地质流体状态方程的理论临界条件及其对临界区计算精度的影响
现有的地质流体状态方程大多数只适合超临界流体,其中只有少数方程能够适用于整个亚临界区或离临界点较近的亚临界区.这些方程的参数拟合一般都没有采用实验临界条件的约束,其原文也没有给出方程的理论临界条件.本文作者发现,那些只能用于超临界条件或能同时用于亚临界和超临界条件的状态方程在理论和实验临界点附近对压力-体积-温度(PVT)性质的计算值与实验值相差较大或很大;而且,在临界温度(TC)的实验值和理论值之间,状态方程会给出一个气-液共存区.这显然与实验结果不符.因此,精确地算出状态方程的理论临界条件,并对方程在理论和实验的临界区内的PVT性质的计算偏差及其与理论临界条件的关系进行分析是很有必要的.根据临界点的基本性质，压力在等温条件下对密度(ρ)的一、二阶偏导数在临界点处等于0，当T>Tc和T<Tc时，压力对密度的一阶偏导数在P-ρ曲线拐点处的符号正好相反。利用这个特点和(1)式中的约束条件可以求出纯流体的理论临界条件，即PC、VC和Tc。本文作者算出了几种常用地质流体状态方程所适用的流体组分的理论临界条件（表1）。在此基础上，本文作者设计出在给定温压下求非线性状态方程体积根的一种稳定算法。表2是用此法算出的几种状态方程在水的临界区及其临近区域内的体积偏差的统计结果。可以看出，理论临界温度或压力(Tc或Pc)与实验临界值相差越大，状态方程的平均体积偏差和最大体积偏差也越大。
地质流体 状态方程 理论临界条件 计算精度
王向辉 胡家文 郭磊
石家庄经济学院资源学院,石家庄 050031
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2015-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）