Doslidjenya

Молекулярна маса природних газів становить16 20.

Відносна густина природного газу (за повітрям) – це відношення густини газу г до густини повітря пов. , взятих

при однакових температурі і тиску. Густина повітря пов. при

стандартних умовах становить 1,293 кг/м3, молекулярна маса 29. З ростом температури густина газу зменшується, а з підвищенням молекулярної маси і тиску - зростає.

Теплота згоряння газу вимірюється кількістю тепла (кДж), що виділяється при спалюванні 1 м3 або 1 кг газу. Вища теплота згоряння відповідає сухому газу (без парів води), нижчавологому(зпарамиводи). ТеплотазгорянняВГзростає зі збільшенням молекулярної маси. Середня теплота згоряння для природних газів дорівнює 35160 кДж/м3.

В'язкість газу г - це сила внутрішнього тертя, що

виникає між двома шарами газу, що переміщаються паралельно відносно один одного з різними за величиною швидкостями. В'язкість вуглеводневих газів є незначна.

В'язкість сухого газу при t = 0 С становить 13 10 6 Па с,

повітря 17 10-6 Па с.

Зі збільшенням температури при низьких тисках в'язкість газів і повітря збільшується; при значеннях тиску до 4 МПа в'язкість газів мало залежить від тисків, при більш високих тисках - підвищується (див. табл. 2.2, 2.3, рис.2.1).

Таблиця 2.2 - Динамічна в’язкість метану

33

Таблиця 2.3 - Динамічна в’язкість газів при тиску 0,101 МПа

34

називається газ, у якому відсутні сили міжмолекулярної взаємодії.

Рівняння стану ідеального газу (Клапейрона-Менделєєва)

має вигляд РVi NRT , де Р - тиск; Vi - об’єм ідеального газу;

N - число кіломолей газу; R - універсальна газова постійна, рівна 8,32 Дж / (моль · К); T - абсолютна температура, К.

Рівняння Клапейрона-Мендєлєєва для реальних газів записується у вигляді

де z - коефіцієнт стиснення, що є функцією тиску, температури, складу газу і який характеризує ступінь відхилення реального газу від ідеального. Для ідеальних газів z 1 .

Коефіцієнтстисненняреальнихгазівпоказуєвідношення об’ємів рівного числа молів реального Vp і ідеального Vi газів

при однакових тиску і температурі: z Vp /Vi .

Коефіцієнт z визначає величину відношення об’ємів реального газу при пластових Vпл і стандартних Vст умовах.

При цьому він безпосередньо залежить від величини пластового тиску Рпл , Па, і температури, К : z = 0,00289 ( Рпл

/Тпл ) (Vпл /Vст ).

Коефіцієнт стиснення більш точніше визначають експериментальним шляхом по пластових пробах газу або наближено розраховують по кривих Брауна (рис.2.3).

37

Рисунок 2.3 - Залежність коефіцієнта стиснення z вуглеводневого газу від приведених псевдокритичних тиску

Pпр і температури Tпр (по Р. Брауну)

38

По вищеприведеному графіку коефіцієнт z знаходять у залежності від приведених значень псевдокритичних тиску і температури.

Приведені тиски Pпр і температуру Tпр виражають в частках від критичних тиску Ркр і температури Tкр і для однокомпонентного газу визначають з рівнянь:

де Р і T - конкретні тиски і температура, для яких визначається z .

Критичнатемпература Tкр - цетакатемпература, вище

якої газ не може переходити в рідкий стан, яким би великим не був тиск. Тиск, що відповідає точці критичної температури, називається критичним тиском, інакше кажучи, це граничний тиск, нижче якого, якою б низькою не була температура, газ не переходить в рідкий стан.

Для вуглеводневих газів, що представляють собою суміш окремих компонентів, величини Ркр і Tкр визначають як

середнє арифметичне їхніх значень для кожного компонента. Ці середні значення називають псевдокритичним тиском Рпкр

і температурою Tпкр .

Приведені тиск і температуру суміші вуглеводневих газів визначають з рівнянь:

де Ркр.і і Tкр.і - відповідно критичні тиск і температура і-го

39

компонента;

xі - частка і гокомпонентавоб’ємісуміші(часткиодиниці).

Приведені температуру і тиск для сумішей газів часто називають псевдоприведеними.

Якщо відомий об’єм газу V0 при нормальних умовах ( Р0 і T0 ), тоді об’єм його при інших тисках і температурах ( Р і T

) зурахуванням стиснення можнарозрахувати на основізакону Гей-Люсака:

Для переходу від об’єму, займаного газом у нормальних умовах, до об’єму, займаному ним у пластових умовах,

користуються об'ємним коефіцієнтом пластового газу,

чисельно рівним об’єму, що зайняв би 1 м3 газу в пластових

де Рпл і Tпл - відповідно пластові тиск і температура.

Об'ємнийкоефіцієнтгазузавждизначноменшийодиниці, тому що об’єм газу в пластових умовах на два порядки (приблизно в 100 разів) менший, ніж у стандартних умовах.

Закон Гей-Люсака стверджує, що об’єм деякої кількості газу при постійному тиску змінюється прямо-пропорційно

40

зміні абсолютної температури:

Іншими словами - усі гази при постійному тиску розширюються однаково на ту саму величину, яку називають коефіцієнтом розширення газу при підвищенні температури на

1 °С:

де V1 - об’єм газу при температурі t ; V0 - об’єм газу при температурі 0 °С;

a - коефіцієнт розширення. Дослідним шляхом установлено, що a 1/ 273,16 0,0036604 .

Тиск у всіх газів при постійному об’ємі зростає з підвищенням температури також на 1/273 частку того тиску, який мав газ при t 0 °С:

де Р1 і Р0 - тиск газу при постійному об’ємі при температурах

t і 0 °С.

Закон Бойля-Маріотта стверджує, що при постійній температурі об’єм однієї й тієї ж маси газу змінюється обернено-пропорційно тиску Р, тобто добуток об’єму даної маси газу V на абсолютний тиск Р, під яким знаходиться газ, при постійній температурі T є величиною постійною:

41