天然气具有可压缩性，处于地层压力、温度条件下的天然气，呈压缩状态。在地层中渗流或井筒流动过程中，随压力逐渐降低体积发生膨胀，各种物性参数均随温度、压力而发生变化。通常用气体状态方程来计算压力、体积、温度之间的变化关系，在石油工程中常用天然气高压物性参数来描述这些变化。

在油气藏工程计算中，经常需要将油气藏条件（高压、高温）下天然气体积（也称为地下体积）换算到标准状态下的体积（也称为地面体积）。

天然气体积系数（Gas Formation Volume Factor）B_g定义为：一定量的天然气在油气层条件（某一油藏压力、温度）下的体积V与其在地面标准状态（20℃，0.1兆帕）下所占体积V_sc之比，即：

…（1）

式中B_g为天然气体积系数；V_sc为一定量天然气在标准状况下的体积；V为一定量天然气在油气层条件下的体积。

因为在地面标准状况下，天然气近似理想气体，即偏差因子（或称压缩因子），气体体积可按状态方程来计算：

…（2）

式中P_sc、V_sc、T_sc分别代表标准状况下天然气的压力、体积和温度。

在油气藏压力为P、温度为T的条件下，等量的天然气所占的体积V可按真实气体状态方程求出，即：

…（3）

将标准状况下的体积（式2）和油气藏条件下的体积（式3）代入式（1）可得：

…（4）

式中t为油气层温度。该式即为天然气体积系数的计算公式。天然气体积系数B_g实质上描述了一定量天然气由油气层状态变化到地面压力、温度时所引起的体积变化的换算系数。

关于标准状态的规定，不同行业机构的定义见下表。

对实际油气藏，地层压力远远高于地面压力（几十倍，甚至几百倍），而地面与地层温度一般相差几倍，故天然气体积由地下采到地面后会发生几十倍、几百倍的膨胀，致使B_g这一数值远小于1。

膨胀系数定义为地面体积与地下体积之比，，即由油气层状态变化到地面状态时所引起的体积膨胀倍数。

在气藏开发过程中，随着天然气的不断采出，气藏压力在不断降低，B_g是气藏压力的函数，即，（C为系数）。

天然气等温压缩率（又称弹性系数）是指在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率，用C_g表示。其数学表达式为：

…（5）

由于随着压力的增加，气体体积减小，为负值，为保证C_g为正值，故在式（5）右边加一个负号。

式（5）中，气体体积的变化率可以由真实气体状态方程求得：

…（6）

求微分得：

…（7）

将式（6）和（7）代入式（5）则可得C_g计算式：

…（8）

在气藏工程计算中，当计算油气藏弹性储量大小时，需要用到气体等温压缩率这个参数。

天然气是黏性流体，黏度是流体流动时内部摩擦而引起的阻力大小的量度。天然气的黏度要比原油或地层水的黏度低得多。天然气的黏度单位常用厘泊或微泊表示。气体的黏度取决于气体的组成、压力和温度。在高压和低压下其变化规律不同。

在接近大气压时，气体的黏度几乎与压力无关，随温度的升高而增大。根据气体分子动力学，气体黏度为：

…(9)

式中为气体密度；为气体分子平均运动速度；为气体分子平均自由行程。

式（9）表明，气体黏度大小与、、有关。而在这三个量中，分子运动速度与压力无关，气体密度与压力成正比，而分子平均自由程却与压力成反比。可以认为，、、三者的乘积几乎与压力无关（该结论仅适用于接近大气压时）。当温度增高时，气体分子的热运动加剧，平均速度增加，分子间碰撞增多，内摩擦阻力增加，使黏度也增大。

高压下的黏度有剩余黏度法和半径验法两种计算方法。

剩余黏度法是常用的计算高压下黏度的方法，其表达式为：

…（10）

式中为高压天然气黏度；为低压天然气黏度；为系数；为天然气视对比密度；为天然气视临界密度；为天然气分子量；为压缩系数。

有学者根据4个石油公司提供的8个天然气样品，在温度37.8～171.2℃和压力0.1013～55.158兆帕的条件下，进行黏度和密度实验测定，得到下列相关经验方程：

…（11）

其中：

…（12）

…（13）

…（14）

式中为天然气在和条件下的黏度；为天然气所处的温度；为天然气视分子量；为天然气的密度。压力对天然气黏度的影响，已经隐含在天然气密度的计算公式中。

这种方法不包括非烃类气体的校正，对纯烃类气体计算的黏度值允许的标准偏差为±3%，最大偏差约为10%，对大多数气藏工程的计算具有足够的精度。