28. Реологические свойства нефти.

В отличии от индивидуальных жидкостей вязкостные (точнее реологические) свойства нефти следует рассматривать как свойства коллоидно- дисперсных систем, склонных при определенных условиях к образованию объемных структур с четко выраженной тиксотропией (свойство парафинистых нефтей и агрегативно- устойчив эмульсий обладать свойством самопроизвольного увеличения прочности структуры во времени и восстановления структуры после ее разрешения). Вязкостные характеристики нефтей зависят от нескольких факторов: количественного содержания высокоплавких парафиновых и асфальто-смолистых веществ и их состояние в нефти, наличие растворенного газа и полярных поверхностно- активных компонентов и т.д. Основные факторы, приводящие к резкому изменению реологических свойств нефтей: температура и давление (для разгазированных нефтей), содержание, дисперсный состав агрегативная устойчивость глобул воды для обводненных эмульсионных нефтей. На практике для характеристики вязкостных свойств нефтей обычно пользуются понятием кинематической вязкости. Вязкость товарных нефтей определяется их химическим составом и при нормальных условиях может колебаться от единиц до тысяч Па*с. Большое влияние на вязкость нефтей оказывают содержание асфальто- смолистых веществ и парафина, структурно- групповой состав и молекулярная масса углеводородов. Нефти с большим содержанием высокоплавких парафинов в высоком диапазоне изменения содержанием асфальто-смолистых веществ, как правило, не образуют структуры и относятся к ньютоновским жидкостям, т.е. не проявляют аномалии вязкости. Нефти с малым содержанием асфальто-смолистых веществ в зависимости от содержания парафина могут образовать структуру в статическом состоянии и проявлять аномалию вязкости. Подобные нефти не могут быть отнесены к ньютоновским жидкостям. Аналогичные явления могут наблюдаться и при повышении обводненности нефти.

29. Физическая сущность явлений, происходящих при движении газожидкостных смесей в трубах.

Большинство нефтепроводов, проложенных по площадям месторождений, работает с неполным заполнением сечения трубы нефтью (Н), т.е. часть сечения трубы обычно бывает, занята газом (Г). Т.е. транспортируются не однофазные, а двухфазные (Н+Г) или трехфазные (Н+Г+В) жидкости, характеризующиеся различными структурными формами. Основная сложность изучения движения таких потоков – в газожидкостном потоке происходит относительное движение фаз, обусловленное их разными плотностью и вязкостью, т.е. имеет место скольжение этих фаз. Под структурной формой движения двухфазного и трехфазного потоков понимают взаимное расположение газовой и жидкой фаз в процессе их движения по трубопроводу.

Структуры газожидкостных потоков в горизонтальных трубах

1- поток с пузырьками газа в верхней образующей; 2- поток с началом образования газовых пробок; 3- расслоенный поток; 4- волновой поток; 5- пробковое течение; 6- эмульсионный (сотовый) поток; 7- пленочный поток.

В нефтесборных самотечных и смешанных коллекторах скорости движения жидкости незначительные, вследствие чего в этих трубопроводах могут быть следующие режимы потока.

1. Засоряющий режимнефти, транспортируемая по сборным коллекторам, почти всегда представляет собой эмульсию (нефть + вода), содержащую большее или меньшее количество взвешенных механических частиц. В процессе движения жидкости из этой эмульсии выпадает свободная вода, кристаллы парафина, соли, механические примеси и пр. этот режим возникает тогда, когда частиц и механических примесей парафинистого шлама вследствие малых скоростей потока жидкости не увлекаются потоком и оседают на дно трубы.

2. Режим расслоенного движения.Возникновение этого режима возможно при условиях, когда скорость потока меньше критической скорости взвешивания. При этом режиме потока, в нижней части трубы движется концентрированная эмульсия с меньшими скоростями, чем в верхней части трубы, где движется однофазная жидкость. Возникновение1 и2режимов в сборных коллекторах вызывает осложнение в работе самотечных нефтепроводов.

3. Самоочищающий режим.Он наблюдается тогда, когда скорость потока больше критической скорости взвешивания. Силы взвешивания пи этом режиме больше силы тяжести, и концентрация дисперсной фазы в нефти постоянна по всей длине трубопровода.