気体の等温圧縮性

気体の等温圧縮性cgは、貯留層の圧縮性特性を決定する際に広く用いられる有用な概念である。 等温圧縮率はまた、体積弾性率の逆数である。 通常、貯留層ではガスが最も圧縮性の高い媒体であるが、ガス偏差係数zと混同しないように注意する必要がある。

定義

等温気体圧縮率は次のように定義される:

……(1)

圧縮率のzとpによる式は実気体の法則から導き出せる:

………….1.1(a)/(b)…1.2….1…1……3….4….5…5…(2)

実気体の状態方程式より,

……(3)

より,

……(4)

低圧の気体は第2項が小さく等温圧縮性はcg ≒1/pで近似される.

擬似還元気体圧縮率

式4は気体圧縮率(実気体参照)を求めるには特に便利ではないが、これはzが実際にはpの関数として表されず、prの関数として表されるからである。 しかし、式4は

……(5)

式に擬臨界圧力を乗じると

……(6)

擬縮率についてはTrubeとMattarらからグラフが出ているので、より便利に使うことができる。

またMattarらは擬似還元圧縮率を計算するための解析式を開発し、その式は

である。……………(8)

次に式8の微分をとると次のようになる:

…………….(9)

パラメータA1〜A11をドランチャックとアブー・カセムの式に倣って定める(Real gases中の式13を参照のこと)。 そして、式9を式7に代入することで、擬似還元気体の圧縮率を算出することができる。 そして、その擬似還元ガス圧縮率を擬似臨界圧力で割れば、ガス圧縮率が解析的に得られる。 グラフ法でも解析法でもよいが、表計算ソフトや非線形ソルバーなどのコンピュータプログラムでは解析法が適用しやすい。

形成体積係数との関係

ガスの形成体積係数(FVF)と等温ガス圧縮率にも密接な関係がある。

………………………簡単に示すことができる。(11)

命名法

Stewart他(F)におけるパラメータ…

=

絶対圧.η

= 絶対圧.η

絶対値, Pa

A = 混合ガス中のCO2とH2Sのモル分率の合計
Bg = ガス生成量係数 (RB/scf または Rm3/Sm3)
cg = 等温圧縮性係数
cr = 無次元疑似還元ガス圧縮性
FK = 等温圧縮性(c)
等温圧縮性(cp) 等温還元ガス圧縮性(Cp)
K = Stewartらの式(式)のパラメーター。 8)、K-Pa-1/2
n = モル数
p =
= =
pci = 混合ガス中の成分iの臨界圧, Pa
ppc = 混合ガスの偽臨界圧, pcは混合ガスの圧力。 Pa
pr = 減圧
R = ガス則係数、J/(g mol・K)
T = 絶対温度, K
Tci = 混合ガス中の成分iの臨界温度、K
Tr = 還元温度
Vg = ガス体積.を計算する。 m3
yi = 混合ガス中の成分iのモル分率
z = 圧縮性係数 (気体偏差係数)

Noteworthy papers in OnePetro

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See also リアルガス

ガスの性質

形成体積率・密度

ガス粘度

蒸気圧

PEH:ガス特性

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