原油粘温曲线的测定
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原油粘温曲线的测定
当流体为牛顿流体时,粘度值只与温度有关而不随剪切速率变化,当流体为非牛顿流体时,粘度值不仅与温度有关而且随剪切速率(和剪切时间)变化而变化。
当原油在管道中进行层流流动时,设管道壁剪切速率为Drw,则原油质点受到流动剪切的剪切速率在
之间。
按照原油的粘度范围,在粘度计上选一接近或等于Drw的剪切速率,模拟管道的低剪切速率并恒定在该剪切速率下测量原油粘温曲线,这种测量方法我们暂且称之为“单剪速测量”。
在较为规范的应用中,一种是在进入原油具有触变性的温度范围时,“逐点平衡”测量,即在所有温度点取“平衡粘度”,可称之为“单剪切逐点平衡测量”;另一种是在进行模拟现场降温过程的试验时,进行“单剪速测量”,可称之为“单剪速模拟测量”,在原油为牛顿流体的温度范围,测得的粘度值就是原油在相应温度和所有剪速下的表观粘度,这种测量方法所得的粘温曲线,见图一。
图一单剪速测量所得粘温曲线示意图
很显然,用“单剪速模拟测量”进行的模拟试验是一种更为理想的
模拟试验方法,但如何定量的模拟泵剪切仍是值得探索的课题。
这种测量方法特别适用于为进入现场应用而进行的热处理或添加降凝剂处理模拟试验,当试验还能较好得模拟泵剪切时,所得的模拟试验数据将会特别有价值。
我们知道,对于含蜡原油,即使经过热处理或添加降凝剂处理,在其接近凝点的温度范围仍表现出明显的触变性:即在一定的剪切速率下,剪切应力或表观粘度随剪切时间的增加而减小,最后趋于平衡(即可得到所谓“平衡粘度”)。
“单剪速模拟测量”方法在测量具有触变性的原油时,并不局限于“获得平衡粘度”的考虑,而是着眼于原油在管道中流动时实际遭受的剪切过程—在一定的温降过程或热历史中,0~Drw剪切速率范围内剪切时间和表观粘度的关系。
当原油进入非牛顿流体温度且流动为层流时,模拟试验是否应在0~Drw的剪切速率范围内,进行若干个单剪切速率粘温测试,则是应进一步探讨的问题。