原油的流动性和温度依赖性

关键词

粘度，屈服应力，温度，流动性

简介

目前原油仍然是世界上最重要的能源，而且还是许多重要材料，例如聚合物和药物等的原料之一。由于不同原油的组成复杂且不同，且原油需求量仍然在上涨，因此每一个油田的采收过程都需要通过优化。

原油的流变性能是其采收和运输过程中非常重要的参数之一。例如，一定温度范围内不同剪切速率下的粘度直接反映了其不同的应用性能，例如油田内的流动性、储存稳定性及运输性。其温度依赖性则直接影响不同条件下其管道运输过程。快速、可靠的确定原油的流变性能，对设计具有成本效益的采收或运输过程是十分重要。

Thermo  Scientific   HAAKE   Viscotester   iQ流变仪（见图1）功能强大，能十分精确地检测原油流变性质，例如其粘性行为、屈服应力、温度依赖性等。配置Peltier同轴圆筒 TM-PE-C 和热交换器 HX iQ 后，HAAKE Viscotester iQ流变仪就成为一个完整独立的设备，只要插上电源就可以工作。因此HAAKE Vis-cotester iQ 是一款紧凑便携、适合于油田的移动应用仪器。

图1 Thermo Scientific HAAKE Viscotester iQ 智能流变仪，

配备带同轴圆筒测试夹具Peltier 同轴控温单元。

图2所示HAAKE Viscotester iQ 检测某种原油在21℃下的粘度随剪切速率的变化，剪切速率变化范围为

 0.023-3526 s-1（0.01-1500 rpm），Peltier 温控单元 TM-PE-C ，测试夹具为同轴圆筒CC26。

从图中可以看出原油样品表现出强烈的假塑性。在低剪切速率下该原油的粘度约为1000 mPas，随着剪切速率的增加其粘度迅速降低，当剪切速率升高至约 3000 s-1时，其粘度约为 35 mPas。在较高的剪切速率下，其假塑性变得不明显，原油几乎表现为牛顿流体。测量结果也显示此种原油在测试温度下具有一定的屈服应力。Thermo Scientific HAAKE RheoWin 软件可以根据Herschel-Bulkley方程计算出屈服应力值：

使用 HAAKE Viscotester iQ 进行温度依赖性实验，测量夹具为CC26，温度变化范围为50-0℃，冷却速率为-1K/min，剪切速率为50 s-1。测试结果如图3所示。

当温度高于25℃时，此种原油的粘度值较低且基本 不变。当温度低于20℃且不断降低时，其粘度快速增加，说明开始出现结晶现象，当温度约为0℃时，粘 度超过了 6000 mPas。此快速检测可以非常有效地得到原油的温度依赖性。 

结论 

Thermo Scientific HAAKE Viscotester iQ流变仪可以快 速、简单且精确地检测原油完整的流变性质。其操作灵活，可以根据相应的应用需求快速方便地调整测量参数。其结果对于油田领域的研发或现场应用都非常具有意义。根据测得的数据，可以选择最优运输技术和最佳化学添加物，保证操作过程顺利有效地进行。