【正文】 因此，在計量商品天然氣體積時要特別注意所采用的體積計量條件。 由于上述兩種標準狀態(tài)條件下天然氣的計量單位我國目前均寫成 1m3，為了便于區(qū)別，國內(nèi)有些學者建議將第一種寫成 1m3（ N），后者寫成 1m3，而對于英、美等國采用 ℃（ 60℉）及 計量的 1m3寫成 1Sm3，它們之間的關(guān)系是： 1m3==（ N）。其中，我國石油天然氣行業(yè)氣體體積計量的標準狀態(tài)用 20℃，英、美等國則多采用 ℃（ 60℉）。目前，國內(nèi)外采用的標準狀態(tài)的壓力和溫度條件并不統(tǒng)一，主要存在以下兩種： 一種是采用 0℃和 作為天然氣體積計量的標準狀態(tài)，在此狀態(tài)下計量的 1m3天然氣體積稱為 1 標準立方米，簡稱 1 標方，我國以往寫成 1Nm3，目前已改寫成 1m3。 三、天然氣體積的計量條件 [16] 天然氣流量計量的結(jié)果值可以是體積流量、質(zhì)量流量和能量（熱值）流量，其中，體積流量是天然氣各種流量計量的基礎(chǔ)。如我國鄂西和江漢等地區(qū)，天然氣中氮含量達 80%～ 90%。目前世界上（包括我國）發(fā)現(xiàn)不少二氧化碳純氣藏。 2）按天然氣的化學成分分類可分為烴類氣、含硫氣、 二氧化碳類氣 和氮類氣 （ 1）烴類氣 甲烷和其重烴同系物的體積含量超過 50%時稱烴類氣。凝析氣藏氣除含甲烷、乙烷外，還含有一定數(shù)量的丙烷、丁烷及戊烷以上烴類，直至天然柴油和柴油餾分等。 凝析氣藏氣產(chǎn)自具有反凝析特征氣藏的氣。脫出的這些氣體烴類稱為原油穩(wěn)定氣，無論是從礦場分離器分出的氣體，還是經(jīng)原油穩(wěn)定過程回收的穩(wěn)定氣，都屬于伴生氣范疇。當伴生氣隨原油一起從地下儲集層采出到地面后，通常先在礦場分離器中與原 油 進行初步分離。 伴生氣產(chǎn)自油藏（含油儲集層）的氣，也稱油田氣。氣藏氣指在底下儲集層中呈均一氣相存在，采出地面仍為氣相的天然氣。 1）按礦場特點分類可分為氣藏氣、伴生 氣和凝析氣藏氣 此種分類方法是我國的習慣分法。 1）常規(guī)天然氣 指在目前技術(shù)經(jīng)濟條件下可以進行工業(yè)開采的天然氣，主要為伴生氣、氣藏氣。 分為腐植氣（煤型氣）、腐泥氣（油型氣）和腐殖腐泥氣（陸源有機氣）。 分為與油有關(guān)的氣（包括伴生氣、氣頂氣等）和與煤有關(guān)的氣、 天然沼氣（由微生物作用產(chǎn)生的氣）、深源氣（來自地幔揮發(fā)性物質(zhì)的氣）、化合物氣（地球形成時殘留在地殼中的氣 ）。 2） 以天然氣中硫化氫、二氧化碳含量分類 （ 1）凈氣 指硫化氫和二氧化碳等含量甚微或不含有，不需脫除即可管輸或達到商品氣質(zhì)量要求的天然氣，也稱甜氣、非酸性氣； （ 2）酸氣 指硫化氫和二氧化碳等含量超過有關(guān)質(zhì)量要求，需經(jīng)脫除才能管輸或達到商品氣質(zhì)量要求的天然氣，也稱含硫氣。常見的分類原則有： 1）以天然氣中烴類組成分類 通常，人們還習慣將脫水（脫出水蒸氣）前的天然氣成為濕氣，脫水后露點降低的天然氣稱為干氣；將回收天然氣凝液前的天然氣稱為富氣，回收天然氣凝液后的天然氣稱為貧氣。 表 2218 天然氣主要組分的物理化學性質(zhì) ① 名稱 分子式 分子量 摩爾體積 )( 3kmolmVm 體積常數(shù))( KkgJR ? 密度)( 3mkg? 臨界溫度)(KTc 臨界壓力)(MPapc 高熱值)( 3mMJHh 高熱值)(kgMJHh 低熱值)( 3mMJHl 低熱值)(kgMJHl 爆炸極限 (體積分數(shù) )% 動力 粘度)(106 sPa??? 運動 粘度 )/(10 26 sm?? 沸點℃ 定壓比熱容)( 3 KmkJcp ? 絕熱 指數(shù)K 導(dǎo)熱 系數(shù))( KmW?? 下限 上限 甲烷 CH4 乙烷 C2H6 丙烷 C3H8 正丁烷 nC4H10 異丁烷 iC4H10 正戊烷 C5H12 氫 H2 氧 O2 氮 N2 氦 He (19℃ ) 二氧化碳 CO2 （升華） 硫化氫 H2S 空氣 水蒸氣 H2O ① 氣體狀態(tài)為： 0℃， 。這些粉塵主要由氧化鐵和少量的其它氧化物如氧化鎂、氧化錳、氧化鋁、氧化硅等組成，粉塵的粒度約為 1～ 50μ m。水往往是造成腐蝕和形成水化物的主要因素。我國少數(shù)氣井的天然氣中也有氡的顯示，但含量極低。由于氡的沸點靠近丙烷，因此它趨向于在富丙烷氣流中富集。 3）氡 氡是一種放射性元素，也稱為鐳射氣，相對分子量為 222，半衰期為 ，據(jù) 載荷蘭某天然氣井實際生產(chǎn)試驗中分離出的氣體中含有 167Rq/m3的氡。汞不溶于水，能溶于硝酸，不被鹽酸和冷硫酸侵蝕。 2）汞 某些天然氣中存在含量 1～ 1000ng/m3 的微量汞，據(jù)載荷蘭某天然氣井實際生產(chǎn)試驗中，經(jīng)分離器分離出的氣體、凝液、 生產(chǎn)水均存在少量的汞，其中氣體中的汞含量達到了 4mg/m3。天然氣中氦含量一般在 %～ %，但個別氣藏氣中氦含量達到 8%～ 9%。 天然氣中有機硫化物的主要性質(zhì)見表 2219。有機硫化物多數(shù)具有特殊的臭氣，只要有很少量存在就能憑嗅覺察覺到。 天然氣中主要組分的物理化學性質(zhì)見表 2218。近年來，一些資料 [12]還報導(dǎo)了天然氣中含有汞、氡 222，天然氣凝液中含有汞。天然氣中的烴類基本 上是烷烴，通常以甲烷為主，還有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及少量己烷以上的烴類（ ?6C ），在 ?6C 中有時還含有極少量的環(huán)烷烴（如甲基環(huán)戊烷、環(huán)己烷）及芳香烴（如苯、甲苯）。 第三節(jié) 天然氣的組成與分類 一、天然氣的組成 [15][16][17] 天然氣是由烴類和非烴類組成的復(fù)雜混合物。 原油中含鹽量的測定方法主要有抽提滴定法和電位滴 定法，常用的為抽提滴定法，其大致過程是：將試樣在溶劑和破乳劑存在的情況下，在規(guī)定的抽提器中用水抽取，抽出液經(jīng)脫除硫化物后，用容量法測定其鹵化物，試驗結(jié)果以氯化鈉的重量百分數(shù)（或 mg/L）表示。這些無機鹽的存在給儲運、生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量均造成很多危害：含鹽量過高的原油能造成儲運、加工設(shè)備的腐蝕和磨損；經(jīng)過蒸餾加工后無機鹽絕大部分殘存于殘渣油內(nèi)，直接影響了以渣油為原料的各種產(chǎn)品質(zhì)量。 八、原油的含鹽量 [7][14] 從地下開采出的原油一般都含有相當數(shù)量的無機鹽，經(jīng)過沉降和脫鹽處理后能夠除去大部分的鹽分，但仍有一些無 機鹽存留在原油中。酸值是以中和每 1 克試油中所含的酸性物質(zhì)所消耗的 KOH 的毫克數(shù)來表示的，單位為 mgKOH/g。原油中的酸性物質(zhì)主要是環(huán)烷酸等少量有機酸和酚類，它們的存在會腐蝕加工、儲存和運輸設(shè)備，因此應(yīng)盡量地除去。原油含蠟量的具體測定方法見石油行業(yè)標準 SY/T 75502020。 含蠟量的測定原理主要是利用蠟在不同溶劑中溶解度的差別，逐步進行分離、測量，所用溶劑不同，得到的結(jié)果差別很大，因而是一個條件性很強的數(shù)據(jù)。原油含硫量的具體測量方法見 GB/T 38790。 含硫量的測定方法主要有燃燈法和管式爐法兩種，對于原油來說主要采用管式爐法，其原理是通過管式爐將原油試樣中的全部硫化物轉(zhuǎn)化成 SO2，然后用一定溶液吸收并轉(zhuǎn)化成H2SO4，最后用標準濃度的氫氧化鈉滴定，計算出元素硫的含量，以重量百分數(shù)表示。通常情況下真實蒸氣壓比雷德蒸氣壓高，雷德蒸氣壓的具體測量方法見 GB/T 801787。 原油蒸氣壓通常有以下兩種表示方法：雷德蒸氣壓和真實蒸氣壓，其中雷德蒸氣壓是在規(guī)定條件 (℃、氣相體積與液相體積之比為 1： 4)下測定的，簡稱 RVP；真實蒸氣壓也稱泡點蒸氣壓，是對應(yīng)一定溫度下氣化分率為零的時候測定的，簡稱 TVP。蒸氣壓的高低表明液體中分子氣化或蒸發(fā)的能力，同一溫度下蒸氣壓高的液體比蒸氣壓低的液體更容易氣化。 3） 凝析油的摻混比例對混合原油的凝點影響較大，隨著凝析油的摻混比例的增大，混合原油的凝點顯著降低； 4） 含溶解氣原油的凝點要低于脫氣原油的凝點，具體凝點降低的幅度與溶解氣的含量有關(guān)。 渤南油氣田開發(fā)工程項目組曾于 2020 年委托石油大學（北京）利用已有的 曹妃甸 182混合原油和凝析油的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，配制與原油組分相近的模擬原油，進行模擬原油與凝析油不同混配比例的混合油樣的凝點實驗，研究凝點隨配比的變化規(guī)律，為 曹妃甸 182 油田開發(fā)設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選取提供參考。 目前，在已知兩種油品各自的凝點和傾點的情況下，預(yù)測二者按不同的比例混合后原油的凝點和傾點的模型公式主要有兩個： 模型公式 1（線性）： 2211 ggg TxTxT ?? （ 2214） 式中： gT 混 合油凝點，℃ ； ix 第 i 種組分油質(zhì)量比例分數(shù)； giT 第 i 種組分油的凝點。 由于原油的傾點與凝點相比能更好地反映原油的低溫性能，現(xiàn)已被規(guī)定作為國際標準方法，在我國已逐步取代了凝點作 為原油和其它石油產(chǎn)品質(zhì)量的衡量指標之一。值得注意的是，考慮到加熱對原油凝點的影響，各標準均規(guī)定原油在加熱脫水后，需經(jīng) 48 小時后才能測定凝點。因此，在提供凝點參數(shù)時，應(yīng)說明采用的標準和方法，而對已建立了多標準的測試方法，大家可根據(jù)原油的特性及工程上的實際用途，選擇合適的標準測試方法。例如，研究人員曾于 1983 年初到湛茂輸油管線的末站（即茂名站）取樣，采用國標 GB/T 51083 方法，測得大慶原油凝點為 32℃，按行業(yè)標準 SY/T 054194 方法測得其凝點為 26℃，而實際上在茂名站取樣時的油溫只有 29℃，此時大慶原油仍能沿管道暢流自如，說明大慶原油在沿管道流動自然緩慢降溫的條件下，其凝點必定低于 29℃。 我國有關(guān)原油凝點測定方法的國標為“石油產(chǎn)品凝點測定法” GB/T 51083，石油行業(yè)有關(guān)原油凝點測定方法的行業(yè)標準為“原油凝點測定法” SY/T 054194，美國有關(guān)原油凝點測定方法的國標為 ASTM D9785“ Pour Point of Petroleum Oils”。當所形成的蠟晶網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)強度足以抵抗一定外力作用時，已觀察不到原油的流動，則認為原油已達到了結(jié)構(gòu)凝結(jié)，此時對應(yīng)的油溫即定義為原油的凝點。 原油的凝固，會因組分的不同而異。原油的凝點是指在規(guī)定的熱力條件和剪切條件下，被測油樣剛剛失去流動性時的最高溫度；原油的傾點是指在規(guī)定的試驗儀器和條件下，被測油樣剛剛能流動時的最低溫度。 5）含水原油粘度實驗數(shù)據(jù)分析舉例 為了進行埕北油田增產(chǎn)改造項目的總體開發(fā)方案， 2020 年 5 月中海石油研究中心委托石油大學（北京）測試埕北油田 A 區(qū)和 B 區(qū)不同含水率原油的粘溫關(guān)系，表 2217 列出了 B 區(qū)部分含水原油的粘溫關(guān)系數(shù)據(jù)，實驗所用的測試儀器為： DTS 石油含水電脫分析儀、 HAAKE VT500、 VT50 RS150H 型同軸圓筒粘度計、 IKA 數(shù)顯可控轉(zhuǎn)速攪拌器等。 （ 7） 含水原油的放置時間 當新制備的含水原油在環(huán)境溫度下靜止儲存時，在出 現(xiàn)分層前，有一段時間液滴發(fā)生絮凝和聚結(jié)，同時如果沒有其它過程與儲存有關(guān)，則流變性變化很大。當液滴表面形成緊密的單分子層后，剩余的乳化劑分子在連續(xù)相中形成膠束，并把部分連續(xù)相液體包含于其中，從而改變了分散相與“自由”連續(xù)體積之比。一般認為，顆粒越小，且分布越均勻，含水原油的粘度就越大。含水原油粘度隨內(nèi)相濃度的增加而增大的程度與含水原油的類型有關(guān)，相對油包水乳狀液來說，內(nèi)相濃度對水包油乳狀液粘度的影響要大得多，這是由于水中的油滴相互作用力大的緣故。值得注意的是，許多乳化劑常溶于外相中，因此， ?o 應(yīng)當是整個連續(xù)相的粘度，而不是作為外相的純流體的粘度。這些公式和規(guī)律各有一定的適用范圍，將其應(yīng)用于計算不同類型的含水原油時，其誤差時大時小，而且應(yīng)用于含水率較高的乳狀液時，其誤差更大。乳狀液轉(zhuǎn)相點降低的幅度與原油性質(zhì)、降粘劑的種類和藥量有關(guān)。一般來說，密度、粘度值較高的原油含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等天然的油包水型乳化劑較多，因此其乳狀液的轉(zhuǎn)相點較高，表 2216 為研究人員對 5 種不同類型含水原油測得的轉(zhuǎn)相含水率。 C 50176。（1 /s）C 35176。含水率、溫度和剪切速率對原油乳狀液的影響和轉(zhuǎn)相關(guān)系見圖 222，由圖中可清楚地看出提高剪切速率和乳狀液的含水率、降低乳狀液的溫度有利于水包油型乳狀液的形成。 （ 2）溫度 溫度較高有利于油包水型乳狀液的形成，溫度較低有利于水包油型乳狀液的形成，但對于不同性質(zhì)的原油其影響大小不同。玻璃法：將一滴原油乳狀液放在玻璃或濾紙上，浸潤者為水包油型乳狀液，反之，為油包水型乳狀液。一般小于此含水率（即轉(zhuǎn)相點）時，乳狀液為油包水型；大于此含水率時，乳狀液為水包油