tài)特性理論和實(shí)驗(yàn)研究同時(shí)表明，對(duì)于同?#?1、單一烴類(lèi)組分相態(tài)特性理論和實(shí)驗(yàn)研究同時(shí)表明，對(duì)于同一純物質(zhì)存在以下關(guān)系

它表明圖解上述函數(shù)關(guān)系需要三維空間。在實(shí)際應(yīng)用中三維空間難于應(yīng)用實(shí)際經(jīng)常使用的是：

壓力-溫度投影圖（

簡(jiǎn)稱(chēng)P—T圖）

壓力-體積投影圖（

簡(jiǎn)稱(chēng)P—V圖）單一組分烴類(lèi)體系的相態(tài)研究已經(jīng)揭示了相平衡的許多重要特性。無(wú)論體系多么復(fù)雜，多相共存、蒸氣壓、臨界點(diǎn)、連續(xù)單相區(qū)等重要概念將會(huì)應(yīng)用到任一體系。臨界點(diǎn)：氣液相內(nèi)涵性質(zhì)相同的點(diǎn)，這時(shí)氣液兩相共存。臨界參數(shù)：Pc，Tc，ρc，Zc，Vc正常相變：P衡定，T升高，液相全變?yōu)闅庀?。T衡定，P下降，液相也會(huì)全變?yōu)闅庀唷Ｌ攸c(diǎn)：無(wú)兩相區(qū)，是一個(gè)急變過(guò)程。?#?1、單一烴類(lèi)組分相態(tài)特性理論和實(shí)驗(yàn)研究同時(shí)表明，對(duì)于同?#?2、多組分烴類(lèi)體系相態(tài)特征單一組分與多組分體系的基本區(qū)別在于：體系中每增加一個(gè)組分就要增加一個(gè)自由度。我們必須規(guī)定附加的變量來(lái)確定體系的狀態(tài)。對(duì)于一個(gè)含有N個(gè)組分的體系，其描述方程為：

由此可見(jiàn)，多組分體系不可能用三維空間來(lái)描述一個(gè)完整的體系。?#?2、多組分烴類(lèi)體系相態(tài)特征單一組分與多組分體系的基本區(qū)?#?兩相共存的最高壓力泡點(diǎn)線露點(diǎn)線等液量線氣藏類(lèi)型-相圖法：

干氣藏：

TReseroirTm濕氣藏：

TReservoirTm，但地面分離條件落在兩相區(qū)凝析氣藏：

Tc＜TReservoir＜Tm，Tc——臨界凝析溫度Pc——臨界凝析壓力3、多組分體系的反轉(zhuǎn)凝析現(xiàn)象在純組分體系中，當(dāng)?shù)葴貕嚎s或等壓降溫時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致有液體的凝析產(chǎn)生。

在多組分體系中則常常出現(xiàn)和這相反的逆變現(xiàn)象，即在等溫降壓或等壓升溫的情況下，反而會(huì)引起液體的凝析。

天然氣體系中凝析氣體系特有的現(xiàn)象2、多組分烴類(lèi)體系P-T相圖及特征兩相共存的最高溫度?#?兩相共存的最高壓力泡點(diǎn)線露點(diǎn)線等液量線氣藏類(lèi)型-相圖法?#?3、常見(jiàn)氣藏的P-T相圖干氣氣藏P-T相圖示意圖C濕氣藏P-T相圖示意圖Csep典型特點(diǎn)：干氣在任何環(huán)節(jié)不產(chǎn)生液烴濕氣在分離器有液烴產(chǎn)生凝析氣在地下、井筒和分離器均有液烴產(chǎn)生?#?3、常見(jiàn)氣藏的P-T相圖干氣氣藏P-T相圖示意圖C濕氣?#?二、氣液平衡及相圖計(jì)算(一)相平衡計(jì)算的基本概念及應(yīng)用(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程(三)油氣體系氣液平衡時(shí)熱力學(xué)平衡方程(四)相平衡計(jì)算的常用數(shù)學(xué)模型(五)相圖計(jì)算?#?二、氣液平衡及相圖計(jì)算(一)相平衡計(jì)算的基本概念及應(yīng)用?#?1、相平衡體系中各組分在相與相之間的遷移傳遞速度相等時(shí)的狀態(tài)

對(duì)任一組分，氣相分子進(jìn)入液相的速度和液相分子進(jìn)入氣相的速度相等。特點(diǎn)：P、T一定，平衡時(shí)各相組成不變,是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。液/xi汽/yi2、相平衡常數(shù)(平衡分配比)定義：平衡時(shí)，組分i在氣相和液相中的摩爾分?jǐn)?shù)之比。公式：計(jì)算方法：收斂壓力法狀態(tài)方程法3、相平衡計(jì)算模型的原理相平衡相平衡時(shí)，某組分在各相中的化學(xué)位相等

組分i的氣相逸度應(yīng)與液相逸度相等f(wàn)vi

=fLo,i=1,2,…n逸度單位：與壓力單位相同用途：判斷氣液兩相是否達(dá)到平衡的可測(cè)工具或稱(chēng)參數(shù)。

等價(jià)化學(xué)位

逸度系數(shù)可由狀態(tài)方程計(jì)算Question：Howtocalculatecompositionofeverycomponentinsystem?（一）氣液平衡計(jì)算基本概念及應(yīng)用?#?1、相平衡液/xi汽/yi2、相平衡常數(shù)(平衡分配比?#?(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程（1）假設(shè)條件體系處于氣液相平衡等組成膨脹，孔隙定容體系溫度保持恒定不考慮油氣接觸介質(zhì)的影響

液/xi汽/yi（2）數(shù)學(xué)模型（物料平衡方程）

設(shè)對(duì)于一混合烴類(lèi)體系，取1mol的物質(zhì)作為分析單元，那么當(dāng)其處于任一氣液兩相平衡狀態(tài)對(duì)應(yīng)有以下特性（數(shù)學(xué)描述）：①平衡氣液相的摩爾分量V和L分別在0和1之間變化，且滿足歸一化條件：

V+L=1.0②平衡氣、液相的組成應(yīng)分別滿足歸一化條件：或表示為：③平衡氣、液相中的各組分的量之和應(yīng)分別等于各自總的量的大?。孩芷胶鈿狻⒁合嘀腥我唤M分的分配比例用平衡常數(shù)描述：烴類(lèi)混合體系中i組分的摩爾組成?#?(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程（1）假設(shè)條件?#?(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程?#?(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程?#?目標(biāo)：求在給定壓力和溫度條件下得氣、液兩相的摩爾分量及組成解法：物料平衡方程是高度非線性方程，一般采用迭代法求解（如：牛頓迭代法）。如何利用物料平衡方程求解相平衡問(wèn)題？V的初值：進(jìn)料為液相，可使初值小于0.5；進(jìn)料為氣相，可使初值大于0.5收斂判據(jù)：物料平衡方程的牛頓迭代法要求得平衡氣液相的摩爾分量和組成，關(guān)鍵的參數(shù)是氣液兩相的平衡常數(shù)Ki，只要能準(zhǔn)確知道氣液平衡狀態(tài)下各組成的平衡常數(shù)，就能進(jìn)行氣液平衡計(jì)算。

那么氣液兩相平衡時(shí)其熱力學(xué)條件和平衡常數(shù)有什么關(guān)系呢？?#?目標(biāo)：求在給定壓力和溫度條件下得氣、液兩相的摩爾分量及?#?1、氣液平衡常數(shù)與氣液相逸度的關(guān)系2、逸度系數(shù)與逸度、壓力和組成的關(guān)系3、氣液相平衡熱力學(xué)方程組相平衡計(jì)算的熱力學(xué)平衡條件方程組為：液/xi汽/yi（三）油氣體系氣液平衡時(shí)熱力學(xué)平衡方程?#?1、氣液平衡常數(shù)與氣液相逸度的關(guān)系相平衡計(jì)算的熱力學(xué)?#?油氣體系相平衡的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型：物料平衡方程組熱力學(xué)平衡條件其中的露點(diǎn)、泡點(diǎn)和閃蒸模型均可從該模型導(dǎo)出通過(guò)該模型的變化?？捎?jì)算體系的露點(diǎn)線、泡點(diǎn)線、等液量線液/xi汽/yi解釋?zhuān)ㄋ模?、相平衡?jì)算的常用數(shù)學(xué)模型?#?油氣體系相平衡的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型：液/xi汽/yi解釋?zhuān)?#??#??#?①對(duì)Pd賦初值②對(duì)Ki賦初值③計(jì)算組成xi④計(jì)算逸度f(wàn)Li，fVi

⑤計(jì)算平衡常數(shù)Ki⑥平衡條件檢查，即：|fLi-fVi|＜ε⑦檢查露點(diǎn)是否收斂汽/yi解釋露點(diǎn)計(jì)算步驟：?#?①對(duì)Pd賦初值汽/yi解釋露點(diǎn)計(jì)算步驟：?#?2、泡點(diǎn)計(jì)算于是泡點(diǎn)狀態(tài)氣相的組成歸一化條件為：泡點(diǎn)定義：第一個(gè)氣泡剛好析出時(shí)的狀態(tài)。計(jì)算泡點(diǎn)就是計(jì)算泡點(diǎn)壓力或泡點(diǎn)溫度。液/xi汽/yi計(jì)算步驟和露點(diǎn)計(jì)算相似?#?2、泡點(diǎn)計(jì)算于是泡點(diǎn)狀態(tài)氣相的組成歸一化條件為：泡點(diǎn)定?#?3、氣液平衡計(jì)算

（天然氣地面工程中又稱(chēng)平衡冷凝）氣液平衡計(jì)算方程組建立氣液平衡計(jì)算滿足的條件氣液平衡計(jì)算方法?#?3、氣液平衡計(jì)算

（天然氣地面工程中又稱(chēng)平衡冷凝）氣液?#?①對(duì)每個(gè)Ki賦初值。如用Willson公式賦初值②用牛頓迭代法求解平衡冷凝方程，確定V③計(jì)算組成xi，yi④用狀態(tài)方程計(jì)算逸度f(wàn)Li，fVi

⑤計(jì)算平衡常數(shù)Ki⑥對(duì)每個(gè)組分檢查平衡條件是否收斂，條件：|fLi-fVi|＜ε輸入P、T、zi初值Ki物質(zhì)平衡計(jì)算VL、V、xi、yi計(jì)算Ki計(jì)算ZL、ZV計(jì)算fLi、fVi

|fLi-fVi|＜ε?NY氣液平衡計(jì)算步驟：?#?①對(duì)每個(gè)Ki賦初值。如用Willson公式賦初值輸入?#?定義：平衡冷凝是氣體冷卻到一定P、T下達(dá)到的平衡。（1）平衡冷凝方程①總物料平衡方程F=V+L（Kmol/h）液化率：e=L/F汽化率：1-e=V/F②組分i的物料平衡方程③平衡冷凝方程其基本計(jì)算步驟和氣液平衡計(jì)算是一樣的，因?yàn)橐夯氏喈?dāng)于液相摩爾分?jǐn)?shù)4、地面工程中的平衡冷凝計(jì)算?#?定義：平衡冷凝是氣體冷卻到一定P、T下達(dá)到的平衡。③?#?該方法為便于用矩陣形式采用牛頓迭代法計(jì)算，把物質(zhì)平衡方程組中的第n+1個(gè)方程用壓力的形式表示出來(lái)：露點(diǎn)計(jì)算：

泡點(diǎn)計(jì)算：

等溫閃蒸：（四）常用的第二類(lèi)相平衡計(jì)算數(shù)學(xué)模型?#?該方法為便于用矩陣形式采用牛頓迭代法計(jì)算，把物質(zhì)平衡方?#?三、實(shí)際氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)性質(zhì)重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)*EOS的壓力形式：(2)*EOS的Z因子形式(3)*用狀態(tài)方程進(jìn)行逸度計(jì)算?#?三、實(shí)際氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)性質(zhì)重點(diǎn)和難點(diǎn)?#?其最大的成功之處在于:

(1)第一次導(dǎo)出了滿足臨界點(diǎn)條件，且對(duì)V是簡(jiǎn)單的三次方型狀態(tài)方程狀態(tài)方程有明確的物理意義(2)通過(guò)與（Andrews）實(shí)測(cè)CO2體系臨界等溫線對(duì)比，首次用狀態(tài)方程闡明氣液兩相相態(tài)轉(zhuǎn)變的連續(xù)性(3)提出了兩參數(shù)對(duì)比態(tài)原理(4)建立和發(fā)展能同時(shí)精確描述平衡氣液兩相相態(tài)行為的狀態(tài)方程是可能的

存在的問(wèn)題：(1)僅對(duì)理想氣體做了簡(jiǎn)單的修正，引入a和b時(shí)忽略了實(shí)際分子幾何形態(tài)和分子不對(duì)稱(chēng)性及溫度對(duì)壓力的影響；(2)其理論臨界壓縮因子為0.375，遠(yuǎn)大于實(shí)測(cè)值0.292至0.264，僅適用于簡(jiǎn)單的球形對(duì)稱(chēng)的非吸性分子體系。?#?其最大的成功之處在于:存在的問(wèn)題：?#?目前在狀態(tài)方程改進(jìn)，主要發(fā)展方向：(1)基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)正則分配函數(shù)理論發(fā)展(2)由統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)剛球擾動(dòng)理論發(fā)展(3)按摩爾密度展開(kāi)級(jí)數(shù)并結(jié)合統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)發(fā)展(4)基于溶液活度理論發(fā)展(5)根據(jù)分子熱力學(xué)建立偏心硬球模型對(duì)VanderWaals方程做半經(jīng)驗(yàn)半理論改進(jìn)前三類(lèi)有較嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用上存在一些困難活度理論在描述氣液平衡方面不能令人滿意第五類(lèi)方程目前用得最為廣泛（主要介紹PR、SRK–EOS）?#?目前在狀態(tài)方程改進(jìn)，主要發(fā)展方向：(1)基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)?#?（1）壓力形式

1961ＳＲＫ從分子物理學(xué)角度、用非球形不對(duì)稱(chēng)分子間相互作用位能（引力和斥力）與簡(jiǎn)單球形對(duì)稱(chēng)非極性分子間的位能偏差來(lái)改進(jìn)：

1、SRK—EOS對(duì)含弱極性組分的非烴－烴混合體系計(jì)算有改善。對(duì)含H2S的油氣體系誤差較大。?#?（1）壓力形式1、SRK—EOS對(duì)含弱極性組十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Z的三次方型狀態(tài)方程將ＰＶ＝ｚＲＴ的Ｖ代入SRK的壓力方程:式中：A=f（P,T,yi），B=f（P,T,yi）(2)SRK方程的Z因子型式十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Z的?#?（3）混合體系的SRK方程kij——組分i和j的二元交互作用系數(shù)SRK-EOS逸度系數(shù)?#?（3）混合體系的SRK方程kij——組分i和j的二元交?#?1976年P(guān)eng和Robinson等人對(duì)VDW、RK、SRK進(jìn)行了改進(jìn)，它兩個(gè)方面進(jìn)行了思考?(1)VDW方程的斥力項(xiàng)，從簡(jiǎn)單性和實(shí)用性來(lái)講，任然是目前較好的；(2)對(duì)引力項(xiàng)和分子密度作出了深入的分析，給出了引力項(xiàng)更好的結(jié)構(gòu)2、PR-EOS?#?1976年P(guān)eng和Robinson等人對(duì)VDW、RK?#?（1）壓力形式?#?（1）壓力形式?#?(2)PR-EOS的Z因子形式及逸度方程?#?(2)PR-EOS的Z因子形式及逸度方程?#?已知：Ｐ、Ｔ、ｙi

求：ｚ和體積特性(Vm、ν、ρm、ρg)對(duì)根的討論：在氣相區(qū)存在一個(gè)實(shí)根液相區(qū)存在一個(gè)實(shí)根兩相區(qū)存在三個(gè)實(shí)根。對(duì)氣相組成yi取Vmmax計(jì)算zmax，對(duì)液相組成xi取Vmmin計(jì)算zmin，中間根無(wú)意義。z3型方程的解法：牛頓迭代法牛頓迭代(如SRK）初值怎樣??？對(duì)氣相yi→zg：z0＝1;對(duì)液相xi→zl：z0＝03、ｚ三次方型狀態(tài)方程求解?#?已知：Ｐ、Ｔ、ｙiz3型方程的解法：牛頓迭代法3、?#?四、重餾分特征化問(wèn)題的提出色譜組成準(zhǔn)確分析：N2，CO2，H2S，C1，C2，C3,iC4,nC4,iC5,nC5,C6色譜組成不能準(zhǔn)確分析：C7，C8，…,C44+處理方法擬組分化：把不易準(zhǔn)確測(cè)定的第n個(gè)組分以后的所有組分合并成一個(gè)假的“單一組分”，稱(chēng)為擬組分

引出新的問(wèn)題如何正確確定擬組分的Tc,Pc,等相平衡計(jì)算所需的熱力學(xué)性質(zhì)=》引出重餾分特征化處理技術(shù)?#?四、重餾分特征化問(wèn)題的提出色譜組成準(zhǔn)確分析：N2，CO?#?（1）經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式方法：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的熱力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)建立經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，用所建立的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)重餾分的熱力學(xué)性質(zhì)（2）等效碳原子數(shù)關(guān)聯(lián)法：把烴類(lèi)同系物的碳原子數(shù)在數(shù)值上看成是連續(xù)分布的，將Cn+的熱力學(xué)參數(shù)與之等效處理，即把Cn+等效為相同碳原子數(shù)的烴類(lèi)同系物進(jìn)行其熱力學(xué)參數(shù)的預(yù)測(cè)四、重餾分特征化（3）連續(xù)熱力學(xué)分布函數(shù)方法：通過(guò)高精度的色譜分析測(cè)定有代表性的油氣烴類(lèi)體系的組成，用概率分布模型描述Cn+中各個(gè)單碳數(shù)組分的組成分布規(guī)律，建立其熱力學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)模型（4）以相態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為目標(biāo)的最優(yōu)化擬合方法：通過(guò)對(duì)油氣體系相態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合計(jì)算，獲得與體系相匹配的Cn+熱力學(xué)參數(shù)?#?（1）經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式方法：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的熱力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)建立?#?1、經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式法以Edmister的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式為例式中：Pa-大氣壓；Pc-臨界壓力，MPa。Tb-正常沸點(diǎn)；Tc-臨界溫度，K?#?1、經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式法以Edmister的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式為例式十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)2、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的等效碳原子數(shù)法等效碳原子數(shù)概念將Cn+重餾分的正常沸點(diǎn)，分子量，比重和臨界性質(zhì)等熱力學(xué)參數(shù)與烴類(lèi)體系同系物的參數(shù)作比較，可得到一個(gè)整數(shù)或非整數(shù)碳原子數(shù)的“烴類(lèi)同系物”與之等效。我們把這一碳原子數(shù)稱(chēng)為Cn+的等效碳原子數(shù)。等效碳原子數(shù)關(guān)聯(lián)方法的思路

根據(jù)等效碳原子數(shù)的概念，先將正構(gòu)烷烴同系物的熱力學(xué)參數(shù)關(guān)聯(lián)為其碳原子數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，再設(shè)法求出Cn+重餾分的等效碳原子數(shù)，然后借用正構(gòu)烷烴同系物的經(jīng)驗(yàn)公式即可求得其熱力學(xué)參數(shù)碳原子數(shù)Cn5101520253035404556048040032024016080Cn=(M+4.028)/13.997十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)2、基十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)式中：Tc-臨界溫度，K051015205.04.03.02.01.00.0Pc碳原子數(shù)Cn式中：Pc-臨界壓力，MPa等效碳原子數(shù)關(guān)聯(lián)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)式中：十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)0.80.60.40.2005101520碳原子數(shù)Cn2、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的等效碳原子數(shù)法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)0.8十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法基本思路

準(zhǔn)確測(cè)定有代表性的黑油，揮發(fā)油和凝析氣中Cn+重餾分中各個(gè)單碳數(shù)組分的組成含量=》組分的延伸分析（C7~C45+）把分析結(jié)果繪制成分子量（或碳原子數(shù)）與組成關(guān)系的概率分布曲線，建立相應(yīng)的概率分布數(shù)學(xué)模型用組成與分子量之間的概率分布模型預(yù)測(cè)一般油氣體系Cn+重餾分中單碳數(shù)組分的延伸及其熱力學(xué)性質(zhì)十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)3、基十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Cn+中各單碳數(shù)組分M與zi關(guān)系的分布曲線1.00.10.010.001100200300400500MMiMi+1zi/zn+3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Cn+十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Cn+中各單碳數(shù)組分M與zi關(guān)系的概率密度分布曲線0.010.0100200300400500M0.008

0.006

0.0040.002p(M)

zi=zc7+·AREA

P(M)----PROBABILITYDENSITYFUNCTION3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Cn+十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)重餾分中各延伸組分應(yīng)滿足物質(zhì)平衡關(guān)系組成分布平衡：各延伸組分組成含量總和等于重餾分的組成組成分布平衡分子量分布平衡密度分布平衡3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)重餾分十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分子量分布平衡：各延伸組分分子量總和等于重餾分的分子量3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法密度分布平衡：各延伸組分密度總和等于重餾分的密度

的分子量

重餾分中最大碳數(shù)組分

的分子量

重餾分中最小碳數(shù)組分

重餾分的摩爾組成

式中

-

-

-

-

-

-

+

N

n

n

C

C

C

M

M

r

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分子量十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分布模型：M~zi關(guān)系滿足三參數(shù)伽瑪概率密度分布模型式中：p(M)--組成的概率密度分布函數(shù)

M--分子量

--Cn+重餾分中最小碳數(shù)組分的分子量--確定分布曲線形態(tài)的特征參數(shù)3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法8888880.010.0100200300400500M0.0080.0060.0040.002p(M)

zi=zc7+·AREA之間的關(guān)系=>式中：Cn--Cn+重餾分中最小起始碳原子數(shù)

Mcn+--Cn+重餾分的平均分子量，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定給出形態(tài)特征參數(shù)十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分布模十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分布函數(shù)法Cn+重餾分單碳數(shù)組分延伸的表征累積概率分布函數(shù)累積概率分布函數(shù)的解析式3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法各延伸組分組成分布各延伸組分組成分布的解析式式中：i=n,n+1,……N(=45)十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分布函十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)咖嗎函數(shù)的計(jì)算!咖嗎函數(shù)的遞推關(guān)系!結(jié)束遞推計(jì)算的精度設(shè)置3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)咖嗎函十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)重餾分特征化處理過(guò)程對(duì)Cn+中各單碳數(shù)組分進(jìn)行延伸處理（Spliting)對(duì)各單碳數(shù)組分的熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)計(jì)算對(duì)延伸后的單碳數(shù)組分進(jìn)行擬組分化劈分處理(Lumping)（1）Cn+重餾分的延伸目的：根據(jù)概率密度函數(shù)分布規(guī)律，模擬色譜分析過(guò)程將Cn+中各單碳數(shù)組分從起始碳數(shù)開(kāi)始延伸到某一高碳數(shù)。一般是延伸到C45+。意義：用于預(yù)測(cè)各個(gè)單碳數(shù)組分的mole組成和熱力學(xué)性質(zhì)。3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)重餾分十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)（1）Cn+重餾分的延伸方法:根據(jù)概率密度函數(shù)分布規(guī)律，以實(shí)測(cè)的Cn+重餾分平均分子量Mcn+，平均比重rcn+和組成zcn+為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行擬合計(jì)算，以獲得各個(gè)單碳數(shù)組分的組成含量和分子量步驟A:設(shè)兩個(gè)相鄰單碳數(shù)組分的分子量分別為Mi和Mi+1,則分子量介于Mi和Mi+1之間的組分的mole含量為：

式中：i=n,n+1,…,N,表示碳原子數(shù)。其選取視精度要求而定，一般最小碳數(shù)n可取為7或11；最高碳數(shù)N可取為45。3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)（1）十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)B延伸后的各單碳數(shù)的組成需滿足以下目標(biāo)函數(shù)式中：Mi--第i個(gè)單碳數(shù)組分的分子量

ri--第i個(gè)單碳數(shù)組分的比重C根據(jù)Watson特征常數(shù)的定義和Riazi-Daubert理論，可得以下關(guān)系式：（1）Cn+重餾分的延伸為了求解前述目標(biāo)函數(shù)，需要確定的參數(shù)有n,N,Mcn+,γcn+,Zcn+,以及Mi,Tbi和γi三組數(shù)據(jù)中的任何一組。其中Mcn+,γcn+,Zcn+,由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，若以Mi為調(diào)節(jié)變量，則可取正構(gòu)烷烴的分子量為初值。實(shí)際計(jì)算中，可采用正割法對(duì)Mi,Tbi或ri進(jìn)行迭代，而使的解就可以求出各延伸的單碳數(shù)組分的zi/zcn+,Mi,ri和Tbi等參數(shù)。十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)B十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)（2）各延伸的單碳數(shù)組分熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算選擇相適應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式

與各單碳數(shù)組分之間的二元交互作用系數(shù))為

式中：

C

(

0668

.

0

14

.

0

1

]

/

)

/

lg(

[

7

3

)

472

(

10

71589

.

1

)

472

(

10

53028

.

5

0629

.

19

1

1

1

2448

.

4

86618

.

3

11

3596

.

0

3125

.

2

6

3596

.

0

5885

.

0

ci

c

i

ci

c

bi

ci

a

ci

i

bi

i

bi

ci

bi

i

bi

ci

i

bi

ci

k

k

T

T

P

P

K

T

T

P

K

T

T

P

T

T

-

-

-

-

-

=

-

=

>

×

=

<

×

=

=

γ

w

γ

γ

γ

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)（2）十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)（3）各延伸組分的擬組分化處理目的

把延伸的單碳數(shù)組分按一定規(guī)則劃分合并成幾個(gè)擬組分，以便在保證計(jì)算精度的情況下減少相平衡計(jì)算的工作量。方法

選擇一組擬組分化的劈分規(guī)則擬組分個(gè)數(shù)的確定：式中：n，N分別為單碳數(shù)組分的最小和最大碳數(shù)各擬組分劃分的分界分子量用Kay規(guī)則進(jìn)行各擬組分熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)（3）十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)(4)連續(xù)熱力學(xué)分布函數(shù)方法綜合評(píng)述（1）分布模型的合理性:咖瑪函數(shù)概率分布模型假定分子量與摩爾分?jǐn)?shù)之間存在連續(xù)關(guān)系，因此不是反映色譜組成分析結(jié)果的真實(shí)物理模型，但是在數(shù)值上合理（2）擬組分?jǐn)?shù)目的合理性:對(duì)于一給定的油氣體系，需要?jiǎng)澐侄嗌賯€(gè)擬組分才能精確預(yù)測(cè)其相平衡特性？一般情況下，擬組分?jǐn)?shù)目越多，計(jì)算結(jié)果應(yīng)越精確。但并不盡然，因?yàn)橛绊懹?jì)算精度的除了擬組分的個(gè)數(shù)外，還有擬組分劃分方案的合理性。重點(diǎn)是擬組分劃分方案的合理性，這需選擇合適的混合規(guī)則。通常劃分的擬組分?jǐn)?shù)為3個(gè)。（3）混合規(guī)則的選擇:CurtisH.Whitson在“CharacterizingHydrocarbonPlusFractions”(Soc.Pet.Eng.J.(Aug.1983)683-694)一文中同時(shí)給出了Kay規(guī)則法和平均沸點(diǎn)法兩種混合規(guī)則。經(jīng)對(duì)比計(jì)算，表明兩種混合規(guī)則的計(jì)算結(jié)果相差不大，但Kay規(guī)則法較為簡(jiǎn)單，故常用。（4）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的選擇:在進(jìn)行重餾分單碳數(shù)組分的延伸時(shí)，可以選擇單碳數(shù)組分的分子量Mi,正常沸點(diǎn)Tbi，比重ri中的任一組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，各自的延伸結(jié)果不同，但對(duì)油氣體系相平衡計(jì)算結(jié)果影響不大。十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)(4)十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)4、基于相態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最優(yōu)化擬合方法問(wèn)題的提出應(yīng)用狀態(tài)方程方法進(jìn)行油氣藏流體相態(tài)模擬計(jì)算，必須能明確給出模擬所需的各烴類(lèi)組分的計(jì)算參數(shù)如分子量，臨界溫度，臨界壓力，偏心因子，以及狀態(tài)方程的可調(diào)參數(shù)，二元交互作用系數(shù)kij等。根據(jù)前面的分析，一般對(duì)于低碳原子數(shù)組分和非烴類(lèi)氣體，都有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)可查并可存儲(chǔ)在計(jì)算程序中供計(jì)算選擇；但對(duì)于高碳數(shù)（如Cn+重餾分）組分，雖經(jīng)過(guò)重餾分特征化處理后可得到初始數(shù)據(jù)，但直接使用初始數(shù)據(jù)計(jì)算可能會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。因此在進(jìn)行完整的相平衡計(jì)算之前，需通過(guò)對(duì)相態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合來(lái)調(diào)整重餾分的熱力學(xué)參數(shù)，以便使計(jì)算結(jié)果更好地符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而達(dá)最佳匹配。擬合計(jì)算一般采用兩種方法。一是自動(dòng)擬合法，即以實(shí)測(cè)相態(tài)數(shù)據(jù)為目標(biāo)函數(shù)，采用非線性回歸方法如單純形最優(yōu)化擬合等方法進(jìn)行熱力學(xué)參數(shù)的匹配；二是采用經(jīng)驗(yàn)法，即憑人工對(duì)各種熱力學(xué)參數(shù)對(duì)計(jì)算過(guò)程的敏感性的認(rèn)識(shí)，確定參數(shù)的調(diào)整范圍，通過(guò)多次試湊計(jì)算，以獲得與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相匹配的結(jié)果。兩種方法各有其優(yōu)劣，實(shí)用時(shí)常先采用人工法進(jìn)行快速試湊以逼近收斂域，然后通過(guò)非線性回歸計(jì)算得到精確值。十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)4、基十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)非線性回歸目標(biāo)函數(shù)的建立式中：F(X1,X2,…,Xn)--目標(biāo)函數(shù)；

X1,X2,…,Xn--所選擇的擬合變量(Tcn+，Pcn+,等）；

Wi--第i個(gè)擬合變量的權(quán)重；

Yci,Yei--分別為計(jì)算和實(shí)測(cè)的相態(tài)參數(shù)(如露點(diǎn)壓力，泡點(diǎn)壓力，反凝析油飽和度，采收率等)。4、基于相態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最優(yōu)化擬合方法擬合變量的選擇：體系中重餾分的臨界溫度，臨界壓力，偏心因子和重餾分與C1H4的二元交互作用系數(shù)。狀態(tài)方程中可調(diào)的等參數(shù)擬合目標(biāo)變量（實(shí)測(cè)相態(tài)數(shù)據(jù)）的選擇:實(shí)測(cè)的油氣體系露點(diǎn)壓力，泡點(diǎn)壓力；等組成膨脹，定容衰竭，地面分離器閃蒸等數(shù)據(jù)。十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)非線性十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)五、氣藏類(lèi)型相態(tài)判別法簡(jiǎn)介相圖特征皮家PK3井相圖（Psept＝1.62Mpa，Tsept＝32℃）

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)五、氣十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)相圖特征皮家SN92井相圖（Psept＝1.50MPa，Tsept＝32℃）十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)相圖特十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)相圖特征皮家SN139井相圖（Psept＝2.00MPa，Tsept＝30.0℃）

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)相圖特十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏類(lèi)型的經(jīng)驗(yàn)判斷相圖判別法根據(jù)分離器處的壓力、溫度和等溫降壓線得出皮家氣藏為濕氣藏十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏類(lèi)型的經(jīng)驗(yàn)判斷φ1參數(shù)判別法井號(hào)參數(shù)名

PK3SN92SN139φ1

182.60263.5196.15油氣藏類(lèi)型無(wú)油環(huán)凝析氣藏各井φ1參數(shù)值

φ1=（C2/C3）+（C1+C2+C3+C4）/C5+

80＜φ1＜450十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏類(lèi)型的經(jīng)驗(yàn)判斷地面生產(chǎn)氣油比和油罐油密度判別法氣油比（m3/m3）油罐油密度（g/cm3）油氣藏類(lèi)型<35>0.966重質(zhì)油藏35～1250.825～0.966普通黑油油藏125～3500.802～0.825黑油油藏與揮發(fā)性油藏過(guò)渡帶350～6250.760～0.802揮發(fā)性油藏625～14250.760～0.802揮發(fā)性油藏與凝析氣藏過(guò)渡帶1425～12467<0.780凝析氣藏>10686<0.739低含凝析油氣藏～濕氣氣藏按氣油比和油罐油密度判別油氣藏類(lèi)型

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏類(lèi)型的經(jīng)驗(yàn)判斷地面生產(chǎn)氣油比和油罐油密度判別法氣油比（m3/m3）油罐油密度（g/cm3）油氣藏類(lèi)型<35>0.966重質(zhì)油藏35～1250.825～0.966普通黑油油藏125～3500.802～0.825黑油油藏與揮發(fā)性油藏過(guò)渡帶350～6250.760～0.802揮發(fā)性油藏625～14250.760～0.802揮發(fā)性油藏與凝析氣藏過(guò)渡帶1425～12467<0.780凝析氣藏>10686<0.739低含凝析油氣藏～濕氣氣藏按氣油比和油罐油密度判別油氣藏類(lèi)型

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)四參數(shù)判別法利用氣層流體組成的四個(gè)參數(shù)即C2+，C2/C3，100[C2/（C3+C4）]，100（C2+/C1）的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)判別氣藏類(lèi)型

氣藏類(lèi)型參數(shù)名

氣藏?zé)o油環(huán)凝析氣藏

帶油環(huán)凝析氣藏

油藏C2+%0.1～5.05～1510～3020～27C2/C3

4～1602.2～6.01～30.5～1.3100.C2/(C3+C4)300～10000以上170～40050～20020～100100(C2+/C1)0.1～5.05.0～1510～4030～600四參數(shù)判別法參數(shù)范圍

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)四參數(shù)十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)四參數(shù)判別法井號(hào)參數(shù)名

PK3SN92SN139PN6C2＋（％）5.013.345.111.91C2/C3

4.764.654.274.09100×[C2/(C3+C4)]333.01305.48284.76324.91100×（C2＋/C1）5.373.505.4613.72氣藏類(lèi)型氣藏氣藏?zé)o油環(huán)凝析氣藏?zé)o油環(huán)凝析氣藏皮家各井四參數(shù)值

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)四參數(shù)十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏類(lèi)型的經(jīng)驗(yàn)判斷C5+含量和C1/C5+比值判別法根據(jù)102個(gè)油氣藏統(tǒng)計(jì)（符合率為86%）

C5+含量＜1.75%，無(wú)油環(huán)凝析氣藏

C5+含量＞1.75%，帶油環(huán)凝析氣藏

C1/C5+＜52，帶油環(huán)凝析氣藏

C1/C5+＞52，無(wú)油環(huán)凝析氣藏

井號(hào)參數(shù)名

PK3SN92SN139PK6C5＋（％）0.550.381.060.31C1/C5＋

169.73251.0888.07279.94氣藏類(lèi)型無(wú)油環(huán)凝析氣藏十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)油氣藏?#?主要內(nèi)容一、

烴類(lèi)流體相態(tài)特性二、油氣體系氣液平衡計(jì)算三、實(shí)際氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)性質(zhì)四、重餾分特征化五、相態(tài)法氣藏類(lèi)型判別簡(jiǎn)介?#?主要內(nèi)容一、烴類(lèi)流體相態(tài)特性?#?相態(tài)的幾個(gè)基本概念多組分烴類(lèi)流體相態(tài)變化和原理氣液平衡的物料和熱力學(xué)平衡的基本概念氣液平衡計(jì)算的基本步驟實(shí)際氣體狀態(tài)方程的基本結(jié)構(gòu)重餾分特征化基本原理本章掌握重點(diǎn)?#?相態(tài)的幾個(gè)基本概念本章掌握重點(diǎn)?#?一、烴類(lèi)流體相態(tài)特性（一）基本概念體系相組分組成自由度相平衡化學(xué)位逸度?#?一、烴類(lèi)流體相態(tài)特性（一）基本概念?#?1、體系體系是在一定范圍內(nèi)一種或幾種定量的物質(zhì)

體系和環(huán)境是相對(duì)的范圍是研究時(shí)劃定的環(huán)境和體系密切相關(guān) 研究的范圍確定了體系中的物質(zhì)及物質(zhì)量，也確定了環(huán)境和體系的關(guān)系體系分類(lèi)可分為單組分體系和多組分體系孤立體系與環(huán)境無(wú)能量和物質(zhì)交換封閉體系與環(huán)境僅有能量交換、無(wú)物質(zhì)交換敞開(kāi)體系與環(huán)境既有能量交換、又有物質(zhì)交換井口保護(hù)器井口裝置閥座

錐形閥

彈簧

孔板壓座

外殼

芯子

孔板

水氣?#?1、體系體系是在一定范圍內(nèi)一種或幾種定量的物質(zhì)井?#?2、相體系內(nèi)任何均一的部分體系總是由一定數(shù)目的相構(gòu)成相有氣、液、固三種，可以不連續(xù)存在（如：干冰可由固相直接到氣相）相與相之間存在界面任何一相都能與體系的其它均勻部分分開(kāi)3、組分構(gòu)成體系的各種純物質(zhì)可以是單質(zhì)也可以是化合物各物質(zhì)之間無(wú)化學(xué)反應(yīng)純水鹽水?#?2、相體系內(nèi)任何均一的部分3、組分構(gòu)成體系的各種純物?#?5、自由度在不改變平衡體系中原有平衡相數(shù)的條件下可獨(dú)立改變的量天然氣中一般為壓力、溫度、濃度、組成等當(dāng)某一參數(shù)改變引起相數(shù)的改變，則該參數(shù)不是獨(dú)立變量鹽水體系中構(gòu)成某種物質(zhì)（組分）的含量或比例天然氣中一般用摩爾百分比表示體系中各組分的組成摩爾百分比的加和等于14、組成?#?5、自由度在不改變平衡體系中原有平衡相數(shù)的條件下可獨(dú)?#?6、化學(xué)位控制物質(zhì)傳遞的強(qiáng)度位能它實(shí)際上是體系某種物質(zhì)的偏摩爾內(nèi)能（內(nèi)能確定了分子運(yùn)動(dòng)速度）當(dāng)有多相存在時(shí)，它決定了某種組分在一相到另一相的傳遞強(qiáng)度概念抽象、難于具體化和計(jì)算。7、相平衡體系中各組分在相與相之間的遷移傳遞速度相等時(shí)的狀態(tài)。遷移速度受化學(xué)位控制相平衡時(shí)，某組分在各相中的化學(xué)位相等（相平衡熱力學(xué)條件）8、逸度●校正了的壓力，它是人們?cè)趯?shí)現(xiàn)由熱力學(xué)變量（化學(xué)位）向物理測(cè)量變量轉(zhuǎn)換的一種概念工具。它直接將數(shù)學(xué)上的抽象量與實(shí)際的可以測(cè)量的普通強(qiáng)度量相聯(lián)系起來(lái)。等價(jià)化學(xué)位

逸度系數(shù)可由狀態(tài)方程計(jì)算（對(duì)理想氣體混合物其值位1.0）鹽水相平衡時(shí)，某組分在各相中的逸度相等為相平衡的另一種熱力學(xué)判定條件。平衡常數(shù)鹽水?#?6、化學(xué)位控制物質(zhì)傳遞的強(qiáng)度位能7、相平衡體系中各組?#?(二）單組分和多組分烴類(lèi)單一烴類(lèi)組分相態(tài)特征多組分烴類(lèi)體系相態(tài)特征多組分體系的反轉(zhuǎn)凝析現(xiàn)象常見(jiàn)氣藏的P-T相圖?#?(二）單組分和多組分烴類(lèi)單一烴類(lèi)組分相態(tài)特征?#?1、單一烴類(lèi)組分相態(tài)特性理論和實(shí)驗(yàn)研究同時(shí)表明，對(duì)于同一純物質(zhì)存在以下關(guān)系

它表明圖解上述函數(shù)關(guān)系需要三維空間。在實(shí)際應(yīng)用中三維空間難于應(yīng)用實(shí)際經(jīng)常使用的是：

壓力-溫度投影圖（

簡(jiǎn)稱(chēng)P—T圖）

壓力-體積投影圖（

簡(jiǎn)稱(chēng)P—V圖）BCD液氣、液兩相區(qū)氣臨界點(diǎn)T<TcT>TcT=TcP單組分體積VBCD液氣、液兩相區(qū)氣臨界點(diǎn)T<TcT>TcT=TcP多組分體系體積V?#?1、單一烴類(lèi)組分相態(tài)特性理論和實(shí)驗(yàn)研究同時(shí)表明，對(duì)于同?#?1、單一烴類(lèi)組分相態(tài)特性理論和實(shí)驗(yàn)研究同時(shí)表明，對(duì)于同一純物質(zhì)存在以下關(guān)系

它表明圖解上述函數(shù)關(guān)系需要三維空間。在實(shí)際應(yīng)用中三維空間難于應(yīng)用實(shí)際經(jīng)常使用的是：

壓力-溫度投影圖（

簡(jiǎn)稱(chēng)P—T圖）

壓力-體積投影圖（

簡(jiǎn)稱(chēng)P—V圖）單一組分烴類(lèi)體系的相態(tài)研究已經(jīng)揭示了相平衡的許多重要特性。無(wú)論體系多么復(fù)雜，多相共存、蒸氣壓、臨界點(diǎn)、連續(xù)單相區(qū)等重要概念將會(huì)應(yīng)用到任一體系。臨界點(diǎn)：氣液相內(nèi)涵性質(zhì)相同的點(diǎn)，這時(shí)氣液兩相共存。臨界參數(shù)：Pc，Tc，ρc，Zc，Vc正常相變：P衡定，T升高，液相全變?yōu)闅庀?。T衡定，P下降，液相也會(huì)全變?yōu)闅庀?。特點(diǎn)：無(wú)兩相區(qū)，是一個(gè)急變過(guò)程。?#?1、單一烴類(lèi)組分相態(tài)特性理論和實(shí)驗(yàn)研究同時(shí)表明，對(duì)于同?#?2、多組分烴類(lèi)體系相態(tài)特征單一組分與多組分體系的基本區(qū)別在于：體系中每增加一個(gè)組分就要增加一個(gè)自由度。我們必須規(guī)定附加的變量來(lái)確定體系的狀態(tài)。對(duì)于一個(gè)含有N個(gè)組分的體系，其描述方程為：

由此可見(jiàn)，多組分體系不可能用三維空間來(lái)描述一個(gè)完整的體系。?#?2、多組分烴類(lèi)體系相態(tài)特征單一組分與多組分體系的基本區(qū)?#?兩相共存的最高壓力泡點(diǎn)線露點(diǎn)線等液量線氣藏類(lèi)型-相圖法：

干氣藏：

TReseroirTm濕氣藏：

TReservoirTm，但地面分離條件落在兩相區(qū)凝析氣藏：

Tc＜TReservoir＜Tm，Tc——臨界凝析溫度Pc——臨界凝析壓力3、多組分體系的反轉(zhuǎn)凝析現(xiàn)象在純組分體系中，當(dāng)?shù)葴貕嚎s或等壓降溫時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致有液體的凝析產(chǎn)生。

在多組分體系中則常常出現(xiàn)和這相反的逆變現(xiàn)象，即在等溫降壓或等壓升溫的情況下，反而會(huì)引起液體的凝析。

天然氣體系中凝析氣體系特有的現(xiàn)象2、多組分烴類(lèi)體系P-T相圖及特征兩相共存的最高溫度?#?兩相共存的最高壓力泡點(diǎn)線露點(diǎn)線等液量線氣藏類(lèi)型-相圖法?#?3、常見(jiàn)氣藏的P-T相圖干氣氣藏P-T相圖示意圖C濕氣藏P-T相圖示意圖Csep典型特點(diǎn)：干氣在任何環(huán)節(jié)不產(chǎn)生液烴濕氣在分離器有液烴產(chǎn)生凝析氣在地下、井筒和分離器均有液烴產(chǎn)生?#?3、常見(jiàn)氣藏的P-T相圖干氣氣藏P-T相圖示意圖C濕氣?#?二、氣液平衡及相圖計(jì)算(一)相平衡計(jì)算的基本概念及應(yīng)用(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程(三)油氣體系氣液平衡時(shí)熱力學(xué)平衡方程(四)相平衡計(jì)算的常用數(shù)學(xué)模型(五)相圖計(jì)算?#?二、氣液平衡及相圖計(jì)算(一)相平衡計(jì)算的基本概念及應(yīng)用?#?1、相平衡體系中各組分在相與相之間的遷移傳遞速度相等時(shí)的狀態(tài)

對(duì)任一組分，氣相分子進(jìn)入液相的速度和液相分子進(jìn)入氣相的速度相等。特點(diǎn)：P、T一定，平衡時(shí)各相組成不變,是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。液/xi汽/yi2、相平衡常數(shù)(平衡分配比)定義：平衡時(shí)，組分i在氣相和液相中的摩爾分?jǐn)?shù)之比。公式：計(jì)算方法：收斂壓力法狀態(tài)方程法3、相平衡計(jì)算模型的原理相平衡相平衡時(shí)，某組分在各相中的化學(xué)位相等

組分i的氣相逸度應(yīng)與液相逸度相等f(wàn)vi

=fLo,i=1,2,…n逸度單位：與壓力單位相同用途：判斷氣液兩相是否達(dá)到平衡的可測(cè)工具或稱(chēng)參數(shù)。

等價(jià)化學(xué)位

逸度系數(shù)可由狀態(tài)方程計(jì)算Question：Howtocalculatecompositionofeverycomponentinsystem?（一）氣液平衡計(jì)算基本概念及應(yīng)用?#?1、相平衡液/xi汽/yi2、相平衡常數(shù)(平衡分配比?#?(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程（1）假設(shè)條件體系處于氣液相平衡等組成膨脹，孔隙定容體系溫度保持恒定不考慮油氣接觸介質(zhì)的影響

液/xi汽/yi（2）數(shù)學(xué)模型（物料平衡方程）

設(shè)對(duì)于一混合烴類(lèi)體系，取1mol的物質(zhì)作為分析單元，那么當(dāng)其處于任一氣液兩相平衡狀態(tài)對(duì)應(yīng)有以下特性（數(shù)學(xué)描述）：①平衡氣液相的摩爾分量V和L分別在0和1之間變化，且滿足歸一化條件：

V+L=1.0②平衡氣、液相的組成應(yīng)分別滿足歸一化條件：或表示為：③平衡氣、液相中的各組分的量之和應(yīng)分別等于各自總的量的大?。孩芷胶鈿狻⒁合嘀腥我唤M分的分配比例用平衡常數(shù)描述：烴類(lèi)混合體系中i組分的摩爾組成?#?(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程（1）假設(shè)條件?#?(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程?#?(二)油氣體系氣液平衡計(jì)算物料平衡方程?#?目標(biāo)：求在給定壓力和溫度條件下得氣、液兩相的摩爾分量及組成解法：物料平衡方程是高度非線性方程，一般采用迭代法求解（如：牛頓迭代法）。如何利用物料平衡方程求解相平衡問(wèn)題？V的初值：進(jìn)料為液相，可使初值小于0.5；進(jìn)料為氣相，可使初值大于0.5收斂判據(jù)：物料平衡方程的牛頓迭代法要求得平衡氣液相的摩爾分量和組成，關(guān)鍵的參數(shù)是氣液兩相的平衡常數(shù)Ki，只要能準(zhǔn)確知道氣液平衡狀態(tài)下各組成的平衡常數(shù)，就能進(jìn)行氣液平衡計(jì)算。

那么氣液兩相平衡時(shí)其熱力學(xué)條件和平衡常數(shù)有什么關(guān)系呢？?#?目標(biāo)：求在給定壓力和溫度條件下得氣、液兩相的摩爾分量及?#?1、氣液平衡常數(shù)與氣液相逸度的關(guān)系2、逸度系數(shù)與逸度、壓力和組成的關(guān)系3、氣液相平衡熱力學(xué)方程組相平衡計(jì)算的熱力學(xué)平衡條件方程組為：液/xi汽/yi（三）油氣體系氣液平衡時(shí)熱力學(xué)平衡方程?#?1、氣液平衡常數(shù)與氣液相逸度的關(guān)系相平衡計(jì)算的熱力學(xué)?#?油氣體系相平衡的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型：物料平衡方程組熱力學(xué)平衡條件其中的露點(diǎn)、泡點(diǎn)和閃蒸模型均可從該模型導(dǎo)出通過(guò)該模型的變化?？捎?jì)算體系的露點(diǎn)線、泡點(diǎn)線、等液量線液/xi汽/yi解釋?zhuān)ㄋ模?、相平衡?jì)算的常用數(shù)學(xué)模型?#?油氣體系相平衡的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型：液/xi汽/yi解釋?zhuān)?#??#??#?①對(duì)Pd賦初值②對(duì)Ki賦初值③計(jì)算組成xi④計(jì)算逸度f(wàn)Li，fVi

⑤計(jì)算平衡常數(shù)Ki⑥平衡條件檢查，即：|fLi-fVi|＜ε⑦檢查露點(diǎn)是否收斂汽/yi解釋露點(diǎn)計(jì)算步驟：?#?①對(duì)Pd賦初值汽/yi解釋露點(diǎn)計(jì)算步驟：?#?2、泡點(diǎn)計(jì)算于是泡點(diǎn)狀態(tài)氣相的組成歸一化條件為：泡點(diǎn)定義：第一個(gè)氣泡剛好析出時(shí)的狀態(tài)。計(jì)算泡點(diǎn)就是計(jì)算泡點(diǎn)壓力或泡點(diǎn)溫度。液/xi汽/yi計(jì)算步驟和露點(diǎn)計(jì)算相似?#?2、泡點(diǎn)計(jì)算于是泡點(diǎn)狀態(tài)氣相的組成歸一化條件為：泡點(diǎn)定?#?3、氣液平衡計(jì)算

（天然氣地面工程中又稱(chēng)平衡冷凝）氣液平衡計(jì)算方程組建立氣液平衡計(jì)算滿足的條件氣液平衡計(jì)算方法?#?3、氣液平衡計(jì)算

（天然氣地面工程中又稱(chēng)平衡冷凝）氣液?#?①對(duì)每個(gè)Ki賦初值。如用Willson公式賦初值②用牛頓迭代法求解平衡冷凝方程，確定V③計(jì)算組成xi，yi④用狀態(tài)方程計(jì)算逸度f(wàn)Li，fVi

⑤計(jì)算平衡常數(shù)Ki⑥對(duì)每個(gè)組分檢查平衡條件是否收斂，條件：|fLi-fVi|＜ε輸入P、T、zi初值Ki物質(zhì)平衡計(jì)算VL、V、xi、yi計(jì)算Ki計(jì)算ZL、ZV計(jì)算fLi、fVi

|fLi-fVi|＜ε?NY氣液平衡計(jì)算步驟：?#?①對(duì)每個(gè)Ki賦初值。如用Willson公式賦初值輸入?#?定義：平衡冷凝是氣體冷卻到一定P、T下達(dá)到的平衡。（1）平衡冷凝方程①總物料平衡方程F=V+L（Kmol/h）液化率：e=L/F汽化率：1-e=V/F②組分i的物料平衡方程③平衡冷凝方程其基本計(jì)算步驟和氣液平衡計(jì)算是一樣的，因?yàn)橐夯氏喈?dāng)于液相摩爾分?jǐn)?shù)4、地面工程中的平衡冷凝計(jì)算?#?定義：平衡冷凝是氣體冷卻到一定P、T下達(dá)到的平衡。③?#?該方法為便于用矩陣形式采用牛頓迭代法計(jì)算，把物質(zhì)平衡方程組中的第n+1個(gè)方程用壓力的形式表示出來(lái)：露點(diǎn)計(jì)算：

泡點(diǎn)計(jì)算：

等溫閃蒸：（四）常用的第二類(lèi)相平衡計(jì)算數(shù)學(xué)模型?#?該方法為便于用矩陣形式采用牛頓迭代法計(jì)算，把物質(zhì)平衡方?#?三、實(shí)際氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)性質(zhì)重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)*EOS的壓力形式：(2)*EOS的Z因子形式(3)*用狀態(tài)方程進(jìn)行逸度計(jì)算?#?三、實(shí)際氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)性質(zhì)重點(diǎn)和難點(diǎn)?#?其最大的成功之處在于:

(1)第一次導(dǎo)出了滿足臨界點(diǎn)條件，且對(duì)V是簡(jiǎn)單的三次方型狀態(tài)方程狀態(tài)方程有明確的物理意義(2)通過(guò)與（Andrews）實(shí)測(cè)CO2體系臨界等溫線對(duì)比，首次用狀態(tài)方程闡明氣液兩相相態(tài)轉(zhuǎn)變的連續(xù)性(3)提出了兩參數(shù)對(duì)比態(tài)原理(4)建立和發(fā)展能同時(shí)精確描述平衡氣液兩相相態(tài)行為的狀態(tài)方程是可能的

存在的問(wèn)題：(1)僅對(duì)理想氣體做了簡(jiǎn)單的修正，引入a和b時(shí)忽略了實(shí)際分子幾何形態(tài)和分子不對(duì)稱(chēng)性及溫度對(duì)壓力的影響；(2)其理論臨界壓縮因子為0.375，遠(yuǎn)大于實(shí)測(cè)值0.292至0.264，僅適用于簡(jiǎn)單的球形對(duì)稱(chēng)的非吸性分子體系。?#?其最大的成功之處在于:存在的問(wèn)題：?#?目前在狀態(tài)方程改進(jìn)，主要發(fā)展方向：(1)基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)正則分配函數(shù)理論發(fā)展(2)由統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)剛球擾動(dòng)理論發(fā)展(3)按摩爾密度展開(kāi)級(jí)數(shù)并結(jié)合統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)發(fā)展(4)基于溶液活度理論發(fā)展(5)根據(jù)分子熱力學(xué)建立偏心硬球模型對(duì)VanderWaals方程做半經(jīng)驗(yàn)半理論改進(jìn)前三類(lèi)有較嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用上存在一些困難活度理論在描述氣液平衡方面不能令人滿意第五類(lèi)方程目前用得最為廣泛（主要介紹PR、SRK–EOS）?#?目前在狀態(tài)方程改進(jìn)，主要發(fā)展方向：(1)基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)?#?（1）壓力形式

1961ＳＲＫ從分子物理學(xué)角度、用非球形不對(duì)稱(chēng)分子間相互作用位能（引力和斥力）與簡(jiǎn)單球形對(duì)稱(chēng)非極性分子間的位能偏差來(lái)改進(jìn)：

1、SRK—EOS對(duì)含弱極性組分的非烴－烴混合體系計(jì)算有改善。對(duì)含H2S的油氣體系誤差較大。?#?（1）壓力形式1、SRK—EOS對(duì)含弱極性組十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Z的三次方型狀態(tài)方程將ＰＶ＝ｚＲＴ的Ｖ代入SRK的壓力方程:式中：A=f（P,T,yi），B=f（P,T,yi）(2)SRK方程的Z因子型式十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Z的?#?（3）混合體系的SRK方程kij——組分i和j的二元交互作用系數(shù)SRK-EOS逸度系數(shù)?#?（3）混合體系的SRK方程kij——組分i和j的二元交?#?1976年P(guān)eng和Robinson等人對(duì)VDW、RK、SRK進(jìn)行了改進(jìn)，它兩個(gè)方面進(jìn)行了思考?(1)VDW方程的斥力項(xiàng)，從簡(jiǎn)單性和實(shí)用性來(lái)講，任然是目前較好的；(2)對(duì)引力項(xiàng)和分子密度作出了深入的分析，給出了引力項(xiàng)更好的結(jié)構(gòu)2、PR-EOS?#?1976年P(guān)eng和Robinson等人對(duì)VDW、RK?#?（1）壓力形式?#?（1）壓力形式?#?(2)PR-EOS的Z因子形式及逸度方程?#?(2)PR-EOS的Z因子形式及逸度方程?#?已知：Ｐ、Ｔ、ｙi

求：ｚ和體積特性(Vm、ν、ρm、ρg)對(duì)根的討論：在氣相區(qū)存在一個(gè)實(shí)根液相區(qū)存在一個(gè)實(shí)根兩相區(qū)存在三個(gè)實(shí)根。對(duì)氣相組成yi取Vmmax計(jì)算zmax，對(duì)液相組成xi取Vmmin計(jì)算zmin，中間根無(wú)意義。z3型方程的解法：牛頓迭代法牛頓迭代(如SRK）初值怎樣??？對(duì)氣相yi→zg：z0＝1;對(duì)液相xi→zl：z0＝03、ｚ三次方型狀態(tài)方程求解?#?已知：Ｐ、Ｔ、ｙiz3型方程的解法：牛頓迭代法3、?#?四、重餾分特征化問(wèn)題的提出色譜組成準(zhǔn)確分析：N2，CO2，H2S，C1，C2，C3,iC4,nC4,iC5,nC5,C6色譜組成不能準(zhǔn)確分析：C7，C8，…,C44+處理方法擬組分化：把不易準(zhǔn)確測(cè)定的第n個(gè)組分以后的所有組分合并成一個(gè)假的“單一組分”，稱(chēng)為擬組分

引出新的問(wèn)題如何正確確定擬組分的Tc,Pc,等相平衡計(jì)算所需的熱力學(xué)性質(zhì)=》引出重餾分特征化處理技術(shù)?#?四、重餾分特征化問(wèn)題的提出色譜組成準(zhǔn)確分析：N2，CO?#?（1）經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式方法：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的熱力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)建立經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，用所建立的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)重餾分的熱力學(xué)性質(zhì)（2）等效碳原子數(shù)關(guān)聯(lián)法：把烴類(lèi)同系物的碳原子數(shù)在數(shù)值上看成是連續(xù)分布的，將Cn+的熱力學(xué)參數(shù)與之等效處理，即把Cn+等效為相同碳原子數(shù)的烴類(lèi)同系物進(jìn)行其熱力學(xué)參數(shù)的預(yù)測(cè)四、重餾分特征化（3）連續(xù)熱力學(xué)分布函數(shù)方法：通過(guò)高精度的色譜分析測(cè)定有代表性的油氣烴類(lèi)體系的組成，用概率分布模型描述Cn+中各個(gè)單碳數(shù)組分的組成分布規(guī)律，建立其熱力學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)模型（4）以相態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為目標(biāo)的最優(yōu)化擬合方法：通過(guò)對(duì)油氣體系相態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合計(jì)算，獲得與體系相匹配的Cn+熱力學(xué)參數(shù)?#?（1）經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式方法：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的熱力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)建立?#?1、經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式法以Edmister的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式為例式中：Pa-大氣壓；Pc-臨界壓力，MPa。Tb-正常沸點(diǎn)；Tc-臨界溫度，K?#?1、經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式法以Edmister的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式為例式十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)2、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的等效碳原子數(shù)法等效碳原子數(shù)概念將Cn+重餾分的正常沸點(diǎn)，分子量，比重和臨界性質(zhì)等熱力學(xué)參數(shù)與烴類(lèi)體系同系物的參數(shù)作比較，可得到一個(gè)整數(shù)或非整數(shù)碳原子數(shù)的“烴類(lèi)同系物”與之等效。我們把這一碳原子數(shù)稱(chēng)為Cn+的等效碳原子數(shù)。等效碳原子數(shù)關(guān)聯(lián)方法的思路

根據(jù)等效碳原子數(shù)的概念，先將正構(gòu)烷烴同系物的熱力學(xué)參數(shù)關(guān)聯(lián)為其碳原子數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，再設(shè)法求出Cn+重餾分的等效碳原子數(shù)，然后借用正構(gòu)烷烴同系物的經(jīng)驗(yàn)公式即可求得其熱力學(xué)參數(shù)碳原子數(shù)Cn5101520253035404556048040032024016080Cn=(M+4.028)/13.997十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)2、基十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)式中：Tc-臨界溫度，K051015205.04.03.02.01.00.0Pc碳原子數(shù)Cn式中：Pc-臨界壓力，MPa等效碳原子數(shù)關(guān)聯(lián)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)式中：十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)0.80.60.40.2005101520碳原子數(shù)Cn2、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的等效碳原子數(shù)法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)0.8十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法基本思路

準(zhǔn)確測(cè)定有代表性的黑油，揮發(fā)油和凝析氣中Cn+重餾分中各個(gè)單碳數(shù)組分的組成含量=》組分的延伸分析（C7~C45+）把分析結(jié)果繪制成分子量（或碳原子數(shù)）與組成關(guān)系的概率分布曲線，建立相應(yīng)的概率分布數(shù)學(xué)模型用組成與分子量之間的概率分布模型預(yù)測(cè)一般油氣體系Cn+重餾分中單碳數(shù)組分的延伸及其熱力學(xué)性質(zhì)十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)3、基十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Cn+中各單碳數(shù)組分M與zi關(guān)系的分布曲線1.00.10.010.001100200300400500MMiMi+1zi/zn+3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Cn+十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Cn+中各單碳數(shù)組分M與zi關(guān)系的概率密度分布曲線0.010.0100200300400500M0.008

0.006

0.0040.002p(M)

zi=zc7+·AREA

P(M)----PROBABILITYDENSITYFUNCTION3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)Cn+十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)重餾分中各延伸組分應(yīng)滿足物質(zhì)平衡關(guān)系組成分布平衡：各延伸組分組成含量總和等于重餾分的組成組成分布平衡分子量分布平衡密度分布平衡3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)重餾分十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分子量分布平衡：各延伸組分分子量總和等于重餾分的分子量3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法密度分布平衡：各延伸組分密度總和等于重餾分的密度

的分子量

重餾分中最大碳數(shù)組分

的分子量

重餾分中最小碳數(shù)組分

重餾分的摩爾組成

式中

-

-

-

-

-

-

+

N

n

n

C

C

C

M

M

r

十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分子量十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分布模型：M~zi關(guān)系滿足三參數(shù)伽瑪概率密度分布模型式中：p(M)--組成的概率密度分布函數(shù)

M--分子量

--Cn+重餾分中最小碳數(shù)組分的分子量--確定分布曲線形態(tài)的特征參數(shù)3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法8888880.010.0100200300400500M0.0080.0060.0040.002p(M)

zi=zc7+·AREA之間的關(guān)系=>式中：Cn--Cn+重餾分中最小起始碳原子數(shù)

Mcn+--Cn+重餾分的平均分子量，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定給出形態(tài)特征參數(shù)十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分布模十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分布函數(shù)法Cn+重餾分單碳數(shù)組分延伸的表征累積概率分布函數(shù)累積概率分布函數(shù)的解析式3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法各延伸組分組成分布各延伸組分組成分布的解析式式中：i=n,n+1,……N(=45)十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)分布函十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)咖嗎函數(shù)的計(jì)算!咖嗎函數(shù)的遞推關(guān)系!結(jié)束遞推計(jì)算的精度設(shè)置3、基于連續(xù)熱力學(xué)理論的分布函數(shù)方法十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)咖嗎函十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)?#?十五863子課題驗(yàn)收匯報(bào)重餾分特征化處理過(guò)程對(duì)Cn+中各單碳數(shù)組分進(jìn)行延伸處理（Spliting)對(duì)各單碳數(shù)組分的熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)計(jì)算對(duì)延伸后的單碳數(shù)組分進(jìn)行擬組分化劈分處理(Lumping)（1）Cn+重餾分的延伸目的：根據(jù)概率密度函數(shù)分布規(guī)律，模