Так появились уравнения состояния Битти - Бриджмена с пятью константами, Бенедикта – Вебба - Рубина с восемью константами и др.
Реальные природные газы - физические смеси большого числа углеводородных и неуглеводородных компонентов, простых и сложных газов. Молекулы простых газов (метан, гелий, аргон, криптон, ксенон и др.) имеют сферическую форму. Молекулы сложных газов и жидкостей имеют более сложную форму. Для простых газов силы притяжения, действующие вдоль линии, соединяющей центры сферических молекул, пропорциональны шестой степени расстояния. Для сложных газов и жидкостей силы притяжения (или отталкивания) между различными группами молекулярных пар не могут быть представлены лишь одной силой притяжения между центрами молекул. Для учёта других, нецентричных сил вводится ацентрический фактор ω - третий после приведенного давления и температуры параметр, оценивающий меру отклонения коэффициента сверхсжимаемости природных газов от его значения, определяемого с помощью классической двухпараметрической теоремы соответственных состояний, т. е. по Рпр и Тпр:
(24)
или
(25)
где zо (Рпр, Тпр) - коэффициент сверхсжимаемости простого газа, определяемый но данным Рпр и Тпр ; z1(Рпр, Тпр) - поправка к обобщенному коэффициенту сверхсжимаемости сложных газов и жидкостей, являющаяся функцией приведенного давления и температуры; (ωсм - ацентрический фактор смеси газов (для простых газов (ωсм = 0).
(26)
где ωi - ацентрический фактор i-го компонента в смеси, который можно определить по формуле Эдмистера:
где 540 < Ткр < 775 К, 372 < ТКИП < 625 К.
Вязкость газов
Вязкость – свойство жидкостей и газов, характеризующее сопротивляемость скольжению или сдвигу одной их части относительно другой.
Силы взаимодействия между молекулами газа, которые преодолеваются при его движении, характеризуются коэффициентом динамической вязкости μ. (или просто вязкостью).
Основной единицей вязкости в системе СИ является Паскаль·секунда (Па·с). В нефтепромысловой практике вязкость измеряют в пуазах (П) или сантипуазах (сП). 1 сП = 0,01 П = 0,001 Па·с.
Вязкость газа с повышением температуры увеличивается. Изменение вязкости при изменении температуры выражается формулой
(29)
где
-
абсолютная вязкость при температуре
газа Т;
- вязкость газа при 0° С в Па · с;
С - константа, зависящая от свойств газа
(для СН4 С = 170; для С2Н6 С= 280; для C3H8 С = 318; для СО2 С = 240; для N С= 110; для воздуха С = 124).
Вязкость отдельных индивидуальных углеводородов и некоторых неуглеводородных газов, входящих в состав природного газа, а также вязкость природного газа при атмосферном давлении и различных температурах можно определять по графическим зависимостям. Присутствие неуглеводородных компонентов в газе повышает вязкость природного газа. С увеличением давления вязкость газа повышается.
В расчётах наряду с абсолютной вязкостью газа применяют кинематическую вязкость, равную абсолютной вязкости, деленной на плотность газа:
или
(30)
Единицей кинематической вязкости является квадратный метр на секунду (м2/с) или квадратный миллиметр на секунду (мм2/с)
В нефтепромысловой практике кинематическую вязкость измеряют в стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт)
;
При пересчётах абсолютной вязкости газа в кинематическую значения плотности ρ или удельного веса γ берутся при рассматриваемых давлениях и температурах.