Gas Compressibility Factor (Z-Factor)

Definisi

Z factor (faktor deviasi gas nyata, atau faktor compressibility gas) adalah faktor koreksi yang menyatakan seberapa jauh perilaku gas nyata menyimpang dari hukum gas ideal, muncul dalam persamaan keadaan gas nyata $\rho = \frac{pM}{ZRT}$, di mana untuk gas ideal $Z=1$ selalu.

Pembahasan

Pada tekanan dan suhu reservoir yang tinggi, molekul-molekul gas cukup berdekatan sehingga gaya antar-molekul dan volume molekul itu sendiri tidak lagi dapat diabaikan seperti asumsi gas ideal — inilah yang membuat $Z$ menyimpang dari 1, biasanya turun terlebih dahulu (di bawah 1) pada tekanan menengah lalu naik kembali (dapat melebihi 1) pada tekanan sangat tinggi. Nilai $Z$ bergantung pada tekanan, suhu, dan komposisi gas, biasanya diperoleh dari korelasi empiris (seperti korelasi Standing-Katz) atau dihitung dari persamaan keadaan.

Variasi $Z$ terhadap tekanan menyebabkan persamaan aliran gas bersifat nonlinear, berbeda dari formulasi cairan yang umumnya mengasumsikan compressibility konstan. Inilah sumber utama mengapa diperlukan pendekatan pseudo-pressure untuk melinearkan kembali persamaan aliran gas agar dapat menggunakan metode analisis yang sama dengan cairan.

Signifikansi

Z factor adalah salah satu dari dua sumber utama nonlinearitas pada persamaan aliran gas (bersama viskositas gas yang juga berubah terhadap tekanan), dan akurasinya secara langsung memengaruhi ketepatan perhitungan volume gas di tempat maupun perilaku aliran gas dalam simulasi.