[发明专利]一种高含硫气体单质硫饱和溶解度的计算方法

说明书

本发明公开了一种高含硫气体单质硫饱和溶解度的计算方法，包括以下步骤：确定单质硫在单质硫纯组分条件下的逸度系数一；确定单质硫在目标高含硫气体条件下的逸度系数二；根据所述逸度系数一和所述逸度系数二，确定单质硫在所述目标高含硫气体中的饱和溶解度。本发明能够在没有相关井单质硫饱和溶解度数据的前提下，针对单井气体组分预测其单质硫饱和溶解度，且预测结果精确度高，能为高含硫气藏的开发提供技术支持。

技术领域

本发明涉及气藏开发技术领域，特别涉及一种高含硫气体单质硫饱和溶解度的计算方法。

背景技术

在高含硫气藏实际开发过程中，常运用单质硫的饱和溶解度预测模型来预测高含硫气藏的单质硫饱和溶解度，其能够避免室内实验测试高含硫酸性气样单质硫饱和溶解度的危险性，以及减少投入资金。

然而，现有的单质硫饱和溶解度预测模型，大多为经验模型或在经验模型的基础上进行改进，模型使用的前提是利用已知井的单质硫溶解度数据进行拟合。这种模型存在的问题在于，实际工况中存在组分不同但密度相同的气体，但其中由于酸性气体含量不同，整体表现的硫溶解度差距较大，因此，利用现有模型获得的单质硫饱和溶解度预测结果并不准确。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种高含硫气体单质硫饱和溶解度的计算方法。

本发明的技术方案如下：

一种高含硫气体单质硫饱和溶解度的计算方法，包括以下步骤：

确定单质硫在单质硫纯组分条件下的逸度系数一；

确定单质硫在目标高含硫气体条件下的逸度系数二；

根据所述逸度系数一和所述逸度系数二，确定单质硫在所述目标高含硫气体中的饱和溶解度。

作为优选，所述逸度系数一通过以下步骤确定：

S1：建立纯组分固液气状态方程，并获得所述纯组分固液气状态方程的无因次参数形式；

S2：对所述纯组分固液气状态方程的无因次参数形式进行偏导，使其一阶偏导和二阶偏导为0，得到优化目标函数；

S3：对所述优化目标函数添加约束条件；

S4：寻找所述优化目标函数的最优参数值，获得所述优化目标函数中的临界点参数的无量纲值；

S5：根据所述临界点参数的无量纲值，获得所述临界点参数；

S6：根据所述临界点参数，获得所述纯组分固液气状态方程中的未知数；

S7：将步骤S6获得的未知数代入所述纯组分固液气状态方程，并对所述纯组分固液气状态方程进行求解，获得固相体积、液相体积、气液平衡体积以及气相体积；

S8：根据所述固相体积、液相体积、气液平衡体积以及气相体积，结合pV＝ZRT状态方程获得固相压缩系数、液相压缩系数、气液平衡压缩系数以及气相压缩系数；

S9：根据所述固相体积和所述固相压缩系数，结合纯组分逸度系数计算公式，获得单质硫在单质硫纯组分条件下的逸度系数一。

作为优选，步骤S1中，所述纯组分固液气状态方程为：

式中：p为压力，MPa；R为理想气体常数，J/mol·K；T为温度，K；V为体积，cm³/mol；b为固体的最小体积，cm³/mol；d为固体的最大体积，cm³/mol；c为液体的最小体积，cm³/mol；a为与分子间引力有关的参数；

所述纯组分固液气状态方程的无因次参数形式为：