原油粘度實(shí)驗(yàn)測定

1、原理

在地層條件下，鋼球在光滑的盛有地層油的標(biāo)準(zhǔn)管中自由下落，通過記錄鋼球的下落時(shí)間，由下式計(jì)算原油的粘度：

其中，

t——鋼球下落時(shí)間，s；

ρ₁，ρ₂——鋼球和原油的密度，g/ cm3；

k——粘度計(jì)常數(shù)，與標(biāo)準(zhǔn)管的傾角、鋼球的尺寸及密度有關(guān)。

2、地層油粘度測量

（1）將地層油樣轉(zhuǎn)到落球粘度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)管中，用超級恒溫水浴將溫度保持在地層溫度；

（2）轉(zhuǎn)動(dòng)落球粘度計(jì)上部朝下，使鋼球吸到上部磁鐵上；

（3）轉(zhuǎn)動(dòng)落球粘度計(jì)上部朝上，固定一個(gè)傾角。打開開關(guān)，鋼球開始下落，同時(shí)計(jì)時(shí)開始，當(dāng)鋼球落到底部時(shí)自動(dòng)停止計(jì)時(shí)，記錄鋼球下落時(shí)間t。重復(fù)試驗(yàn)3次以上，直到所測的時(shí)間基本相同為止。

（4）改變傾角，重復(fù)試驗(yàn)。

1、地層溫度下地面脫氣油粘度

Glaso（1980）公式：

式中：

2、飽和壓力和飽和壓力以下的地層原油粘度

Beggs和Robinson（1975）公式：

式中：

3、飽和壓力以上地層原油粘度

Vazques和Beggs（1980）公式

式中：

原油粘度動(dòng)力粘度

動(dòng)力粘度是液體層相距1厘米，其面積各為1(平方厘米)相對移動(dòng)速度為1厘米/秒時(shí)所產(chǎn)生的阻力，單位為克/厘米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般：工業(yè)上動(dòng)力粘度單位用泊來表示。

原油粘度運(yùn)動(dòng)粘度

在溫度t℃時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度用符號γ表示，在國際單位制中，運(yùn)動(dòng)粘度單位為斯，即每秒平方米(m2/s)，實(shí)際測定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s)。運(yùn)動(dòng)粘度廣泛用于測定噴氣燃料油、柴油、潤滑油等液體石油產(chǎn)品深色石油產(chǎn)品、使用后的潤滑油、原油等的粘度，運(yùn)動(dòng)粘度的測定采用逆流法。

原油粘度條件粘度

指采用不同的特定粘度計(jì)所測得的以條件單位表示的粘度，各國通常用的條件粘度有以下三種：

①恩氏粘度，又叫恩格勒(Engler)粘度。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度(如：50℃、80℃、100℃)下，從恩氏粘度計(jì)流出200毫升試樣所需的時(shí)間與蒸餾水在20℃流出相同體積所需要的時(shí)間(秒)之比。溫度to時(shí)，恩氏粘度用符號Et表示，恩氏粘度的單位為條件度。

②賽氏粘度，即賽波特(sagbolt)粘度。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度(如100oF、F210oF或122oF等)下從賽氏粘度計(jì)流出200毫升所需的秒數(shù)，以“秒”單位。賽氏粘度又分為賽氏通用粘度和賽氏重油粘度(或賽氏弗羅(Furol)粘度)兩種。

③雷氏粘度，即雷德烏德(Redwood)粘度。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度下，從雷氏度計(jì)流出50毫升所需的秒數(shù)，以“秒”為單位。雷氏粘度又分為雷氏1號(Rt表示)和雷氏2號(用RAt表示)兩種。

上述三種條件粘度測定法，在歐美各國常用，我國除采用恩氏粘度計(jì)測定深色潤滑油及殘?jiān)屯?，其余兩種粘度計(jì)很少使用。三種條件粘度表示方法和單位各不相同，但它們之間的關(guān)系可通過圖表進(jìn)行換算。同時(shí)恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度也可換算，這樣就方便靈活得多了。

原油粘度內(nèi)因

1、原油的化學(xué)組成是決定粘度高低的內(nèi)因，是原油粘度的主要影響因素。

一般地說，原油的分子量越大，則粘度越高，原油中非烴含量（即膠質(zhì)-瀝青含量）的多少對原油粘度有著重大的影響。瀝青是具有短側(cè)鏈的氧、硫氮化合物（稠環(huán)芳烴），碳?xì)浔却笾聻?0，分子量從103到105，膠質(zhì)與瀝青組分相似，僅分子量比瀝青小。兩者均具有一定粘性，為黑色、半固體狀的無定形物。

大分子化合物（膠質(zhì)-瀝青質(zhì)）的存在，引起原油液層分子的內(nèi)摩擦增大，使原油粘度增大。

膠質(zhì)-瀝青質(zhì)含量較高或溫度較低時(shí)，原油中形成膠體結(jié)構(gòu)而使原油表現(xiàn)出非牛頓流體特性，例如高粘原油表現(xiàn)出觸變性、具有一定的靜剪切應(yīng)力或隨剪切速率的增加而粘度降低等。

原油膠質(zhì)瀝青含量提高，則原油粘度、原油密度均提高。

2、地層原油的溶解氣量的多少也是影響原油粘度的主要因素之一。

溶解氣油比越大，粘度越低。這是因?yàn)榈貙佑腿芙鈿庖院螅挂后w分子間的引力部分地轉(zhuǎn)變?yōu)闅?液分子間的引力，而后者的引力卻遠(yuǎn)比前者小得多，從而使地層內(nèi)含氣油內(nèi)摩擦阻力減小，地層油的粘度也就隨之地降低。同一原油，地面脫氣油要比地層油粘度高，一方面由于脫氣引起粘度增加，另一方面地面溫度比地下溫度低，也引起粘度升高。

原油粘度外因

1、原油粘度對于溫度的變化是很敏感的。

溫度提高，原油粘度降低。各種原油對溫度的敏感性不同，對有些原油溫度升高l0℃，原油粘度降低約一半。

2、壓力對地層原油粘度的影響，以飽和壓力為界，在不同區(qū)間段壓力對粘度的影響不同。

當(dāng)壓力高于飽和壓力時(shí)，壓力的增加引起地層油的彈性壓縮，油的密度增大，液層間摩擦阻力也增大，原油的粘度相應(yīng)增大。

當(dāng)?shù)貙訅毫π∮陲柡蛪毫r(shí)，隨著地層壓力的降低，油中溶解氣不斷分離出來，地層原油粘度急劇增加。

原油粘度的最低點(diǎn)對應(yīng)于飽和壓力，曲線的拐點(diǎn)就是該地層油的泡點(diǎn)。

根據(jù)上述分析可以看出，在油田開發(fā)過程中，應(yīng)保持油層壓力高于飽和壓力，防止氣體從地層原油中分離出來，以免造成地下原油粘度增大。

1.恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度的換算

運(yùn)動(dòng)粘度ν（mm²/s）=7.310E-6.31/0E 2）

2.雷氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度的換算

運(yùn)動(dòng)粘度ν（mm²/s）=0.26R-172/R ，當(dāng)R>225s時(shí)，則用ν（mm²/s）=0.26R

3.賽氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度的換算

ν（mm²/s）=0.225S當(dāng)S>285s時(shí)用上式。 2100433B