ЛЕКЦИЯ 5 ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ НЕФТЕГАЗОВЫХ ФЛЮИДОВ. ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ Лекционный курс «МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЙ» - презентация

1 ЛЕКЦИЯ 5 ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ НЕФТЕГАЗОВЫХ ФЛЮИДОВ. ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ Лекционный курс «МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЙ»

2 НЕОБХОДИМОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ПРИРОДНЫХ НЕФТЕЙ Прогнозирование однофазных и многофазных потоков Конструирование трубопроводов Прогнозирование эффективности методов разработки месторождений с использованием вытеснения водой или газом

3 СХЕМА ВЫТЕСНЕНИЯ Продуктивная скважина ВОДА НЕФТЯНОЙ ПЛАСТ

4 Закон Дарси – В 1856 г. сформулировал знаменитый закон Дарси – Этот закон является фундаментальным для многих отраслей науки и техники, в том числе и для нефтегазовой промышленности. Генри Дарси ( ). Инженер - гидравлик

5 ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ПОТОКИ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ u – Скорость Дарси (см/с) q – поток (cм 3 /с) A – сечение (cм 2 ) k – проницаемость (Д) - вязкость (сП) dp - приращение давления (атм) dx - перемещение (см)

6 ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ Динамическая вязкость - сантипуаз (сП): 1 сП = грамм / 100 сек см Кинематическая вязкость = / - сантистокс (сСт): 1 сСт = сП см 3 / г В системе СИ : [ ] = кг/м с = Н с/м 2 = Па с [ ] = м 2 /с

7 НЬЮТОНОВСКИЕ ЖИДКОСТИ В модели Ньютона динамическая вязкость является коэффициентном пропорциональности между напряжением сдвига и скоростью сдвига (градиентом скорости)

8 Линейная зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига для ньютоновской жидкости Наклон прямой.

9 ПРОФИЛИ СКОРОСТЕЙ ПРИ ЛАМИНАРНОМ ТЕЧЕНИИ

10 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЛАМИНАРНОГО ТЕЧЕНИЯ В ТРУБАХ Потери давления на трение Скорость сдвига на стенке трубы

11 ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ. ВИСКОЗИМЕТРЫ - вискозиметры с падающим шариком - капиллярные вискозиметры - вискозиметры с вращающимися цилиндрами

12 Вискозиметр с падающим шариком FDFD FBFB W При установившейся скорости v уст сумма всех сил равна нулю F D + F B – W = 0 F D = 3 v уст D F B = liquid ( D 3 /6) W = solid ( D 3 /6) 3 v уст D + liquid ( D 3 /6) - solid ( D 3 /6) = 0 3 v уст = ( solid – liquid )(D 2 /6) = [( solid – liquid )D 2 ]/18v уст v расстояние

13 Вискозиметр Освальда Вискозиметр Уббелоде КАПИЛЛЯРНЫЕ ВИСКОЗИМЕТРЫ

14 Измеряют время t протекания жидкости сквозь капилляр длиной L перепад давления в столбе жидкости высотой L : P = g L, = R 4 t P / 8 V L, где R - радиус капилляра, V - объем протекшей жидкости

15 15 Materials Electrochemistry Lab. Materials Science & Engineering, K-JIST АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КАПИЛЛЯРНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР Вискозиметр с автоматическим измерением времени протекания

16 Вискозиметр с вращающимися цилиндрами В таких приборах измеряют вязкость буровых растворов

17 Вращающийся вискозиметр Цилиндры - как бесконечные параллельные пластины