高精度全压力全温度范围天然气偏差系数解析计算模型.pdf

第 3 2卷 第 6期 2 01 0年 1 1月 石 油 钻 采 工 艺 OI L DRI LLI NG PRODUCTI ON TECHN0L0GY V0 1 ． 3 2 No ． 6 NO V ．2 01 0 文章编号 1 0 0 07 3 9 3 2 0 1 00 6 0 0 5 7 0 6 -___I - 口 同 精 度全压 力全温 度范 围天然气 偏差系数解析计算模型 李相方 任美鹏 胥珍珍 徐大融 张兴全 中国石油 大学石油天然气工程学院 ， 北京 1 0 2 2 4 9 摘要天然气偏差系数是气藏储量计算和气藏动态分析中必不可少的基本参数。针对目前工程上利用的计算天然气偏差 系数单个计算模型适用的压力范围很小、 需要迭代才能计算、 精度偏低情况， 建立 了一种高精度、 全压力、 全温度范围天然气偏 差系数解析计算模型L xF R MP模型。该模型适合压力范围0 ～ 1 4 0 MP a ， 较其他计算模型计算方便， 利于手工或计算机编 程计算。相 对误差 大多在 1 ％ 以下 ， 由此分析得 出， L X F R MP模型在全压力、 全温度 范围的精度很 高。 关键词 偏差系数 ； 计 算模 型 ； S t a n d i n g K a t z图版 ；误差 中图分类号 T E 3 1 1 文献标 识码 A A hi g h p r e c i s i o n a nd who l e pr e s s u r e t e m pe r a t ur e r a ng e a na l y t i c a l c a l c u l a t i o n m o d e l o f n a t ur a l g a s Z- f a c t o r L I X i a n g n g ， P E N Me i p e n g ， X U Z h e n z h e n ， X U D a r 0 n g ， Z H AN G X i n g q u a n P e t r o le u m Ga s E n g i n e e r i n g i n C h i n a U n i v e r s i t y o fP e tr o l e u m， B e ij i n g 1 0 2 2 4 9 ， C h i n a Abs t r a c t na t u r a l g as Z- f a c t or i s a n i mpor t a n t ph ys i ca l p a r a me t e r i n e n gi ne e r i ng c a l c u l a t i o n，a n d i t i s a l s o a ba s i c v a l u e i n ga s r e s e r v e s c a l c u l a t i o n a n d d y n a mi c a n a l y s i s ． Ai me d a t t h e c u r r e n t e n g i n e e r i n g c a l c u l a t i o n s u s i n g a s i n g l e c o mp u t a t i o n a l mo d e l o f n a t u r a l g a s d e v i a t i o n f a c t o r , wh o s e p r e s s u r e r a n g e i s s ma l l a n d p r e c i s i o n i s l o w， a n d i t e r a t i v e c a l c u l a t i o n s i s n e e d e d ， a h i g h p r e c i s i o n a n a l y t i c a l c a l c ul a t i o n mo de l ofn a t ur a l ga s Z- f a c t or wi t h who l e pr e s s u r e a nd t e mpe r a tur e r a n ge ha ve be e n s e t u p． Thi s mo de l i s s u i t a bl e f o r pr e s s ur e o f0 ～1 4 0 M P a a n d e a s i e r t o b e c a l c u l a t e d b y h a n d o r c o mp u t e r ． Di f f e r e n c e a n d e r r o r a n a l y s i s s h o ws t h a t ， i n mo s t c a s e s ， t h e r e l a t i v e e rro r i s be l o w 1 ％． t h us LXF RM P mod e l i s mo r e p r e c i s e i n who l e pr e s s ur e a n d whol e t e mpe r a tur e r a ng e． Ke y wo r ds Z- f a c t o r ；c a l c ul a t i o n mod e l ； pl a t e o f s t a ndi ng k a t z ；e r r o r a na l ys i s 天然气偏系数计算公式 大多需要迭代求解 ， 且 这些公式都只适合某一范围的温度与压力 ’ J 。笔 者曾基于 S t a n d i n g和 Ka t z 在 1 9 4 1 年发 表的天然气 偏差系数图， 采用分 区回归的方法建立 了高压天然 气偏系数解析计算模 型 一 。该模型 由中高压 与超 高压两部分组成 。天然气偏系数 中高压解析模型比 同类模型计算精度明显 高， 但是 由于超高压解析模 型拟合过程 中出现人为错误 ， 导致最终结果误差很 大。本文重新优化了曲线拟合方法 ， 同时在全温度与 全压力范围内对天然气偏 系数进行拟合 ， 建立了一 种高精度的天然气偏差系数解析计算模型。 l 天然气偏差系数解析计算模型建立 The e s t a b l i s hme n t o f n a t ur a l R a s Z- f a c t o r a n a l y t i c a l c a l c u l a t i O n mo de l 1 ． 1 天然气偏差系数图版特征 Pl a t e c h a r a c t e r i s t i c s o f n a t u r a l g a s Z- f a c t o r S t a n d i n g和 Ka t z在 1 9 4 1 年发表 了天然气偏 差 基金项 目国家 “ 8 6 3 ” 计划课题 编号 2 0 0 6 A A1 0 6 A 和 国家科技 支撑计 划 编号 2 0 0 8 B AB 3 7 B 0 4 资助。 作者简介 李相 方， 1 9 5 5年 生。现主要 从事 天然 气工程与 油气田 开发 工程研 究 、 油 气钻 井井控 工 艺研 究 ， 教授 ， 博士 生导 师。E ma i l l x f a n g ； 2 6 3 ． n e t 。 5 8 石油钻采工艺 2 0 1 0年 1 1月 第 3 2卷 第 6 期 系数 图版 图 1 ， 反映了天然气偏差系数与压力 、 温 度的关系曲线 。目前常用的天然气偏差系数计算模 型均是通过对上述 曲线拟合而来 ， 只是所采用的方 法不同， 导致适用条件与计算精度也各不相 同。 a O ≤ ≤1 5 ， 1 ． 0 5 ≤T r y 0An dp r 1 ． 2 5An dt r 0An dp r 1 ． 0 5An dt r 1 ． 4An dp r 1 ． 05Andt r 5An dp r 1 ． 0 5An dt r 9An dp r 1 ． 0 5 An dt r l 5An dp r 1 ．0 5 An dt r 3 T h e n x l0 ． 0 1 5 5 订 A 4 0 ． 1 4 5 8 3 6 t r 30 ． 5 1 5 3 0 9 1 t r 2 0 ． 8 3 2 2 0 9 l t r 0 ． 5 7l 1 x 2 ． 0 ． 1 4 1 6 t r ， 、 4十 1 ． 3 4 7 1 2 “t r 3 4 ． 7 7 5 3 5 t r 2十7 ． 7 2 2 8 5 t r 一4 ． 2 0 6 8 zxl p r x 2 EndI f