一、天然气分子量
分子量计算常用的方法是当已知天然气中各组分i的摩尔组成yi和分子量
Mi后，天然气的分子量按加合法则可由下式求得
M??(yiMi) （1-5）
i?1n式中 M——天然气分子量，克摩尔或公斤摩尔（g/gmol，kg/kmol）； yi——天然气各组分的摩尔组成； Mi——组分i的分子量。 二、天然气密度
天然气的密度定义为单位体积天然气的质量。在理想条件下，可用下式表示
?g?mpM? （1-6） VRT式中 ?g——气体密度，kg/ m3； m——气体质量，kg； V——气体体积，m3； P——绝对压力，MPa； T——绝对温度，K；
M——气体分子量，kg/kmol； R——气体常数，0.008471MPa?m。
kmol?K3对于理想气体混合物，用混合气体的视相对分子质量MWa代替单组分气体的相对分子质量M，得到混合气体的密度方程
?g?
三、天然气相对密度
天然气相对密度定义为：在相同温度、压力下，天然气的密度与空气密度之比。相对密度是一无因次量，常用符号?g表示。则
?g??g/?a （1-8）
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pMWa （1-7） RT式中 ?g——天然气密度 ?a——空气密度。 因为空气的分子量为28.96故
?g?M/28.96 （1-9） 一般天然气的相对密度在0.5—0.7之间，个别含重烃多的油田气或其它非烃类组分多的天然气相对密度可能大于1。
四、天然气的比容
天然气的比容定义为天然气单位质量所占据的体积，在理想条件下，可写成： ??
式中 υ——比容，m3/kg。
VRT1?? （1-11） mp?MWa?g第三节 天然气的粘度
粘度是流体抵抗剪切作用能力的一种量度。牛顿流体的动力粘度?定义为下列比值
????xy/(?ux/?y) （1-12）
式中 ?xy——剪切应力；
ux——在施加剪应力的x方向上的流体速度； ?ux/?y——在与x垂直的y方向上的速度ux梯度。
对纯流体，粘度是温度、压力和分子类型的函数；对于混合物，除了温度、压力外，还与混合物的组成有关。对于非牛顿流体，粘度同时是局部速度梯度的函数。
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方程式（1-12）定义的粘度称为绝对粘度，也称动力粘度。动力粘度的单位，由方程式（1-12）可导出，是Pa·S（帕·秒）。最常使用的粘度单位是厘泊。它与帕·秒的关系为：
1帕·秒[g/（cm·秒）]=10泊=1000厘泊 1泊=1（dyne）（sec）/cm2
此外，流体的粘度还可以用运动粘度来表示。运动粘度定义为绝对粘度?与同温、同压下该流体密度ρ的比值：
v?? （1-13） ?式中 v——运动粘度，mm2/s（厘沱），1厘沱=10-2cm2/s（沱） ?——绝对（动力）粘度，mPa.s； ρ——真空密度，kg/m3。
第四节 天然气含水量
大多数气田属气—水两相系统。天然气在地下长期与水接触过程中，一部分天然气溶解在水中，同时一部分水蒸汽进入天然气中。因此，从井内采出的天然气中，或多或少都含有水蒸汽。
一、天然气的水露点和烃露点
天然气的水露点是指在一定压力下与天然气的饱和水蒸汽量对应的温度；天然气的绝对湿度是指在一立方米天然气中所含水蒸汽的克数；天然气的烃露点是指在一定压力下，气相中析出第一滴“微小”的烃类液体的平衡温度。天然气的水露点可以用实验测定，也可由天然气的水含量数据查表得到。天然气的烃露点可由仪器测量得到，也可由天然气烃组成的延伸分析数据计算得到。与一般气体不同的是天然气的烃露点还取决于压力与组成，组成中尤以天然气中较高碳数组分的含量对烃露点影响最大。
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二、天然气中的含水量 1、天然气含水量表示方法
描述天然气中含水量的多少，统一用绝对湿度和相对湿度（水蒸汽的饱和度）表示，即每1 m3的湿天然气所含水蒸汽的质量称为绝对湿度，其关系式如下
X?Wp?VW （1-14） VRWT式中 X——绝对湿度，kg/ m3； W——水蒸汽的质量，kg； V——湿天然气的体积，m3； pVW——水蒸汽的分压，kg/ m2； T——湿天然气的绝对温度，K；
Rw——水蒸汽的体积常数，Rw=47.1kg. m3/(kg.K)。
若湿天然气中水蒸汽的分压达到饱和蒸汽压，则饱和绝对湿度可写成 Xs?psw （1-15） RwT式中 Xs——饱和绝对湿度，kg/ m3； pSW——水蒸汽的饱和蒸汽压，kg/ m2。
饱和绝对湿度是指在某一温度下，天然气中含有最大的水蒸汽量。在同样温度下，绝对湿度与饱和绝对湿度之比，称为相对湿度φ，它们的关系可写成
??Xp?VW （1-16） XSpSW绝对干燥的天然气，pVW=0，则φ=0；当湿天然气达到饱和时，pVW=pSW，则φ=1，一般湿天然气，0<φ<1。
2、影响天然气中含水汽量的因素
气藏形成过程中始终伴随地层水共存，即使没有边、底水，至少也存在束缚水，因此，气藏的气态流体中也总是含有水蒸汽，而且由于有共存水存在，所以水蒸汽总是处于饱和状态。水蒸汽含量高低主要与储层温度、压力、气体组成、液态水的含盐量等有关，具体如下：
（1）含水蒸汽量随压力增加而降低；
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（2）含水蒸汽量随温度增加而增加；
（3）在气藏中，与天然气相平衡的自由水中盐溶解度有关，随含盐量的增加，天然气中含水量降低；
（4）高密度的天然气组分，含水量少。 （5）气中N2含量高，会使水蒸汽含量降低。 （6）气中含CO2和H2S高会使水蒸汽含量上升。
随着天然气从地层条件下采出并输送到集气站时温度、压力的变化，水蒸汽可能从天然气中析出，形成凝析水，并可能在气井井底、管线中形成积液，从而导致气井产能、管线输气能力降低；此外，析出的游离态水在一定的温度和压力条件下还可能与天然气生成固态水合物，引起阀门、管线的堵塞；水与H2S、CO2一起，还会使管线、设备和仪表加剧腐蚀，直接影响天然气计量的准确度，给天然气的安全生产、输送和加工造成很大的危害。因此，天然气中水含量的准确确定，对于天然气的开采、输送和加工都有着极其重要的意义。
三、天然气中含水量的确定方法
天然气中含水量的确定方法有三大类，即实验测定、查图版、公式计算法。
第五节 天然气的热值
天然气是洁净、优质燃料，热值是其重要的指标。
天然气热值为其完全燃烧（燃烧反应后生成最稳定的氧化物或单质）所发出的热量，用每千克或每立方米千焦表示，单位为kJ/m3，4.1868kJ=1kcal（千卡）。天然气热值有高热值（或总热值）和低热值（或净热值）之分。天然气自身完全燃烧后发出的热量加上燃烧生成的水蒸汽又凝析成水所放出的汽化潜热的热值为高热值，水的汽化潛热为2256.7kJ/kg。气体燃烧时，由于烟筒内烟道气温还很高，水蒸汽常不可能凝析成水，汽化潜热常不能利用，所以低热值就是从高热值中减去这部分汽化潜热所获得的净热值，工程上通常用的是这部分热值。
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