Лекция № 11 Вязкость пластовой нефти.
Она всегда отличается от вязкости дегазированной нефти в следствии большого кол-ва растворенного газа, повышенной температурой плавления и давления. При этом все нефти подчиняются следующим закономерностям:
повышение давления приводит к некоторому снижению вязкости (рис. 1)
рис. 1
повышение давления вызывает некоторое увеличение вязкости при условии, что Рпл > Рнас (рис. 2)
рис. 2
Комментарий к рис. 2: по мере увеличения давления (уч-к АВ) вязкость нефти уменьшается, т.к. увеличивается кол-во растворимого в нефти газа. В точке “В” Р = Рнас и весь свободный газ растворен в нефти, дальнейшее увеличение давления приводит к некоторому увеличению вязкости нефти за счет упругого сжатия последней.
Вязкость нефти уменьшается с увеличением температуры, при этом увеличение давления уменьшает темп падения вязкости (рис. 3)
рис.
3
Примечание: давление насыщения нефти газом указано в начале каждой линии.
Наиболее высокая скорость снижения вязкости отмечается при начальном увеличении температуры (уч-к АВ), в дальнейшем снижение вязкости замедляется (уч-к ВС). По данной кривой можно подобрать наиболее оптимальную температуру нагрева нефти. Высоковязкие нефти со значительной плотностью обладают большим темпом снижения вязкости, чем нефти имеющие меньшую вязкость и плотность растворенного газа. При растворении азота вязкость увеличивается, а при УВ газов она уменьшается, тем больше, чем меньше их молекулярная масса этих газов. С увеличением содержащихся АСВ вязкость возрастает, как для пластовых, так и для дегазированных нефтей. Значительное содержание асфальтенов в нефти переводят нефть в разряд неньютоновских нефтей, фильтрация которых не подчиняется линейному закону фильтрации Дарси.
В пластовых условиях вязкость нефти может быть в 10 раз меньше вязкости дегазированной нефти.
Вязкость нефти в пластовых условиях изменяется от десятых долей до мПа·с до 2000 - 3000 мПа·с. Сведения о вязкости используют при определении дебита скважин, при подборе нефтепромыслового оборудования и др гидродинамических расчетах.
Определение вязкости.
Вязкость нефти определяется экспериментальным путем на специальном вискозиметре ВВД – У, который поступает вместе с установками типа УИПН и АСМ. Принцип действия вискозиметра основан на измерении времени падения металлического шарика в исследуемой жидкости.
Вязкость нефти при этом определяют по формуле :
μ = t (ρш – ρж ) · k (1)
t – время падения шарика, с
ρш и ρж - плотность шарика и жидкости, кг/м3
k – постоянная вискозиметра
Когда необходимо измерить вязкость в широких пределах напряжений сдвига или перепада давления применяют капиллярные и ротационные вискозиметры
пропуская нефть ч/з капилляр с различным объемом расходов, на концах капилляра опред-т перепад давления
r – радиус капилляра
∆Р - перепад давления на концах капилляра (Па)
μ – вязкость
L – длина капилляра