Динамическая вязкость нефти как найти

Цель работы –
определение кинематической вязкости
нефти и расчет динамической вязкости,
определение условной вязкости нефти.
Определение зависимости вязкости нефти
от температуры.
ГОСТ 33—2000 «Нефтепродукты. Определение
кинематической и расчет динамической
вязкости»

I. Теоретическая часть

Вязкость – одна
из важнейших физико-химических
характеристик нефти. Вязкость нефти
является следствием сопротивления
межмолекулярных сил сдвигу одного слоя
жидкости относительно другого и,
следовательно, является функцией
группового химического состава и
молекулярной массы нефти.

Сила внутреннего
трения жидкости (F) по
закону Ньютона выражается зависимостью:

где S – площадь соприкосновения слоев жидкости (м2) Δυ – разность скоростей относительного движения слоев (м/с) Δx – расстояние между слоями жидкости (м), η — коэффициент пропорциональности, зависящий от сил молекулярного сцепления данной жидкости, то есть, коэффициент внутреннего трения или динамическая вязкость.

При всех остальных
величинах, равных единице – F=η

Единицы измерения
динамической вязкости в системе СИ —
Па∙с. На
практике часто используются единицы
измерения — 1мПа∙с
= 10^-3
Па∙с.

Допускается
применять размерность динамической
вязкости в пуазах и сантипуазах – 10пз
= 1 Па·с.

В основе определения
динамической вязкости путем измерения
времени истечения жидкости через
капиллярные трубки лежит формула
Пуазейля:

где ΔP – разность давлений, на концах капилляра при котором происходит истечение жидкости (Па) V – объем жидкости, протекающей через капилляр (м3) τ – время истечения жидкости в объеме (с) l – длина капилляра (м) r – радиус капилляра (м)

При определении вязкости по ГОСТ 33-2000
используется вариант формулы Пуазейля:

где d- диаметр капилляра (см) V – объем жидкости измерительного резервуара (см3) τ – время истечения жидкости (с) l – длина капилляра (см) h – среднее вертикальное расстояние между верхней и нижней меткой (см)

При проведении
расчетов в данной формуле все параметры,
кроме времени истечения, представлены
одной величиной, которую называют
константой вискозиметра, и её значение
приводится в паспорте прибора.

Кинематическая
вязкость ν
представляет собой отношение динамической
вязкости жидкости к плотности при той
же температуре.

Это мера сопротивления
жидкости течению под влиянием
гравитационных сил. Единицы
измерения кинематической вязкости в
системе СИ – м²/с.
В практике используют и меньшую величину
– мм²/с.

Возможно использование
единиц измерения — стокс (1 ст = 10^-4
м²/с).

Отношение
динамической вязкости нефти к динамической
вязкости воды – удельная вязкость μ:

Величина, обратная
динамической вязкости, называется
текучестью:

Условная вязкость
применяется для характеристики
высоковязких нефтепродуктов.

Условной
вязкостью (ВУ) называется отношение
времени истечения 200 см³
исследуемой жидкости ко времени истечения
такого же количества дистиллированной
воды при температуре 20 ⁰С.
Единица измерения — условные градусы
(°ВУ).

Определение
по ГОСТ 6258-85 заключается в установлении
времени истечения указанного объема
испытываемого нефтепродукта при заданной
температуре из вискозиметра типа ВУ,
для которого заранее установлено его
водное число, т. е. время истечения 200
см³
дистиллированной воды при температуре
20 ⁰С.

Метод
определения условной вязкости применяется
для нефтепродуктов, дающих непрерывную
струю в течение всего испытания и для
которых нельзя определить кинематическую
вязкость по ГОСТ 33—2000.

ГОСТ
33—2000 устанавливает
метод определения кинематической
вязкости стеклянным вискозиметром
нефти и нефтепродуктов, жидких при
температуре испытания, у которых
напряжение сдвига пропорционально
скорости деформации (ньютоновских
жидкостей) и расчет динамической
вязкости.

Сущность метода
заключается в измерении времени истечения
определенного объема испытуемой жидкости
под влиянием силы тяжести.

Для определения
вязкости стандартом предложено большое
число разнообразных капиллярных
стеклянных вискозиметров различных
конструкций (см. ГОСТ 33-2000)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Вязкость является важнейшей физической константой, характеризующей эксплуатационные свойства котельных и дизельных топлив, нефтяных масел, ряда других нефтепродуктов. По значению вязкости судят о возможности распыления и прокачиваемости нефти и нефтепродуктов.

Различают динамическую, кинематическую, условную и эффективную (структурную) вязкость.

Динамической (абсолютной) вязкостью [μ], или внутренним трением, называют свойства реальных жидкостей оказывать сопротивление сдвигающим касательным усилиям. Очевидно, это свойство проявляется при движении жидкости. Динамическая вязкость в системе СИ измеряется в [Н·с/м2].

Это сопротивление, которое оказывает жидкость при относительном перемещении двух ее слоев поверхностью 1 м2, находящихся на расстоянии 1 м друг от друга и перемещающихся под действием внешней силы в 1 Н со скоростью 1 м/с. Учитывая, что 1 Н/м2 = 1 Па, динамическую вязкость часто выражают в [Па·с] или [мПа·с].

В системе СГС (CGS) размерность динамической вязкости — [дин·с/м2]. Эта единица называется пуазом (1 П = 0,1 Па·с).

Переводные множители для расчета динамической [μ] вязкости.

Единицы	Микропуаз (мкП)	Сантипуаз (сП)	Пуаз ([г/см·с])	Па·с ([кг/м·с])	кг/(м·ч)	кг·с/м2
Микропуаз (мкП)	1	10-4	10-6	107	3,6·10-4	1,02·10-8
Сантипуаз (сП)	104	1	10-2	10-3	3,6	1,02·10-4
Пуаз ([г/см·с])	106	102	1	103	3,6·102	1,02·10-2
Па·с ([кг/м·с])	107	103	10	13	3,6·103	1,02·10-1
кг/(м·ч)	2,78·103	2,78·10-1	2,78·10-3	2,78·10-4	1	2,84·10-3
кг·с/м2	9,81·107	9,81·103	9,81·102	9,81·101	3,53·104	1

Кинематической вязкостью [ν] называется величина, равная отношению динамической вязкости жидкости [μ] к ее плотности [ρ] при той же температуре: ν = μ/ρ.

Единицей кинематической вязкости является [м2/с] — кинематическая вязкость такой жидкости, динамическая вязкость которой равна 1 Н·с/м2 и плотность 1 кг/м3 (Н = кг·м/с2). В системе СГС (CGS) кинематическая вязкость выражается в [см2/с].

Эта единица называется стоксом (1 Ст = 10-4 м2/с; 1 сСт = 1 мм2/с).

Переводные множители для расчета кинематической [ν] вязкости.

Единицы	мм2/с (сСт)	см2/с (Ст)	м2/с	м2/ч
мм2/с (сСт)	1	10-2	10-6	3,6·10-3
см2/с (Ст)	102	1	10-4	0,36
м2/с	106	104	1	3,6·103
м2/ч	2,78·102	2,78	2,78·104	1

Нефти и нефтепродукты часто характеризуются условной вязкостью, за которую принимается отношение времени истечения через калиброванное отверстие стандартного вискозиметра 200 мл нефтепродукта при определенной температуре [t] ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при температуре 20°С. Условная вязкость при температуре [t] обозначается знаком ВУ, и выражается числом условных градусов.

• Условная вязкость измеряется в градусах ВУ (°ВУ) (если испытание проводится в стандартном вискозиметре по ГОСТ 6258-85), секундах Сейболта и секундах Редвуда (если испытание проводится на вискозиметрах Сейболта и Редвуда).
• Перевести вязкость из одной системы в другую можно при помощи номограммы.
• В нефтяных дисперсных системах в определенных условиях в отличие от ньютоновских жидкостей вязкость является переменной величиной, зависящей от градиента скорости сдвига. В этих случаях нефти и нефтепродукты характеризуются эффективной или структурной вязкостью:

Для углеводородов вязкость существенно зависит от их химического состава: она повышается с увеличением молекулярной массы и температуры кипения. Наличие боковых разветвлений в молекулах алканов и нафтенов и увеличение числа циклов также повышают вязкость. Для различных групп углеводородов вязкость растет в ряду алканы — арены — цикланы.

Для определения вязкости используют специальные стандартные приборы — вискозиметры, различающиеся по принципу действия.

Кинематическая вязкость определяется для относительно маловязких светлых нефтепродуктов и масел с помощью капиллярных вискозиметров, действие которых основано на текучести жидкости через капилляр по ГОСТ 33-2000 и ГОСТ 1929-87 (вискозиметр типа ВПЖ, Пинкевича и др.).

Для вязких нефтепродуктов измеряется условная вязкость в вискозиметрах типа ВУ, Энглера и др. Истечение жидкости в этих вискозиметрах происходит через калиброванное отверстие по ГОСТ 6258-85.

Между величинами условной °ВУ и кинематической вязкости существует эмпирическая зависимость:

Вязкость наиболее вязких, структурированных нефтепродуктов определяется на ротационном вискозиметре по ГОСТ 1929-87. Метод основан на измерении усилия, необходимого для вращения внутреннего цилиндра относительно наружного при заполнении пространства между ними испытуемой жидкостью при температуре t.

Кроме стандартных методов определения вязкости иногда в исследовательских работах используются нестандартные методы, основанные на измерении вязкости по времени падения калибровочного шарика между метками или по времени затухания колебаний твердого тела в испытуемой жидкости (вискозиметры Гепплера, Гурвича и др.).

Во всех описанных стандартных методах вязкость определяют при строго постоянной температуре, поскольку с ее изменением вязкость существенно меняется.

Зависимость вязкости от температуры

Зависимость вязкости нефтепродуктов от температуры является очень важной характеристикой как в технологии переработки нефти (перекачка, теплообмен, отстой и т. д.), так и при применении товарных нефтепродуктов (слив, перекачка, фильтрование, смазка трущихся поверхностей и т. д.).

С понижением температуры вязкость их возрастает. На рисунке приведены кривые изменения вязкости в зависимости от температуры для различных смазочных масел.

Общим для всех образцов масел является наличие областей температур, в которых наступает резкое повышение вязкости.

Существует много различных формул для расчета вязкости в зависимости от температуры, но наиболее употребляемой является эмпирическая формула Вальтера:

Дважды логарифмируя это выражение, получаем:

По данному уравнению Е. Г. Семенидо была составлена номограмма на оси абсцисс которой для удобства пользования отложена температура, а на оси ординат — вязкость.

По номограмме можно найти вязкость нефтепродукта при любой заданной температуре, если известна его вязкость при двух других температурах. В этом случае значение известных вязкостей соединяют прямой и продолжают ее до пересечения с линией температуры. Точка пересечения с ней отвечает искомой вязкости. Номограмма пригодна для определения вязкости всех видов жидких нефтепродуктов.

Для нефтяных смазочных масел очень важно при эксплуатации, чтобы вязкость как можно меньше зависела от температуры, поскольку это обеспечивает хорошие смазывающие свойства масла в широком интервале температур, т. е. в соответствии с формулой Вальтера это означает, что для смазочных масел, чем ниже коэффициент В, тем выше качество масла.

Это свойство масел называется индексом вязкости, который является функцией химического состава масла. Для различных углеводородов по-разному меняется вязкость от температуры. Наиболее крутая зависимость (большая величина В) для ароматических углеводородов, а наименьшая — для алканов. Нафтеновые углеводороды в этом отношении близки к алканам.

1. Существуют различные методы определения индекса вязкости (ИВ).
2. В России ИВ определяют по двум значениям кинематической вязкости при 50 и 100°С (или при 40 и 100°С — по специальной таблице Госкомитета стандартов).
3. При паспортизации масел ИВ рассчитывают по ГОСТ 25371-97, который предусматривает определение этой величины по вязкости при 40 и 100°С. По этому методу согласно ГОСТ (для масел с ИВ меньше 100) индекс вязкости определяется формулой:

Для всех масел с ν100 < 70 мм2/с вязкости (ν, ν1 и ν3) определяют по таблице ГОСТ 25371-97 на основе ν40 и ν100 данного масла. Если масло более вязкое (ν100 > 70 мм2/с), то величины, входящие в формулу, определяют по специальным формулам, приведенным в стандарте.

Значительно проще определять индекс вязкости по номограммам.

Еще более удобная номограмма для нахождения индекса вязкости разработана Г. В. Виноградовым. Определение ИВ сводится к соединению прямыми линиями известных величин вязкости при двух температурах. Точка пересечения этих линий соответствует искомому индексу вязкости.

Индекс вязкости — общепринятая величина, входящая в стандарты на масла во всех странах мира. Недостатком показателя индекса вязкости является то, что он характеризует поведение масла лишь в интервале температур от 37,8 до 98,8°С.

Многими исследователями было подмечено, что плотность и вязкость смазочных масел до некоторой степени отражают их углеводородный состав. Был предложен соответствующий показатель, связывающий плотность и вязкость масел и названный вязкостно-массовой константой (ВМК). Вязкостно-массовая константа может быть вычислена по формуле Ю. А. Пинкевича:

В зависимости от химического состава масла ВМК его может быть от 0,75 до 0,90, причем, чем выше ВМК масла, тем ниже его индекс вязкости.

В области низких температур смазочные масла приобретают структуру, которая характеризуется пределом текучести, пластичности, тиксотропностью или аномалией вязкости, свойственными дисперсным системам.

Результаты определения вязкости таких масел зависят от их предварительного механического перемешивания, а также от скорости истечения или от обоих факторов одновременно.

Структурированные масла, так же как и другие структурированные нефтяные системы, не подчиняются закону течения ньютоновских жидкостей, согласно которому изменение вязкости должно зависеть только от температуры.

Масло с неразрушенной структурой имеет значительно большую вязкость, чем после ее разрушения. Если понизить вязкость такого масла путем разрушения структуры, то в спокойном состоянии эта структура восстановится и вязкость примет первоначальное значение. Способность системы самопроизвольно восстанавливать свою структуру называется тиксотропией.

С увеличением скорости течения, точнее градиента скорости (участок кривой 1), структура разрушается, в связи с чем вязкость вещества снижается и доходит до определенного минимума.

Этот минимум вязкости сохраняется на одном уровне и при последующем возрастании градиента скорости (участок 2) до появления турбулентного потока, после чего вязкость вновь нарастает (участок 3).

Зависимость вязкости от давления

Вязкость жидкостей, в том числе и нефтепродуктов, зависит от внешнего давления. Изменение вязкости масел с повышением давления имеет большое практическое значение, так как в некоторых узлах трения могут возникать высокие давления.

Зависимость вязкости от давления для некоторых масел иллюстрируется кривыми, вязкость масел с повышением давления изменяется по параболе. При давлении Р она может быть выражена формулой:

В нефтяных маслах меньше всего с повышением давления изменяется вязкость парафиновых углеводородов и несколько больше нафтеновых и ароматических. Вязкость высоковязких нефтепродуктов с увеличением давления повышается больше, чем вязкость маловязких. Чем выше температура, тем меньше изменяется вязкость с повышением давления.

При давлениях порядка 500 — 1000 МПа вязкость масел возрастает настолько, что они теряют свойства жидкости и превращаются в пластичную массу.

Для определения вязкости нефтепродуктов при высоком давлении Д.Э.Мапстон предложил формулу:

На основе этого уравнения Д.Э.Мапстоном разработана номограмма, при пользовании которой известные величины, например ν0 и Р, соединяют прямой линией и отсчет получают на третьей шкале.

Вязкость смесей

При компаундировании масел часто приходится определять вязкость смесей. Как показали опыты, аддитивность свойств проявляется лишь в смесях двух весьма близких по вязкости компонентов.

При большой разности вязкостей смешиваемых нефтепродуктов, как правило, вязкость меньше, чем вычисленная по правилу смешения.

Приближенно вязкость смеси масел можно рассчитать, если заменить вязкости компонентов их обратной величиной — подвижностью (текучестью) ψсм:

Для определения вязкости смесей можно также пользоваться различными номограммами. Наибольшее применение нашли номограмма ASTM и вискозиграмма Молина-Гурвича. Номограмма ASTM базируется на формуле Вальтера.

Номограмма Молина-Гуревича составлена на основании экспериментально найденных вязкостей смеси масел А и В, из которых А обладает вязкостью °ВУ20 = 1,5, а В — вязкостью °ВУ20 = 60. Оба масла смешивались в разных соотношениях от 0 до 100% (об.

), и вязкость смесей устанавливалась экспериментально. На номограмме нанесены значения вязкости в уел. ед. и в мм2/с.

Вязкость газов и нефтяных паров

Вязкость углеводородных газов и нефтяных паров подчиняется иным, чем для жидкостей, закономерностям. С повышением температуры вязкость газов возрастает. Эта закономерность удовлетворительно описывается формулой Сазерленда:

или Фроста

Для приближенных расчетов принимаем, что С = 1,22·Ткип. Более точные значения С и m.

Для расчета вязкости индивидуальных углеводородных газов применяется формула:

Вязкость газов, нефтяных паров можно определить по графическим зависимостям:

Вязкость природных газов известной молекулярной массы или относительной плотности (по воздуху) при атмосферном давлении и заданной температуре может быть определена по кривым, представленным на рисунке.

Как видно из рисунка, с повышением относительной плотности и понижением температуры вязкость газа уменьшается.

Вязкость газов мало зависит от давления в области до 5-6 МПа. При более высоких давлениях она растет и при давлении около 100 МПа увеличивается в 2-3 раза по сравнению с вязкостью при атмосферном давлении. Для определения вязкости при повышенных давлениях пользуются эмпирическими графиками.

Источник: http://proofoil.ru/Oilchemistry/phisycschemicalproperty4.html

Условная вязкость

• Данный калькулятор позволяет перевести условную вязкость (УВ) в кинематическую онлайн.
• Перевод кинематической вязкости в условную (УВ)
• Если в дальнейшем будет необходима динамическая вязкость воспользуйтесь калькулятором перевода кинематической вязкости в динамическую.

Метод определения условной вязкости

Необходимость использования и расчета условной вязкости появилась в связи с потребностью быстрого определения вязкости, как правило, довольно вязких веществ при помощи простых в использовании ручных вискозиметров.

Вискозиметр представляет собой простейшее устройство в виде воронки с отверстием определенного диаметра на длинной ручке.
Держа вискозиметр за ручку, необходимо зачерпнуть воронкой необходимое количество жидкости (200 мл) и засечь время истечения жидкости из воронки через отверстие снизу.

Таким образом, чем меньше диаметр отверстия, через которое истекает жидкость и чем дольше времени занимает этот процесс, тем меньше погрешность при определении условной вязкости.

Соотношение времени истечения 200 мл для определяемой жидкости ко времени истечения этого же количества эталонной жидкости называется условной вязкостью. Эталонной жидкостью является дистиллированная вода при температуре 20 °С.
Единицы измерения условной вязкости — условные градусы (°ВУ).

Условная вязкость нефтепродуктов

При определении вязкости нефти и нефтепродуктов используют условную вязкость. Это обусловлено простотой методики определения УВ, а также высокой степенью вязкости нефтепродуктов.
Условная вязкость вязких нефтепродуктов измеряют в вискозиметрах типа ВУ, Энглера и др. согласно методике ГОСТ 6258-85.

Вязкость углеводородов зависит от их строения и химического состава. Увеличение «веса» углеводородов то, есть молекулярной массы и, соответственно, их температуры кипения, указывает на увеличение вязкости таких нефтепродуктов.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Коррозия оборудования

Определение условной вязкости мазута

Для определения условной вязкости мазута используют вискозиметр типа ВУ по методике ГОСТ 6258 — 52.
Значение цифр мазута марки М соответствует приблизительному значению его кинематической вязкости.

Виды вискозиметров

Источник: http://proNPZ.ru/neft/uslovnaya-vyazkost.html

Определение вязкости нефтепродуктов

Вязкость нефтепродуктов и нефти: методы определения

Вязкость – это важный показатель качества, на который часто проводят анализ в нефтехимических лабораториях. Ее вы найдете в паспорте качества дизельного топлива, осветительного и авиационного керосина, смазочных масел и других нефтепродуктов. Вязкость жидких и газообразных веществ определяют специальными приборами – вискозиметрами.

• Что это такое?
• Вязкость описывает величину внутреннего трения или, если по-другому, способность исследуемого вещества сопротивляться перемещению при движении.
• Почему это важно?

Эта характеристика влияет на то, как топливо будет прокачиваться по топливным системам и трубам. Также по вязкости нефти можно сделать предположение о ее составе: чем более вязкое вещество, тем больше в нем тяжелых углеводородных фракций, а значит, работать с ним будет тяжело.

Какой стандарт регулирует методы определения вязкости нефтепродуктов?

Нужно определить динамическую и кинематическую вязкости? Обратитесь к ГОСТу 33-2000, там есть вся необходимая информация.

Кинематическая вязкость нефти и нефтепродуктов

Часто свойства нефтепродуктов оценивают по их кинематической вязкости или коэффициенту внутреннего трения. Получают эту величину в лаборатории: полученное время истечения вещества при заданной температуре умножают на постоянную вискозиметра. Эта характеристика измеряется в квадратных метрах на секунду или стоксах. По этому параметру обязательно исследуют дизельное топливо и смазочное масло.

Динамическая вязкость

Это отношение касательного напряжения к градиенту его скорости. Измеряется в Паскаль – секундах, также может измеряться в пуазах. Рассчитывается из кинематической вязкости по формуле после лабораторных исследований: истечения вещества через вискозиметр.

Приборы для анализа вязкости от ЗАО «БМЦ»

Наша компания изготавливает нефтехимическое лабораторное оборудование уже более 20 лет. Приборы ЗАО «БМЦ» работают на заводах, нефтебазах и других объектах в России, Украине, Казахстане и, конечно, Беларуси.

В нашем ассортименте − Термостат А2М, который работает в соответствии с ГОСТ 33-2000. Устройство прошло испытания на гос.уровне и сертификацию.

Наши специалисты проведут пусковые и наладочные работы устройства, дадут консультацию по его использованию: ваши показатели всегда будут точными!

Источник: http://bmc.by/news/vyazkost-nefteproduktov-i-nefti-metody-opredeleniya.html

ПОИСК

    Вязкость кинематическая Нефтепродукты Измерение времени истечения определенного объема испытуемой жидкости под влиянием силы тяжести с помощью вискозиметров различных типов 33-82 г [c.44]

Рис. XI. 34. Британский Рис. XI. 35. Капилляр-стандартный капилляр- ный вискозиметр Ли. иый вискозиметр для измерения вязкости темных нефтепродуктов.

    Измерения кинематической вязкости темных нефтепродуктов (отработанных, регенерированных масел, мазутов и подобных им продуктов) могут быть осуществлены капиллярным методом после предварительной подготовки проб. Чтобы получить представительную пробу для анализа, образец нагревают до 50 С, вращая и встряхивая. Затем его помещают на 30 минут в закрытом контейнере в кипящую воду. После этого, хорошо перемешав образец, заполняют вискозиметр, помещенный в термостатную ванну, используя фильтр с ячейками 75 мк. Измерения вязкости производят не ранее, Чем через 1 час выдержки вискозиметра в термостатной ванне. [c.248]

    В случае измерения вязкости жидких нефтепродуктов, вначале на камеру надевают гайку 5 и прикрепляют к камере гайкой 2 капилляр, после чего в камеру заливают испытуемый нефтепродукт. [c.202]

    В термостате устанавливают температуру, необходимую для измерения вязкости испытуемого нефтепродукта. [c.219]

    Настоящий стандарт устанавливает метод определения эффективной вязкости пластичных смазок и динамической вязкости жидких нефтепродуктов, имеющих вязкость от 1 до б-Ю Па-с.

Для научно-исследовательских целей и квалификационных испытаний возможно измерение вязкости в интервале от 1 до З-Ю Па-с. Температурные пределы измерения вязкости от минус 60 до плюс 130° С.

Для пластичных смазок рекомендуется нормировать вязкость при 10 с- . [c.229]

    Международный стандарт ИСО 3104 устанавливает метод определения кинематической вязкости жидких нефтепродуктов как прозрачных, так и непрозрачных путем измерения времени протекания объема жидкости под действием силы тяжести через калиброванный стеклянный капиллярный вискозиметр. Значение динамической вязкости может быть получено умножением измеренной кинематической вязкости на плотность жидкости. [c.267]

    В целях сокращения трудоемких процессов и увеличения срока службы стеклянных вискозиметров СКВ АНН предложен полуавтоматический прибор ВЛК-1 для измерения кинематической вязкости прозрачных нефтепродуктов, имеющих температуру застывания не выше 15 °С.

В этом приборе два стеклянных вискозиметра ВПЖ-1 (ГОСТ 33—66) с нужным диаметром капилляра укрепляются в специальном термостате, передняя стенка которого выполнена из прозрачного материала. Термостат снабжен блоком регулирования температуры, мешалкой, холодильником и термометром. Вискозиметры промывают анализируемым нефтепродуктом, не вынимая их из термостата.

Искомое время истечения нефтепродукта через капилляры вискозиметров отсчитывается автоматически в блоке отсчета времени. [c.192]

    Конструктивная особенность вискозиметра Уббелоде дает возможность непосредственного измерения динамической вязкости, что невозможно при пользовании вискозиметрами типа Оствальда (см. ниже), так как в последних истечение совершается под напором жидкости и поэтому время истечения, а следовательно, и определяемая величина вязкости будут зависеть от плотности исследуемого нефтепродукта при температуре определения. [c.295]

    Испытание проводят с одной загрузкой, измеряя время истечения нефтепродукта не менее четырех раз при этом принимают во внимание только те результаты измерения времени, которые отличаются от среднего арифметического не более чем на 0,5%, если вязкость определяют при температуре до —30° включительно, и на 2,5%, если вязкость определяют при температуре ниже —30°. [c.305]

    В этих счетчиках использованы различные технические решения, направленные на улучшение конструкции и метрологических характеристик — линейности градуировочной характеристики, расширение диапазона измерений, уменьшение влияния вязкости, совершенствование вторичных приборов на базе достижений электроники и т. д.

Импортные счетчики выгодно отличаются высоким качеством изготовления и надежностью. Кроме того, фирмы разработали целый набор различных электронных приборов, которые позволяют компоновать системы для выполнения любых задач в области учета нефти и нефтепродуктов.

Поэтому многие потребители в России предпочитают использовать счетчики и системы зарубежных фирм, несмотря на их высокую стоимость. [c.51]

    Массовые расходомеры (называемые в России массомерами) предназначены для прямого измерения массы продуктов в динамике. Они появились в 70-х годах, непрерывно совершенствовались и стали одним из прогрессивных средств измерений массы самых разнообразных продуктов.

Практика применения выявила ряд несомненных преимуществ массомеров прямое измерение массы, высокая точность измерения, отсутствие влияния свойств жидкости — вязкости, плотности, высокая надежность, отсутствие движущихся частей и малые затраты на обслуживание. [c.52]

    Наиболее эффективными являются первый и второй способы. Для этого все систематические погрешности метода и средств измерений должны быть исследованы и исключены путем введения поправок, чтобы получить исправленные результаты измерений.

Такие исследования проводятся в процессах разработки, испытаний, и частично — поверки средств измерений.

Так, при измерении массы нефти и нефтепродуктов систематические погрешности исключаются в электронных преобразователях введением поправок, учитывающих влияние температуры, давления, вязкости и других факторов. [c.78]

Источник: https://www.chem21.info/info/376966/

16. Вязкость нефтей и нефтепродуктов

16. Вязкость нефтей и нефтепродуктов.

Одной из наиболее характерных особенностей жидкостей является способность изменять свою форму, под действием внешних сил. Это свойство жидкости объясняется скольжением ее молекул относительно друг друга.

Одна и та же сила создает в разных жидкостях разные скорости перемещения слоев, отстоящих один от другого на одинаковые расстояния. Однако способность молекул к скольжению не бесконечно, велика, поэтому Ньютон рассматривает вязкость как «недостаток скольжения».

Обычно вязкостью или внутренним трением называют свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц, вызываемому действием приложенной к жидкости силы.

Явление внутреннего трения в жидкости с ее вязкостью было связано Ньютоном известной формулой

     (1.10)

где  — напряжение внутреннего трения; dv/dR — градиент скорости по радиусу трубы или относительное изменение скорости по направлению, перпендикулярному к направлению течения, т.е.

приращением скорости на единицу длины нормали; r — коэффициент (касательное усилие на единицу площади, приложенное к слоям жидкости, отстоящим друг от друга на расстоянии, равном единице длины, при единичной разности скоростей между ними).

Внутреннее трение, характеризуемое величиной  немецкий ученый       М. Якоб в 1928 году предложил называть динамической вязкостью. В технической литературе за  утвердилось наименование абсолютной вязкости, так как эта величина выражается в абсолютных единицах.

Однако в абсолютных единицах, можно выражать также и единицы кинематической и удельной вязкости.

Термин «динамическая вязкость» соответствует физическому смыслу , так как согласно учению о вязкости  входит в уравнение, связывающее силу внутреннего трения с изменением скорости на единицу расстояния, перпендикулярного к плоскости движущейся жидкости.

Впервые же динамическая вязкость была выведена врачом Пуазейлем в 1842 г, при изучении процессов циркуляции крови в кровеносных сосудах. Пуазейль применил для своих опытов очень узкие капилляры (диаметром 0,03-0,14 мм), т.е. он имел дело с потоком жидкости, движение которого было прямолинейно послойным (ламинарным).

Вместе с тем исследователи, работавшие до Пуазейля, изучали закономерность истечения жидкости в более широких капиллярах, т.е. имели дело с возникающим турбулентным (вихревым) истечением жидкости.

Проведя серию опытов с капиллярами, соединенными с шарообразным резервуаром, через которые под действием сжатого воздуха пропускался некоторый объем, жидкости» определенный отметками, сделанными сверху и снизу резервуара, Пуазейль пришел к следующим выводам: 1) количество жидкости, вытекающее в единицу времени, пропорционально давлению при условии, что длина трубки превышает некоторый минимум, возрастающий с увеличением радиус. 2) количество жидкости, вытекающее в единицу времени, обратно пропорционально длине трубки и прямо пропорционально четвертой степени радиуса.

• Формула Пуазейля в современной редакции выглядит следующим образом:
• где  — коэффициент внутреннего трения (динамическая вязкость); Р — давление, при котором происходило истечение жидкости;  — время истечения жидкости в объёме V, L -длина капилляра; r — радиус капилляра.

Единицей динамической вязкости является сила, необходимая для поддержания разности скоростей, равной 1 м/с, между двумя параллельными слоями жидкости площадью 1 м2 находящимися друг от друга на расстояний 1м, т.е. единицей измерения динамической вязкости в системе СИ является

Н • с/м2 или Па -с.

Единица динамической вязкости, выраженная в физической системе измерения СГС, в честь Пуазейля называется Пуазом, т.е.

за единицу динамической вязкости принимают сопротивление, которое оказывает жидкость при относительном перемещении двух ее слоев площадью 1 см2, отстоящих друг от друга на, 1 см, под влиянием: внешней силы в 1 дн при скорости перемещения в 1см 1с. Динамическую вязкость при температуре t обозначают

Приближенное совпадение численного значения динамической вязкости воды при 20°С с 1 санти Пуазом (сП) дало повод Бингаму предложить построить систему единиц -вязкости, в которой исходной единицей является динамическая вязкость воды при 20°С, принимаемая по Бингаму за 3 сП (точнее  воды равна 1,0087 сП).

Таким образом, для большинства практических измерений с достаточной точностью можно считать, что г|2о воды соответствует 1 сП.

Это представляет большое удобство в практической вискозиметрии, для которой большое значение имеют жидкости с постоянными физико — химическими константами, имеющие точно известную вязкость при данной температуре.

Из числа относительных обозначений наибольшим распространением пользуется так называемая удельнаявязкость, показывающая, во сколько раз динамическая вязкость, данной жидкости больше или меньше динамической вязкости воды при какой — то условно выбранной температуре. Таким образом, удельная вязкость представляет собой отвлеченное число.

Величина, обратная динамической вязкости, носит названиетекучести и обозначается знаком Т.

Жидкости, подчиняющиеся линейному закону течения Ньютона, называются ньютоновскими, представляют индивидуальные вещества либо молекулярно — дисперсные смеси или растворы, внутреннее трение (вязкость) которых при данных температуре и давлении является постоянным физическим свойством. Вязкость не зависит от условий определения и скорости перемещения частиц (течения), если не создается условий для турбулентного движения.

Однако для коллоидных растворов внутреннее трение значительно изменяется при различных условиях потока, в частности при изменении скорости течения. Аномальное внутреннее трение коллоидных систем принято называтьструктурной вязкостью.

В этом случае частицами, которые перемещаются относительно друг друга в потоке, являются не молекулы, как в нормальных жидкостях, а коллоидные мицеллы, способные дробиться и деформироваться при увеличении скорости или изменении условий потока, в результате чего измеряемое внутреннее трение уменьшается (либо, наоборот, увеличивается). Большинство жидких нефтепродуктов не выявляет признаков структурной вязкости в широком температурном интервале. Хотя они и представляют собой относительно сложные, ассоциированные жидкости, они не обладают коллоидной структурой, признаки которой обнаруживаются для жидких нефтепродуктов. Лишь при низких температурах, приближающихся к температурам потери текучести.

В зависимости от температуры, при которой происходит перекачка, одна и та же жидкость может быть и ньютоновской в области высоких температур и неньютоновской в области низких температур. Неньютоновские жидкости могут быть разделены на пластичные, псевдопласточные и дилатантные.

В пластических жидкостях наряду с вязкостью проявляются так же пластические свойства, заключающиеся в наличии некоторого предельного напряжения сдвига то, после достижения, которого только и возникает «текучесть» среды.

Поведение пластических жидкостей объясняется наличием в них пространственной структуры, достаточно прочной, чтобы сопротивляться любому напряжению, не превосходящему то.

Если напряжение превышает то, то структура полностью разрушается и жидкость выдает себя как обычная ньютоновская, при напряжении, равном (t=tq/ Течение пластичных жидкостей подчиняется уравнению Шведова – Бенгама

1.  Это уравнение после полученного деления на dv/dR можно представить в виде
2.   (1.11)
3. где  — эффективная или кажущаяся вязкость; — истинная вязкость;   структурная составляющая эффективная вязкость.
4. Псевдопластичные жидкости не обнаруживают начального напряжения сдвига и для жидкостей справедлива независимость вида
5.  (1.12)

где k и п— постоянные величины для данной жидкости. Характерным для псевдопластичных жидкостей является то, что  всегда меньше единицы.

Дилатантные жидкости, сходны с псевдопластическими тем, что в них тоже нет начального напряжения сдвига. Течение этих жидкостей также подчиняется степенному закону (1.12), но показатель  превышает единицу.

• У многих жидкостей зависимость между напряжением и градиентом скорости изменяется во времени и поэтому не может быть выражена простыми формулами.
• Жидкости, обладающие свойством, изотермического самопроизвольного увеличения прочности структуры во времени и восстановления структуры после ее разрушения, называются парафинистые нефти. При технических расчетах, а также при контроле качества нефтей и нефтепродуктов широкое распространение получил коэффициент кинематической вязкости, который представляет собой отношение коэффициента динамической вязкости и к плотности жидкости при той же температуре
•   (1.13)

В физической системе единиц широкое применение имеет единица кинематической вязкости в см»/с (Стоке — Ст.

) и мм2/с (сантиСтокс — сСт), Таким образом, 1 Cm представляет собой вязкость жидкости, плотность которой равна 1г/1м/г и сила сопротивления которой взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 см2, находящихся на расстоянии 1 см один от другого и перемещающихся один относительна другого со скоростью 1 см/с, равна 1 дн.

Вязкость нефтей и нефтепродуктов зависит от температуры, увеличиваясь с ее понижением. Для выражения зависимости вязкости от температуры предложено много различных формул. Наибольшее применение для практических расчетов подучила формула Рейнольдса- Филонова

1. V=V*е-u(Т-Тж      (1.14)
2.          (1.15)
3. где U — коэффициент крутизны вискограммы, 1/К; v*,v — кинематическая вязкость при известной температуре Тж и при температуре Т; е — основание натурального логарифма.
4. Для нахождения коэффициента крутизны вискограммы для данного продукта достаточно знать значения вязкостей при двух температурах T1 и Т2

Динамическая и кинематическая вязкости — это вполне определенные физические характеристики, которые, как и все другие величины, выражены в абсолютных единицах и могут быть подставлены в те или другие расчетные формулы. В случаях, когда вязкость применяется не как расчетная величина, а как практическая характеристика нефтепродукта, ее принято выражать не в абсолютных, а в относительных, или условных, единицах.

Подобный способ выражения вязкости является результатом неправильного представления о том, что определение динамической и кинематической вязкостей отличается сложностью, и применения на практике упрощённых технических приборов, дающих показания в условных единицах вязкости.

Неудобство всех условных, или относительных, единиц вязкости заключается в том, что вязкость, выраженная в этих единицах, не пред­ставляет собой физической характеристики нефтепродукта, так как она зависит от способа определения, конструкции прибора и других условий.

В различных странах в зависимости от выбора стандартных аппаратов для определения условной вязкости приняты различные условные единицы вязкости.

Для пересчета в абсолютные единицы существуют эмпирические формулы; однако все эти формулы носят лишь приближенный характер, а некоторые из них просто неточны.

Поэтому, если необходимо определить вязкость нефтепродукта в абсолютных единицах, следует оп­ределять ее непосредственно и только в крайних случаях прибегать к пересчету. Условную вязкость выражают условными единицами: градусами или секундами.

Эти единицы обычно представляют собой либо отношение времени истечения определенного объема исследуемого продукта при данной температуре ко времени истечения такого же объема стандартной жидкости при определенно установленной температуре, либо просто время истечения определенного объема испытуемой жидкости.

Как сказано выше, вязкость характеризует свойство данной жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной части жидкости относительно другой. Такое сопротивление наблюдается как при движении жидкости относительно какого-либо тела, так и при движении какого-либо тела в жидкости.

Оба эти случая дают принципиальную возможность измерения вязкости различными способами. Наиболее удобным способом измерения вязкости при движении жидкости относительно твердого тела является наблюдение над истечением исследуемых жидкостей из капиллярных трубок. Для расчета пользуются формулой Пуазейля.

Для расчета значений вязкости при движении каких-либо тел в жидкости может быть применен ряд формул, в которых учитываются характер движения и форма движущегося тела. Из этих формул наибольшее значение имеет приводи­мая ниже формула Стокса для расчета вязкости по скорости падения твердого шарика в жидкости.

Способы измерения вязкости, основанные на истечении жидкости из капиллярных трубок, широко распространены. Напротив, способы, построенные на принципе движения твердого тела определенной формы в вязкой жидкости, применяются сравнительно редко вследствие того, что даже для тел простейшей формы соответствующие уравнения движения получаются очень сложными.

Эти способы находят себе применение преимущественно в тех случаях, когда способы, основанные на втором принципе, т.е. на истечении жидкости из капилляров, практически неприменимы вследствие экспериментальных трудностей.

Вязкость нефти изменяется в широких пределах и зависит от ее состава, количества растворенного газа, примесей в некоторой степени, от давления, температуры, увеличиваясь с ее понижением.

Пересчет вязкости с одной температуры на другую связан с некоторыми особенностями и на практике иногда сопровождается ошибками. В справочной литературе обычно приводятся сведения о вязкости нефтей при весьма ограниченных условиях и значениях температур. Чаще всего это температуры 20 и 50°С или 50 или 1000С.

Нахождение коэффициента крутизны вискограммы позволяет определить вязкость только на интервале за­данных температур. А вот интерполяция результатов вне заданных интервалов недопустима, особенно для высоковязких и парафинистых нефтей.

С уменьшением температуры ошибка расчетов может составлять 200-300%, а в ряде случаев расчет может быть связан с абсурдным результатом, поскольку многие нефти теряют текучесть при достаточно высоких температурах 20-25°С.

Вязкость нефти и нефтепродуктов в значительной степени влияет на фильтрационную способность их через различные конструкции резервуаров.

Светлые нефтепродукты (бензины, лигроины и керосины) и легкие фракции нефтей с малой вязкостью при нормальных эксплуатационных условиях (температуре и давлении) обладают высокой степенью просачиваемости через большинство неметаллических строительных материалов.

Светлые нефтепродукты просачиваются даже через сварные швы, не пропускающие воду и другие жидкости; на этом свойстве основано испытание сварных швов керосином. Темные нефтепродукты (котельное топливо, битумы и пр.

), смазочные масла и тяжелые нефти, имея более высокую вязкость, обладают малой фильтрационной способностью; иногда высоко­вязкие нефтепродукты своими отложениями уничтожают пористость стенок резервуара, делая его непроницаемым. Часто ошибочно полагают, что только вязкость определяет фильтрационное свойство вещества.

Например, керосины имеют большую вязкость, чем бензины, однако проницаемость керосина через поры металла больше, чем бензинов. Фильтрация зависит в значительной степени от поверхностного натяжения, электрических свойств жидкости, ее смачивающей способности и пр. Например, масло фильтруется через замшу, в то время как вода остается поверх ее.

Следует отметить, что молекула воды больше молекулы масла; вязкость воды также меньше вязкости масла, тем не менее, проникновение его больше воды. Сегодня все еще приходится констатировать недостаточную изученность природы явлений фильтрации нефтей и нефтепродуктов вообще, и влияние на нее вязкости, в частности. От вязкости зависят мощность подогрева устройств, эксплуатационный режим нефтепродуктопроводов, степень извлечения примесей и воды и т.д. Вязкость нефтей и нефтепродуктов не является аддитивным свойством, поэтому ее нельзя вычислить как среднее арифметическое.

Источник: https://studizba.com/lectures/107-himija/1426-neftehimija/26302-16-vjazkost-neftej-i-nefteproduktov.html

Определение кинематической и динамической вязкости нефти и нефтепродуктов

Вязкость – важный физико-химический параметр, используемый при подсчете запасов нефти, проектировании разработки нефтяных месторождений, выборе способа транспортировки и схемы переработки нефти, в химмотологии.

Динамическая вязкость(η) – это отношение действующего касательного напряжения к градиенту скорости при заданной температуре. Единица измерения динамической вязкости паскаль-секунда (Па×с). Величина, обратная динамической вязкости, называется текучестью.

• В основе определения динамической вязкости путем измерения времени истечения жидкости через капиллярные трубки лежит формула Пуазейля:
• η= π p r4 τ / 8 V L,
• где p – давление, при котором происходит истечение жидкости из капилляра; r – радиус капилляра; τ – время истечения жидкости в вискозиметре; V – объем жидкости, протекающей через капилляр; L – длина капилляра.

Необходимость определения кинематической вязкости (ν) связана с тем, что для определения динамической вязкости (η) требуется источник постоянного давления (постоянно приложенное напряжение) на жидкость. Это условие предопределяет дополнительные технические трудности, сложность воспроизведения результатов и трудоемкость анализа.

Кинематическая вязкость (ν) – это отношение динамической вязкости жидкости к ее плотности при той же температуре:

ν = η /ρ.

Сущность метода определения кинематической вязкости заключается в замене постоянного давления (внешней силы) давлением столба жидкости, равным произведению высоты столба жидкости, плотности жидкости и ускорения силы тяжести. Эта замена привела к значительному упрощению и распространению метода определения кинематической вязкости в стеклянных капиллярных вискозиметрах.

Определение кинематической вязкости (ν) обязательно для товарных нефтепродуктов, как дизельные топлива и смазочные масла (ньютоновские жидкости).

Для определения динамической вязкости жидких нефтепродуктов, имеющих вязкость 1×10…6×10 Па×с, применяют автоматический капиллярный вискозиметр (ГОСТ 7163-84). Динамическую вязкость природных битумов, тяжелых нефтей и нефтепродуктов (неньютоновские жидкости) определяют в ротационных вискозиметрах.

Определение кинематической вязкости по ГОСТ 33-2000:

Приборы: вискозиметр стеклянный типа ВПЖТ, ВНЖТ или ВПЖ, ВНЖ; термостат; резиновая трубка; водоструйный насос или резиновая груша; секундомер.

Сущность метода заключается в измерении времени истечения определенного объема испытуемой жидкости под влиянием силы тяжести. Испытание проводят в капиллярных стеклянных вискозиметрах.

Для проведения анализа подбирают вискозиметр с таким диаметром капилляра, чтобы время истечения жидкости составляло не менее 200с. При этом используют вискозиметры типов ВПЖТ-1, ВПЖТ-2, ВНЖТ (ГОСТ 10028-81).

Допускается использование вискозиметров типов ВПЖ-1, ВПЖ-2, ВПЖ-4, ВНЖ (ГОСТ 10028-81). В лабораторной практике наиболее распространены вискозиметры Пинкевича типа ВПЖТ-4 и ВПЖТ-2.

Чистый сухой вискозиметр заполняют нефтью (нефтепродуктом). Для этого на отводную трубку надевают резиновую трубку.

Далее, зажав пальцем колено и перевернув вискозиметр, опускают колено в сосуд с нефтью (нефтепродуктом) и засасывают нефть (нефтепродукт) с помощью резиновой груши, водоструйного насоса или иным способом до метки М2, следя затем, чтобы в нефти (нефтепродукте) не образовались пузырьки воздуха. Вынимают вискозиметр из сосуда и быстро возвращают в нормальное положение.

Снимают с внешней стороны конца колена избыток нефти (нефтепродукта) и надевают на его конец резиновую трубку. Вискозиметр устанавливают в термостат (баню), так, чтобы расширение было ниже уровня воды. После выдержки в термостате не менее 15мин засасывают нефть (нефтепродукт) в колено, примерно до 1/3 высоты расширения.

Соединяют колено с атмосферой и определяют время перемещения мениска нефти (нефтепродукта) от метки М1 до М2 (с погрешностью не более 0,2с). Если результаты трех последовательных измерений не отличаются более чем на 0,2%, кинематическую вязкость (ν), мм2/с, вычисляют как среднее арифметическое по формуле:

1. ν= С τ,
2. где С – постоянная вискозиметра, мм2/с2; τ – среднее время истечения нефти (нефтепродукта) в вискозиметре, с.
3. Динамическую вязкость (η), мПа с, исследуемой нефти (нефтепродукта) вычисляют по формуле:
4. η = ν ρ,
5. где ν – кинематическая вязкость, мм2/с; ρ – плотность при той же температуре, при которой определялась вязкость, г/см3.
6. Определение вязкости непрозрачных нефтепродуктов:

Если жидкость настолько темна, что прохождение мениска через метку засечь невозможно, следует пользоваться вискозиметром ВНЖТ. Заполняют его следующим образом.

На отводную трубку надевают резиновую трубку.

Зажав пальцем колено и перевернув вискозиметр, опускают колено в сосуд с нефтью и засасывают ее с помощью резиновой груши до метки М4, следя за тем, чтобы в жидкости не образовались пузырьки воздуха.

В тот момент, когда уровень жидкости достигнет метки М4, вискозиметр вынимают из сосуда и быстро переворачивают в нормальное положение. Снимают с внешней стороны конца колена избыток нефти и надевают кусочек резиновой трубки длиной 8…15см с присоединенным закрытым краном или зажимом.

Затем открывают кран для заполнения жидкостью резервуара и вновь его закрывают, когда жидкость заполнит приблизительно ½ резервуара.

Вискозиметр устанавливают в термостат, после выдержки в нем в течение 20мин открывают колено и, пользуясь двумя секундомерами, измеряют время истечения жидкости от метки М1 до М2 и от метки М2 до метки М3.

По измеренному времени заполнения резервуара вычисляют вязкость. Измеренное время заполнения резервуара служит для контроля. Повторное определение можно делать только с новой загрузкой после тщательной промывки прибора.

Кинематическую вязкость нефти вычисляют с точностью до четвертой значащей цифры (например: 1,255; 16,47; 193,1; 1735).

Источник: https://megaobuchalka.ru/9/35089.html

Так же, как плотность, вязкость нефти является её важнейшей физической характеристикой, поскольку напрямую влияет на её текучесть (величина, обратная вязкости). Вязкие нефти крайне трудно транспортировать по трубопроводам и трудно перерабатывать, что для нефтяной отрасли является затрудняющими факторами.

Эта величина в её кинематическом виде, приведенная к температуре 20 градусов Цельсия, может варьироваться в достаточно широком диапазоне – двух до трехсот квадратных миллиметров в секунду (мм²/с). Большая часть этого полезного ископаемого характеризуется средним значением этого параметра от  40-ка до 60-ти мм²/с.

 Загрузка …

Эта характеристика является определяющей характеристикой при расчете таких технологических параметров, как:

• подвижность углеводородного сырья в продуктивном пласте в момент добычи;
• скорость фильтрации этого сырья в пласте;
• при определении типа вытесняющего агента;
• для подбора мощности добывающего насосного оборудования;
• при определении необходимых условий трубопроводной транспортировки и так далее.

Если знать вязкость нефти, то возможно даже приблизительно определить её состав, поскольку эта физическая характеристика растет с увеличением молекулярных весов составляющих это полезное ископаемое фракций. Иными словами, чем  тяжелее добываемое сырье, тем больше оно содержит тяжелых углеводородных  фракций, а значит, вязкость его возрастает. В высоковязких марках черного золота содержится много смол и асфальтенов, что сильно затрудняет переработку такого сырья.

Кроме того, на этот параметр влияют растворенные в этом полезном ископаемом газы. К примеру, газы углеводородного состава эту жидкую смесь разжижают, а азотистые – напротив, увеличивают значение её вязкости.

Физическая величина вязкость нефти

Это свойство жидкостей по-другому можно назвать внутренним трением. Другими словами, это способность текучих веществ  сопротивляться перемещению их частей одной относительно другой.

Это свойство, как правило, зависит от химического состава смеси,  молекулярных масс составляющих её компонентов и  от условий, при которых проводятся измерения.

По Ньютоновскому закону внутреннего трения сила внутреннего трения жидких веществ (обозначаемая как f ) находится в зависимости от следующих параметров:

• площадь соприкосновения составляющих жидкость слоев (обозначение – S);
• разность их скоростей (Δv);
• расстояние между этими слоями (Δh);
• молекулярные свойства жидкого вещества.

Формула этой зависимости такова: f = η * S * (Δv / Δh)

η – это коэффициент пропорциональности, который зависит от сил молекулярного сцепления и называется он коэффициентом внутреннего трения (по-другому –  динамической вязкостью нефти).

Динамическая вязкость

Эту величину рассчитывают по так называемой формуле Пуазейля:

η = ((π * Р * r⁴)  / 8 * v * L)) * t

Расшифруем незнакомые обозначения:

P – это давление, под которым происходит движение жидкого вещества;

v – это его объем;

L – длина капилляра, по которому протекает жидкость;

r – диаметр этого капилляра;

t – время, за которое это протекание происходит.

Измеряется эта величина в Па/с(паскаль-секунда, система СИ) или в пз (пуазах, система СГС).

Кинематическая вязкость

Этот параметр является более распространенной физической величиной для оценки свойств нефти и нефтепродуктов. По-другому эту величину называют удельным коэффициентом внутреннего трения.

Этот коэффициент является  отношением коэффициента η  (см. выше) к плотности жидкого вещества.

V = η / ρ

Единицы измерения этого физического параметра :

№	Полезная информация
1	система СИ  – квадратный метр в секунду (м2/с)
2	система СГС – стокс (Ст). Один стокс равен  10-4 квадратных метров в секунду

В такой отрасли, как нефтехимия, также применяются такие физические характеристики этого вещества, как относительная и  условная  вязкости.

Условная вязкость

Этот параметр (обозначение ВУ) получают путем деления промежутка времени, за который  истекает определенный объем жидкого образца, на период времени, за который истекает такой же объем стандартной жидкости. Время истекания измеряется в вертикальной трубе заранее определенной длины и диаметра. Условия для обеих жидкостей должны быть абсолютно одинаковы.

По Государственному стандарту номер 6258 – 85 для измерения этой величины используют 200 кубических сантиметров исследуемой жидкости и такое же количество дистиллированной воды. Прибор, которым проводятся измерения, называется вискозиметр. Измерения проводят при температуре 20 градусов Цельсия.  Единица измерения – градус Энглера (обозначение – градус ВУ или °E).

Относительная вязкость

Эта величина представляет собой отношение коэффициента динамической вязкости исследуемого жидкого вещества  (обозначение μ) к такому же коэффициенту, характерному для чистого  растворителя (обозначение μ), измеренным при одинаковых условиях:

μ_r = μ / μ

В Соединенных Штатах Америки эту физическую характеристику  зачастую измеряют в так называемых УСС (универсальная секунда Сейболта, SUS либо SSU).

Измерения проводятся также специальным вискозиметром с отверстием определенного калибра. Через это отверстие пропускают  60 кубических сантиметров  образца исследуемого вещества либо при температуре 100 градусов по Фаренгейту (37,8 градуса Цельсия), либо при температуре 210 градусов по Фаренгейту (98,9 градуса Цельсия), после чего  засекают время истечения исследуемого образца.

Для веществ с высоким уровнем этого параметра (например. мазутов и котельного топлива) в США применяется специальный вискозиметр Сейболта FUROL. Единицей таких измерений является секунда Сейболта FUROL, обозначаемая как SSF.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ НЕФТЕЙ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Вязкость,
как — важный  Чтфизико-химический параметр, используемый при подсчете запасов
нефти, проектировании разработки нефтяных месторождений, выбора способа
транспорта и схемы переработки нефти.

Различают
динамическую, кинематическую и условную вязкость.  Динамическая вязкость η — это отношение действующего
касательного напряжения к градиенту скорости при заданной температуре. Единица
измерения динамической вязкости паскаль-секунда — Па•с, на практике используют
обычно мПа•с.

Необходимость
определения кинематической и условной вязкости связана с тем, что для
определения динамической  вязкости  требуется   источник  постоянного  давления
(постоянно приложенного напряжения) на жидкость. Это условие   предопределяет  
дополнительные   технические   трудности, сложность воспроизведения и
трудоемкость анализа. Кинематическая вязкость ν — это   отношение  динамической вязкости жидкости к
плотности при той же температуре:

ν  = η/ρ

Единица кинематической
вязкости м²/с, на практике используют обычно мм²/с.

Сущность
метода определения кинематической вязкости заключается в замене постоянного
давления (внешней силы) давлением столба жидкости, равным произведению высоты
столба жидкости, плотности жидкости и ускорения силы тяжести. Эта замена
привела к значительному упрощению и распространению метода определения
кинематической вязкости в стеклянных капиллярных вискозиметрах.

Определение
условной вязкости также основано на истечении жидкости (как правило, для этих целей
используют  трубку с диаметром отверстия 5 мм) под влиянием силы тяжести.
Условная вязкость — отношение времени истечения нефтепродукта при заданной
температуре ко времени истечения дистиллированной воды при 20⁰С.
Единица измерения — условные градусы (⁰ВУ). Метод определения
условной вязкости применяется для нефтепродуктов, дающих непрерывную струю в
течение всего испытания и для которых нельзя определить кинематическую вязкость
по ГОСТ 33—82. Условную вязкость определяют для нефтяных топлив (мазутов).

Определение
кинематической вязкости обязательно для та­ких товарных нефтепродуктов, как
дизельные топлива и сма­зочные масла (ньютоновские жидкости).

Согласно  
унифицированной   программе   исследования   для нефтей определяют кинематическую
(или динамическую)  вязкость при температурах от 0 до 50⁰С (через 10
⁰С). Для мало5.5вязких нефтей определение начинают с 20⁰С.
Для керосиновых дистиллятов определяют кинематическую вязкость при 20 — 40⁰С.
Для дизельных — при 20⁰С, для масляных — при 40, 50 и  100⁰С.
Для остатков, выкипающих выше 350⁰С, опреде­ляют условную вязкость
при 50, 80 и 100⁰С.

На
вязкость нефти и нефтепродуктов существенное влияние оказывает температура. С
ее понижением вязкость увеличивается. Вязкостно-температурные свойства
нефтепродуктов зависят от их фракционного и углеводородного состава. Наимень­шей
вязкостью и наиболее пологой кривой вязкости обладают алифатические
углеводороды. Наибольшей вязкостью и наибо­лее крутой кривой вязкости —
ароматические (особенно би- и полициклические) углеводороды.

Важным
эксплуатационным показателем топлив и масел является прокачиваемость.
Прокачиваемость моторных топлив и топлив для газотурбинных и котельных
установок существенно зависит от их вязкости. Например, ко­личество бензина
вязкостью 0.65 мм²/с, поступающего в двига­тель за одну минуту,
составляет 100 г, а бензина вязкостью 1.0 мм²/с — 95 г. В
технических требованиях на товарные топ­лива и смазочные масла предусмотрены
соответствующие огра­ничения значения вязкости. Так, топлива для быстроходных ди­зелей
должны иметь кинематическую вязкость при 20⁰С в пре­делах 1.5—6.0 мм²/с.

С
понижением температуры высоковязкие нефти, природные битумы и остаточные
нефтепродукты (мазут, гудрон) могут проявлять аномалию вязкости, так называемую
структурную вязкость. При этом их течение перестает быть пропорциональ­ным
приложенному напряжению, т. е. они становятся неньюто­новскими жидкостями.
Причиной структурной вязкости является содержание в нефти и нефтепродукте
смолисто-асфальтеновых веществ и парафинов.

Для оценки
вязкостно-температурных свойств масел имеются соответствующие зависимости для
расчета температурного коэффициента вязкости (ТКВ) и индекса вязкости (ИВ).

Определение
кинематической вязкости

Сущность
метода заключается в измерении времени истечения определенного объема
испытуемой жидкости под влиянием силы, тяжести. Испытание проводят в
капиллярных стеклянных вискозиметрах. Для проведения анализа подбирают
вискозиметр с таким диаметром капилляра, чтобы время истечения жидкости
составляло не менее 200 с (рис. 1).

Рисунок 1 «Вискозиметр Оствальда»

1-первое колено; 2-втрое колено;
3-расширени

Чистый
сухой вискозиметр заполняют нефтью (нефтепродуктом). Для этого в вискозиметр
через воронку заливают точное количество нефтепродукта (отмеченное на
вискозиметре). Снимают с внешней стороны конца колена 1 избыток нефти
(нефтепродукта) и на­девают на конец колена 2 резиновую трубку.
Вискозиметр устанав­ливают в термостат (баню) так, чтобы расширение 3 было
ниже уровня нефти (нефтепродукта). После выдержки в термостате не менее 15 мин
засасывают нефть (нефтепродукт) в колено 2, примерно до 1/3 высоты расширения
3. Соединяют колено 2 с атмосферой и определяют время перемещения
мениска нефти — (нефтепродукта) от метки М₁ до М₂ (с
погрешностью не более 0.2 с).

Если
результаты трех последовательных измерений не отличаются более чем на 0.2 %,
кинематическую вязкость ν,
мм²/с, вычисляют как среднее арифметическое по формуле:

ν  = С•τ,

где С —
постоянная вискозиметра, мм²/с²; τ — среднее
время истечения нефти  (нефтепродукта) в вискозиметре, с.

Динамическую
вязкость η, мПа-с, исследуемой нефти  (нефтепродукта) вычисляют по
формуле:

η = ν•ρ

где ν — кинематическая вязкость, мм²/с;
ρ — плотность при той же температуре, при которой определялась вязкость,
г/см³.

Допускаемые расхождения
последовательных определений кинематической вязкости от среднего
арифметического значения не должны превышать следующих значений:

Температура измерения,
°С        от — 60  до  — 30      от -30 до 15      от 15 до 150

Допускаемое
расхождение, %           ±2.5                      
±1.5                           ±1.2

Определение условной вязкости

Сущность
метода заключается в измерении времени истечения
определенного количества отработанного нефтепродукта через калиброванное отверстие вискозиметра

Вискозиметр ВУ-М (рис 2)
состоит из латунного резервуара 1 с труб­кой 8 в его дне. В эту латунную трубку
8 вставлена отполированная платиновая трубка. Резервуар 1 помещают во внешний
цилиндрический сосуд 2, являющийся жидкостной баней. Резервуар 1 закрывается
крыш­кой с двумя отверстиями. В одно отверстие вставляется термометр 4, а в
другое — стержень 6, с помощью которого запирается и открывается выходное
отверстие 3 в отполированном дне резервуара 1.

Внутри резервуара на
равном расстоянии от дна прикреплены три заостренных и изогнутых под прямым
углом штифта 5. Эти штифты служат указателями уровня нефтепродукта, заливаемого
в вискозиметр. По ним же судят об установке прибора в горизонтальном по­ложении.
Во внешнем сосуде 2 укреплена ме­шалка 7. Весь прибор устанавливается на
треножнике 10, на двух ножках которого имеются установочные винты 9. Прибор
снаб­жен электрообогревом.

Для измерения объема
вытекающей из вискозиметра жидкости к прибору прилагает­ся измерительная колба
объемом 200 мл, спе­циальный термометр, градуированный в ра­бочем положении, с
поправкой на выступаю­щий столбик ртути.

Рисунок 2 «Вискозиметр для
определения условной вязкости»

1-резервуар, 2-цилиндрический
сосуд, 3-выходное отверстие, 4-термометр, 5-мерники, 6-металлический стержень,
7-мешалка, 8-латунная трубка, 9-установочные винты, 10-треножник.

 Внутренний резервуар вискозиметра и
сточную трубку промыть легким бензином и высушить воздухом, закрыть выходное
отверстие металлическим стержнем;

– включить вискозиметр,
на блоке управления установить в бане температуру 55^оС
(теплоноситель – раствор глицерина с водой);

– испытуемый
нефтепродукт нали­ть во внутренний резервуар вискозиметра в таком количестве,
чтобы уровень его был несколько выше остриев штифтов;

– закрыть вискозиметр
крышкой, а под сточную трубку подставить чистую сухую измерительную колбу, вставить
термометр, включить мешалку;

– выдержать
нефтепродукт, пока он не нагреется до 50^оС;

– после достижения
требуемой температуры выключить мешалку, быстро приподнять металлический
стержень из прибора и одновременно включить секундомер;

– когда неф­тепродукт в
измерительной колбе дойдет точно до метки, соответствую­щей 200мл (пена в
расчет не принимается), секундомер остановить и отсчитать время истечения 200мл
нефтепродукта с точностью до 0,2с. Допускаемые расхождения между двумя
параллельными опреде­лениями не должны превышать при времени истечения до 250с
— 1с, до 500с — 3с, до 1000с — 5с.

– вычислить условную
вязкость ВУt испытуемого
нефтепродукта при температуре t (в условных градусах) по формуле:

где τ_t — время истечения из вискозиметра
200мл испытуемого нефтепродукта при тем­пературе испытания t, с;  — водное число вискозиметра, с.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое динамическая вязкость?

2. Что такое кинематическая вязкость?

3. Что такое условная вязкость?

4. Какое влияние оказывает температура на вязкость?

5. От чего зависит прокачиваемость масел?

6.  от чего зависят вязкостно-температурные свойства нефтепродуктов?

В зависимости от состава в широком диапазоне изменяются физические и химические свойства нефти. Меняется консистенция нефти от легкой, насыщенной газами, до густой тяжелой смолообразной. Соответственно и цвет нефти меняется от светлого до темно-красного и черного. Эти свойства зависят от преобладания в составе нефти низкомолекулярных легких углеводородных соединений, либо тяжелых сложно построенных высокомолекулярных соединений.

Химический состав нефти

С химической точки зрения состав нефти и газа очень прост. Основными элементами, образующими нефть и газ, являются углерод – С и водород – Н. Содержание углерода в нефтях – 83 – 89 %, содержание водорода – 12 – 14 %. В небольших объемах в нефтях содержатся сера – S, азот – N и кислород – О. Углерод и водород присутствуют в нефти в виде множества соединений, называемых углеводородами.

Нефть представляет собой горючую маслянистую подвижную жидкость от светло–желтого до темно–красного, коричневого и черного цвета, состоящую из смеси различных углеводородных соединений. В природе нефть очень разнообразна по своему качеству, удельному весу и консистенции: от весьма жидкой и летучей до густой смолообразной.

Известно, что химические элементы соединяются между собой в определенных соотношениях согласно их валентности. Например, молекула воды – Н₂О состоит из двух атомов водорода, имеющих валентность – 1, и одного двухвалентного атома кислорода.

Самым простым по химическому составу углеводородным соединением является метан – СН₄. Это горючий газ, являющийся главным компонентом всех природных горючих газов.

Обычное содержание метана в природных газах превышает 90 – 95 %.

Следующим за метаном соединением является этан – С₂Н₆,

Затем, пропан — С₃Н₈,

бутан — С₄Н₁₀, пентан – С₅Н₁₂, гексан – С₆Н₁₄ и т.д.

Как отмечалось выше, начиная с пентана, газообразные углеводороды переходят в жидкие, т.е. в нефть. Формула пентана продолжает тот же непрерывный ряд углеводородных соединений, относящихся к группе метановых.

В этой группе все связи углерода задействованы, т.е. использованы на соединение с атомами водорода. Такие соединения называются предельными или насыщенными. Они нереакционноспособные, т.е. не способны присоединять к своей молекуле молекулы других соединений.

Углерод в соединении с водородом способен образовывать бесчисленное множество углеводородных соединений, различающихся своим химическим строением, а, следовательно, и свойствами.

Различают три основные группы углеводородных соединений:

Первая группа – метановые (или алканы). Их общая формула С_nH_2n+2. Именно об этой группе соединений говорилось выше.

Они являются полностью насыщенными, т.к. все валентные связи использованы. Поэтому химически они наиболее инертны, не способные к химическим реакциям с другими соединениями. Углеродные скелеты алканов представляют собой либо линейные (нормальные алканы), либо разветвленные цепи (изоалканы).

Вторая группа – нафтеновые (или цикланы). Их общая формула СnH2n. Их основные признаки – наличие пяти – или шестичленного кольца из атомов углерода, т.е. они образуют в отличие от метановых замкнутую циклическую цепь (отсюда — цикланы):

Это тоже насыщенные (предельные соединения). Поэтому в реакции они практически не вступают.

Третья группа – ароматические (или арены). Их общая формула С_nH_2n-6. Они образованы шестичленными циклами, основанными на так называемом ароматическом ядре бензола – С₆Н₆. Их отличительная особенность – наличие двойных связей между атомами.

Среди ароматических углеводородов выделяются моноциклические, бициклические (т.е. сдвоенные кольца) и полициклические, образующие многокольцевые соединения типа пчелиных сот.

Углеводороды, в том числе нефть и газ, не являются веществами определенного и постоянного химического состава. Они представляют сложную природную смесь газообразных, жидких и твердых углеводородных соединений метанового, нафтенового и ароматических рядов. Но это не простая смесь, а система сложного углеводородного раствора, где растворителем являются легкие углеводороды, а растворенными веществами – прочие высокомолекулярные соединения, включая смолы и асфальтены, т.е. даже и неуглеводородные соединения, входящие в состав нефтей.

Раствор от простой смеси отличается тем, что входящие в него компоненты способны химически и физически взаимодействовать, приобретая при этом новые свойства, которые не были присущи исходным соединениям.

Плотность

В ряду физических свойств нефти плотность или удельный вес является важнейшим. Этот показатель зависит от молекулярного веса слагающих ее компонентов, т.е. от преобладания в составе нефти легких или тяжелых углеводородных соединений, от наличия смолистых примесей, асфальтенов и растворенного газа.

Плотность нефти изменяется в широких пределах от 0,71 до 1,04 г/см³. В пластовых условиях за счет большого объема растворенного в нефти газа плотность ее в 1,2 – 1,8 раза меньше, чем в поверхностных условиях после ее дегазации. В зависимости от плотности выделяют следующие классы нефтей:

• Очень легкие (до 0,8г/см³);
• Легкие (0,80-0,84г/см³)
• Средние (0,84-0,88г/см³)
• Тяжелые (0,88-0,92г/см³)
• Очень тяжелые (более 0,92г/см³)

Вязкость

Вязкость нефти – это свойство оказывать сопротивление перемещению частиц нефти относительно друг друга в процессе ее движения. Вязкость определяет степень подвижности нефти. Измеряется вязкость с помощью прибора – вискозиметра. В системе СИ измеряется в миллипаскалях в секунду (мПа•с), в системе СГС  — Пуаз, г/(см•с).

Существует два вида вязкости: динамическая и кинематическая. Динамическая взякость характеризует собой силу сопротивления перемещению слоя жидкости площадью в 1см2 на 1см со скоростью 1см/сек. Кинематическая вязкость представляет собой свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой с учетом силы тяжести.

Динамическая вязкость определяется по формуле:

где: А — площадь перемещающихся слоёв жидкости (газа); F — сила, необходимая для поддержания разницы скоростей движения между слоями на величину dv; dy — расстояние между движущимися слоями жидкости (газа); dv — разность скоростей движущихся слоёв жидкости (газа).

Кинематическая вязкость также используется в расчетах, она определяется по следующей формуле:

где: μ — динамическая вязкость; ρ — плотность нефти при температуре определения.

В поверхностных условиях нефти делятся на:

1. маловязкие – до 5 мПа•с;
2. повышенной вязкости — от 5 до 25 мПа•с;
3. высоковязкие – более 25 мПа•с.

Меньшей вязкостью обладают легкие нефти, а большей – тяжелые. В пластовых условиях вязкость нефти в десятки раз меньше, чем той же нефти на поверхности после ее дегазации, что связано с ее очень высокой газонасыщенностью в недрах. Это свойство имеет большое значение при формировании залежей углеводородов, т.к. определяет масштабы миграции.

Величина обратная вязкости характеризует текучесть жидкости φ:

Содержание серы

Содержание серы в нефти — очень важное свойство, влияющее на окислительные свойства нефти. Чем больше содержание серы в нефтях, тем агрессивнее она ведет себя по отношению к металлам, окисляя и разрушая их. В этом смысле действие ее аналогично окислительному действию кислорода. По содержанию серы нефти делятся на:

1. Малосернистые – до 0,5 %;
2. Сернистые — от 0,5 до 2,0 %;
3. Высокосернистые – более 2 %.

Парафинистость нефти

Это еще одно важное свойство нефти, влияющее на технологию ее добычи и транспортировки по трубопроводам. Парафинистость возникает в нефтях за счет содержания в них твердых компонентов – парафинов (от С₁₇Н₃₆ до С₃₅Н₇₂) и церезинов (от С₃₆Н₇₄ до С₅₅Н₁₁₂).

Содержание их достигает иногда от 13 до 14 %, а на месторождении Узень в Казахстане – 35 %. Высокое содержание парафина чрезвычайно затрудняет добычу нефти, т.к. при вскрытии пласта и подъема нефти по трубам происходит непрерывное снижение давления и температуры. При этом парафин способен кристаллизоваться и выпадать в твердый осадок, парафинируя как поры в самом пласте, так и стенки НКТ, задвижек и всего технологического оборудования. Чем ближе температура кристаллизации парафина к температуре пласта, тем скорее и интенсивнее наступает процесс парафинизации.

По содержанию парафинов нефти делятся на:

1. Малопарафинистые – менее 1,5 %;
2. Парафинистые – от 1,5 до 6,0 %;
3. Высокопарафинистые – более 6,0 %.

Газосодержание

Газосодержание или газовый фактор – это количество газа в 1м³ (или на 1т) дегазированной нефти, т.е. газовый фактор – это количественный показатель того, какое количество газа было растворено в нефти в пластовых условиях, способное перейти в свободное состояние при извлечении нефти на поверхность.

Газовый фактор может достигать 300 – 500 м³/т, но чаще – в пределах 30 – 100 м³/т. Встречается и менее — 8 – 10 м³/т, например, тяжелые нефти Ярегского месторождения Ухтинского района имеют газовый фактор 1 – 2 м³/т.

Давление насыщения

Давление насыщения (или начала парообразования) – это давление, при котором газ начинает выделяться из нефти. В природных условиях давление насыщения может быть равным пластовому или меньше его.

В первом случае весь газ будет растворен в нефти, а нефть — насыщена газом. Во втором случае нефть будет недонасыщена газом.

Сжимаемость

Сжимаемость нефти обусловлена ее упругостью и измеряется коэффициентом сжимаемости – β_Н.

где V – исходный объем нефти, м³;

∆V – изменение объема нефти, м³;

∆р – изменение давления, МПа.

Коэффициент сжимаемости характеризует величину изменения объема пластовой нефти при изменении давления на 0,1 МПа. Этот коэффициент учитывается на ранних стадиях разработки, когда упругие силы жидкостей и газов еще не растрачены и поэтому играют заметную роль в энергетике пласта.

Коэффициент теплового расширения:

где Δt⁰ — изменение температуры на 1 ⁰С.

Коэффициент теплового расширения показывает, на какую часть первоначального объема изменяется объем нефти при изменении температуры на 1 ⁰С. Этот коэффициент используется при проектировании и применении тепловых методов воздействия на пласт.

Объемный коэффициент нефти

Этот коэффициент показывает, какой объем занимает в пластовых условиях 1м³ дегазированной нефти за счет насыщения ее газом.

 

где b_Н – объемный коэффициент пластовой нефти, доли единицы;

V_пл – объем нефти в пластовых условиях, м³;

V_дег – объем той же нефти в поверхностных условиях после ее дегазации, м⁰;

ρ_пов – плотность нефти в поверхностных условиях, т/м³;

ρ_пл – плотность нефти в пластовых условиях, т/м³.

Объемный коэффициент нефти обычно больше 1, как правило, находится в пределах 1,2–1,8, но иногда достигает 2–3 единиц. Объемный коэффициент используется при подсчете запасов и при определении коэффициента нефтеотдачи пласта.

Усадка нефти и пересчетный коэффициент По объемному коэффициенту можно определить усадку нефти при извлечении ее на поверхность – И, а также пересчетный коэффициент — Θ.

Последний используется в формуле подсчета запасов объемным методом. Пересчетный коэффициент Θ – есть величина обратная объемному коэффициенту – b_H.

Как видно, эта формула представляет собой перевернутую формулу объемного коэффициента. Именно она учитывает уменьшение объема нефти (ее усадку) при переходе от пластовых условий к поверхностным.

Температура застывания нефти

Температура застывания — это та температура, при которой охлажденная в пробирке нефть не меняет свой уровень при наклоне в 45º. Температура застывания и плавления нефтей разнообразна. Обычно нефть залегает в пласте в жидком состоянии, но, некоторые из них густеют даже при небольшом охлаждении. Температура застывания растет одновременно с возрастанием содержания в ней твердых парафинов и уменьшением содержания смол. Смолы оказывают противоположный эффект — с увеличением их содержания температура застывания уменьшается.

Оптические свойства нефти

Оптическая активность выражается в способности нефти вращать плоскость поляризованного луча света вправо (редко влево). Оптически активные вещества образуются при жизнедеятельности организмов, и оптическая активность нефти свидетельствует о ее генетической связи с биологическими системами. Основными носителями оптической активности в нефти являются ископаемые молекулы животного и растительного происхождения — хемофоссилии. Нефти из более древних отложений менее оптически активны по сравнению с нефтями из более молодых пород.

Нефти светятся при облучении ее ультрафиолетовыми лучами, т.е обладают способностью к люминесценции. Люминесцируют смолы в не люминесцирующих в основном соединениях — углеводородах. Люминесцирующие вещества имеют определенные спектры цветов люминесценции (бурые, голубые, желтые и др.) и интенсивность свечения, зависит от концентрации. Легкие нефти имеют голубой и синий цвета люминесценции, тяжелые — желтый и желто-бурый.