原油的流動性和溫度依賴性

關鍵詞

粘度，屈服應力，溫度，流動性

簡介

目前原油仍然是世界上重要的能源，而且還是許多重要材料，例如聚合物和藥物等的原料之一。由于不同原油的組成復雜且不同，且原油需求量仍然在上漲，因此每一個油田的采收過程都需要通過優化。

原油的流變性能是其采收和運輸過程中非常重要的參數之一。例如，一定溫度范圍內不同剪切速率下的粘度直接反映了其不同的應用性能，例如油田內的流動性、儲存穩定性及運輸性。其溫度依賴性則直接影響不同條件下其管道運輸過程。快速、可靠的確定原油的流變性能，對設計具有成本效益的采收或運輸過程是十分重要。

Thermo Scientific HAAKE Viscotester iQ流變儀（見圖1）功能強大，能十分精確地檢測原油流變性質，例如其粘性行為、屈服應力、溫度依賴性等。配置Peltier同軸圓筒 TM-PE-C 和熱交換器 HX iQ 后，HAAKE Viscotester iQ流變儀就成為一個完整獨立的設備，只要插上電源就可以工作。因此HAAKE Vis-cotester iQ 是一款緊湊便攜、適合于油田的移動應用儀器。

圖1 Thermo Scientific HAAKE Viscotester iQ 智能流變儀，

配備帶同軸圓筒測試夾具Peltier 同軸控溫單元。

圖2所示HAAKE Viscotester iQ 檢測某種原油在21℃下的粘度隨剪切速率的變化，剪切速率變化范圍為

0.023-3526 s-1（0.01-1500 rpm），Peltier 溫控單元 TM-PE-C ，測試夾具為同軸圓筒CC26。

從圖中可以看出原油樣品表現出強烈的假塑性。在低剪切速率下該原油的粘度約為1000 mPas，隨著剪切速率的增加其粘度迅速降低，當剪切速率升高至約 3000 s-1時，其粘度約為 35 mPas。在較高的剪切速率下，其假塑性變得不明顯，原油幾乎表現為牛頓流體。測量結果也顯示此種原油在測試溫度下具有一定的屈服應力。Thermo Scientific HAAKE RheoWin 軟件可以根據Herschel-Bulkley方程計算出屈服應力值：

使用 HAAKE Viscotester iQ 進行溫度依賴性實驗，測量夾具為CC26，溫度變化范圍為50-0℃，冷卻速率為-1K/min，剪切速率為50 s-1。測試結果如圖3所示。

當溫度高于25℃時，此種原油的粘度值較低且基本 不變。當溫度低于20℃且不斷降低時，其粘度快速增加，說明開始出現結晶現象，當溫度約為0℃時，粘 度超過了 6000 mPas。此快速檢測可以非常有效地得到原油的溫度依賴性。

結論

Thermo Scientific HAAKE Viscotester iQ流變儀可以快 速、簡單且精確地檢測原油完整的流變性質。其操作靈活，可以根據相應的應用需求快速方便地調整測量參數。其結果對于油田領域的研發或現場應用都非常具有意義。根據測得的數據，可以選擇運輸技術和化學添加物，保證操作過程順利有效地進行。