1. коллекторские Свойства горных пород

2.1.2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ
Относительная плотность газа расчитывается по отношению к плотности воздуха:
. (2.3)
Для нормальных условий (н.у.) ρ_возд » 1,293; для стандартных условий (с.у.) ρ_возд » 1,205.
Если плотность газа (ρ_о) задана при атмосферном давлении = 0,1013 МПа, то пересчёт её на другое давление (Р) при той же температуре для идеального газа производится по формуле:
. (2.4)
Смеси идеальных газов характеризуются аддитивностью парциальных давлений и парциальных объёмов.
Для идеальных газов давление смеси равно сумме парциальных давлений компонентов (закон Дальтона):
, (2.5)
где Р – давление смеси газов;
р_i – парциальное давление i-го компонента в смеси,
или
. (2.6)
. (2.7)
Т. е. парциальное давление газа в смеси равно произведению его молярной доли в смеси на общее давление смеси газов (2.6).
Аддитивность парциальных объёмов компонентов газовой смеси выражается законом Амага:
, (2.8)
где V – объём смеси газов;
V_i – объём i-го компонента в смеси.
или анологично уравнениям (2.6 – 2.7) выражением 2.9:
. (2.9)
Для определения многих физических свойств природных газов используется уравнение состояния.
Уравнением состояния называется аналитическая зависимость между параметрами, описывающими изменение состояние вещества. В качестве таких параметров используется давление, температура, объём.
Состояние газа при нормальных и стандартных условиях характеризуется уравнением состояния Менделеева-Клайперона:
, (2.10)
где Р – абсолютное давление, Па;
V – объём, м³;
Q – количество вещества, кмоль;
Т – абсолютная температура, К;
R – универсальная газовая постоянная, Па×м³/(кмоль×град).
На основе уравнения состояния газа можно рассчитать много параметров для системы нефтяного газа: плотность, мольный объем, количество молекул, число молекул, парциальные давления и др., если рассматривать уравнение состояния газа для 1 моля, т.е., Q = ∑N_i и PV = ∑N_iRT, см. раздел "Практикум для самостоятельной работы".
У этого уравнения есть свои граничные условия. Оно справедливо для идеальных газов при нормальном, атмосферном давлении (1 атм) и близких к нормальному давлениях (10-12 атм).
При повышенном давлении газ сжимается. За счёт направленности связи С-Н происходит перераспределение электронной плотности, и молекулы газов начинают притягиваться друг к другу (физическое взаимодействие).
Для учёта этого взаимодействия в уравнение (2.10) вводится коэффициент сверхсжимаемости z, предложенный голландским физиком Ван-дер-Ваальсом, учитывающий отклонения поведения реального газа от идеального состояния:
, (2.11)
где Q – количество вещества, моль;
z – коэффициент сверхсжимаемости.
Физический смысл коэффициента сверхсжимаемости заключается в расширении граничных условий уравнения Менделеева - Клайперона для высоких давлений.
Коэффициент z зависит от давления и температуры (приведенных, критических давлений и температуры), природы газа.