大庆普通稠油黏温及流变性研究

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1、第10卷第31期2010年11月科学技术与工程Vol.10No.31Nov.20101671—1815(2010)31-7644-04ScienceTechnologyandEngineering2010Sci.Tech.Engng.大庆普通稠油黏温及流变性研究1，21345赵法军刘永建王广昀王涛宋红艳123(东北石油大学教育部重点实验室，大庆163318;中石油大庆油田博士后科研工作站，大庆163453;西南油气田公司党委，成都610051;45大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，大庆163712;大庆油田有限责任公司第二采油厂，大庆163414

2、)摘要以大庆江37普通稠油为研究对象，利用AntonPaarMCR301旋转流变仪开展了稠油黏温及流变特性的实验研究。通过室内实验，测定了大庆普通稠油在不同温度、压力及剪切速率条件下的黏度，研究了稠油流变性特性及屈服应力与温度的关系。研究结果表明，稠油的黏度对温度非常敏感，随温度升高而大幅度降低，在拐点温度处之前，稠油黏-温关系曲线随压力变化较大;在拐点温度处之后，压力对黏度影响不大。流变性曲线说明，低温40℃条件下稠油油样属于Bingham塑性流体。随着温度升高，原油流变性表现为牛顿流体特性。关键词普通稠油黏温性流变性屈服应力中图法分类号TE622

3、．5;文献标志码B稠油是指在地层条件下黏度大于50mPa·s的原油，稠油主要的特征是相对密度大，黏度高，流动1实验性差，常表现为非牛顿特性，渗流特征也不符合达西定律。但随着温度的升高，稠油的黏度会在某一1．1实验材料温度区域内急剧下降，此时稠油流动时又会趋于牛实验所用样品取自江37区块脱气脱水稠油，对顿流体。这是稠油重要的热物理特性，也是热力采其进行黏—温及流变性研究。脱水脱气稠油样品油的基本依据。流变特性不仅仅局限于黏度—温基础参数见表1。［1，2］度特征，它还描述原油的流动和变形。因此，正表1大庆江37区块稠油基础参数确认识超稠油的黏温及流变特征

4、，对地下稠油渗流项目机理的深入了解、稠油开发方案的编制与实施、稠相对倾点凝固初馏含蜡量胶质沥青质油采油工艺和集输工艺的筛选均是非常重要的。密度d20/℃点/℃点/℃/%/%/%4为此，本文开展对大庆普通稠油江37区块原油样品0．9215183020624．328．711．5进行研究，研究其黏温和流体特性，为稠油油藏的开发提供理论指导，对实现大庆稠油区块全面开发1．2实验仪器具有重要意义。实验仪器为AntonPaarMCR301流变仪。适用－1温度为(－30—300)℃，转速(0—3000)r·min，－2－1剪切速率(10—4000)s，可测试低黏流

5、体至稠化样品黏度。2010年8月18日收到国家重大油气专项项目(2008ZX05012—001)、2结果和讨论教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(200802200001)资助第一作者简介:赵法军(1974—)，男，大庆油田科研工作站博士后。2．1稠油黏温特性分析E-mail:fajzhao@126．com。黏度是反映流体流动性能的重要参数之一，与31期赵法军，等:大庆普通稠油黏温及流变性研究7645温度存在规律性关系。认识稠油的黏温特性对热所示。采油田的开发和数值模拟非常重要。稠油黏度对温度的变化是很敏感的，除原油本身的性质外，温度是稠油黏度

6、的重要影响因素。利用AntonPaar流变仪测定了不同温度条件下的稠油黏度，得到了稠油黏度与温度关系变化的规律曲线。2．1．1温度对稠油黏度的影响－1在剪切速率55s条件下，系统测试了江37区块稠油在不同温度条件下的黏度由图1所示。图2不同压力下稠油黏-温关系曲线由图2可见，在拐点处60℃附近之前，稠油黏—温关系曲线随压力变化较大，表现为相同温度条件下，压力增加，稠油黏度也相应增大。但当温度达到拐点温度60℃之后，压力对稠油黏度影响不大。2．1．3剪切速率对稠油黏度的影响图1稠油黏-温关系曲线稠油黏度主要取决于温度，但又不是温度的单一函数，还与剪切速

7、率有关，剪切速率不同黏温曲由图1可知，稠油黏度对温度有很强的敏感性，线的斜率也不同，剪切速率越小，斜率越大。随着温度升高，稠油黏度显著降低。这是由于稠油这种多相混合物液体，大分子固体颗粒(如沥青质)的大小、分布情况、在液体中的浓度以及胶质含量、饱和烃成份等相互间的动量交换、缔结长大、排列方式对其黏度影响较大。大多数原油是一种比较稳定的胶体分散体系，其分散相以沥青质为核心，依附于它的胶质为溶剂化层而构成胶团、胶束。其分散介质则主要由油分和部分胶质组成。从胶团、胶束中心到分散介质其组成是逐渐变化过渡的。图3江37区块稠油黏度-剪切速率关系曲线这些胶团、胶

8、束的联接或被拆开，使稠油内部结构图3为江37区块稠油黏度与剪切速率的关系变得松散，原油内聚力降低，是稠油黏温