407原油組分的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)對(duì)其粘度的影響與在線粘度計(jì)(黏度)

1、407-原油組分的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)對(duì)其粘度的影響與在線粘度計(jì)(黏度-)_圖文第卷第期年月新疆石油地質(zhì)文章編號(hào)：原油組分的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)對(duì)其粘度的影響劉海波，郭緒強(qiáng)中國(guó)石油大學(xué)高壓流體相平衡實(shí)驗(yàn)室，北京摘要：粘度是流體的重要物理性質(zhì)之一，其數(shù)值的準(zhǔn)確與否對(duì)制定油氣田開發(fā)政策以及選用化工別離技術(shù)都具有重要意義?？疾炝爽F(xiàn)有粘度模型對(duì)原油粘度的計(jì)算精度，發(fā)現(xiàn)其預(yù)測(cè)誤差都較大。在此根底上，提出利用四組分實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)將原油陽(yáng)性組分分割成飽和烴、芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等個(gè)假組分進(jìn)行原油特征化的方法，以更準(zhǔn)確地描述原油陽(yáng)性組分中不同性質(zhì)與結(jié)構(gòu)對(duì)原油粘度的影響。關(guān)鍵詞：原油；組分；粘度中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：原油粘度反映原油在

2、流動(dòng)過(guò)程中內(nèi)部的摩擦阻力。地層原油的粘度直接影響原油在地下的運(yùn)移和流動(dòng)。在油田開發(fā)過(guò)程中原油的粘度決定原油地層中的滲流能力，而在輸送過(guò)程中，也影響它在管道中的流動(dòng)能力。因而，了解原油的粘度特點(diǎn)，對(duì)準(zhǔn)確計(jì)算油井的產(chǎn)能、確定采用提高原油的采收率以及原油的集輸技術(shù)等都有重要的意義，所以有必要對(duì)原油粘度計(jì)算模型及其適用性進(jìn)行研究。的動(dòng)力學(xué)模型，應(yīng)用該理論推導(dǎo)出的方程是傳遞性質(zhì)的顯函數(shù)，各種傳遞性質(zhì)均可通過(guò)方阱勢(shì)能模型參數(shù)及徑向分布函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，文獻(xiàn)應(yīng)用該模型計(jì)算所得的結(jié)果說(shuō)明，該模型可用于描述氬在整個(gè)液態(tài)范圍內(nèi)的粘度。文獻(xiàn)，在實(shí)測(cè)的及粘度數(shù)據(jù)根底上建立了一個(gè)普遍化的方阱參數(shù)關(guān)聯(lián)式，將粘度理論方程擴(kuò)展到

3、非烴類液體及注：體系。該模型可應(yīng)用于非極性液體的粘度計(jì)算，但預(yù)測(cè)范圍只限于液相，而油氣藏流體在流動(dòng)中相態(tài)常常發(fā)生變化，這就要求粘度模型能對(duì)氣、液相同時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，因此該關(guān)聯(lián)式在實(shí)際應(yīng)用中有一定局限性。文獻(xiàn)就注意到等溫下：的圖與等壓下的燦圖有一定的相似性。但這一發(fā)現(xiàn)很長(zhǎng)時(shí)間未得到人們的重視。直到年，文獻(xiàn)首次建立了基于原油粘度計(jì)算模型的研究現(xiàn)狀文獻(xiàn)，考慮了溶解氣油比和地面脫氣油的相對(duì)密度，建立了油層粘度關(guān)聯(lián)式。由于油藏流體的組成對(duì)粘度的影響很大，所以它不能對(duì)每個(gè)油藏流體的粘度進(jìn)行準(zhǔn)確地估計(jì)。文獻(xiàn)建議使用經(jīng)改良的文獻(xiàn)的關(guān)聯(lián)式，其氣體和液體粘度弘通過(guò)比照密度的四次多項(xiàng)式來(lái)表達(dá)。此關(guān)聯(lián)式將粘度表示為比照密

4、度的函數(shù)，使粘度的計(jì)算值對(duì)密度的取值非常敏狀態(tài)方程的計(jì)算烴類氣、液相粘度的統(tǒng)一模型。盡管這一模型對(duì)油藏粘度的計(jì)算結(jié)果并不令人滿意，但它給人們提供了一條嶄新的思路。此后，文獻(xiàn)基于四參數(shù)狀態(tài)方程，文獻(xiàn)，基于三參數(shù)狀態(tài)方程，文獻(xiàn)，基于狀態(tài)方程，分別建立了各自對(duì)應(yīng)的粘度模型，并應(yīng)用于油氣藏流體粘度的計(jì)算，均取得了一定的成功。其中，粘度模型預(yù)測(cè)結(jié)果在總體上比其他模型要好的多，但在預(yù)測(cè)較重質(zhì)原油粘度時(shí)，預(yù)測(cè)精度仍然較差?；跔顟B(tài)方程的粘度模型有很多的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺乏，還有待于進(jìn)一步的提高。年，文獻(xiàn)建立了摩擦理論為根底的粘度模型。此粘度模型與其他模型的不同之處在于把粘度作為流體的機(jī)械特性而不是流體的流

5、動(dòng)特性，因感。密度主要來(lái)源于實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，但對(duì)高壓下的流體大多數(shù)情況須依賴于計(jì)算。因此流體密度的誤差直接影響粘度計(jì)算值的準(zhǔn)確性。文獻(xiàn)提出一個(gè)基于對(duì)應(yīng)狀態(tài)理論的模型，把比照粘度“用比照壓力。和比照溫度瓦來(lái)表示。此模型對(duì)注氣油藏流體的預(yù)測(cè)精度較差。文獻(xiàn)建立了一個(gè)用于描述方阱流體傳遞性質(zhì)收稿日期：修訂日期：一卜 作者簡(jiǎn)介：劉海波一，男，內(nèi)蒙占赤峰人，在讀碩士研究生，化學(xué)工程，萬(wàn)方數(shù)據(jù)新疆石油地質(zhì)鉭此，流體的粘度可以分為稀薄氣體相和摩擦相。年，在摩擦理論的根底上建立了單參數(shù)粘度模型，主要對(duì)摩擦相粘度進(jìn)行了單參數(shù)擬合。該模型計(jì)算步驟過(guò)于復(fù)雜，狀態(tài)方程的計(jì)算精度對(duì)其預(yù)測(cè)精度有直接的影響，應(yīng)用于輕質(zhì)油粘度的計(jì)

6、算時(shí)，其預(yù)測(cè)精度比擬令人滿意；但應(yīng)用于重質(zhì)油時(shí)，誤差比擬大，需要特定參數(shù)，所以該模型不具有普遍性。文獻(xiàn)，各自利用地面脫氣原油粘度等參數(shù)建立關(guān)聯(lián)式來(lái)預(yù)測(cè)地層原油粘度，但這些關(guān)聯(lián)式只適用于本油田的預(yù)測(cè)，沒(méi)有普遍性。文獻(xiàn)把溫度、壓力以及原油組成進(jìn)行擬合建立了關(guān)聯(lián)式，對(duì)于油藏壓力不太高的非重油的預(yù)測(cè)精度較高，但此關(guān)聯(lián)式應(yīng)用于不同地域流體的粘度預(yù)測(cè)時(shí)，須針對(duì)不同的情況重新進(jìn)行參數(shù)的擬合。本文選擇文獻(xiàn)，提出的關(guān)聯(lián)式模型、摩擦理論模型和狀態(tài)方程模型，對(duì)口油井個(gè)層位個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行粘度計(jì)算，個(gè)模型對(duì)大多數(shù)油層原油粘度預(yù)測(cè)的誤差都很大，總平均誤差在以。現(xiàn)今的粘度模型，大多數(shù)沒(méi)有考慮到分子結(jié)構(gòu)對(duì)于粘度的影響，所以在預(yù)

7、測(cè)陽(yáng)性組分大的原油粘度時(shí)，誤差相對(duì)都比擬大。因?yàn)樗械恼扯饶Ｐ蛻?yīng)用于原油或者含有重油體系粘度的計(jì)算時(shí)，都必須要討論分子中碳原子個(gè)數(shù)大于或的烴或組分的處理問(wèn)題，由于過(guò)去在分析數(shù)據(jù)和分析手段等各方面的限制，所有的粘度計(jì)算方法中都是將十或，餾分當(dāng)作一個(gè)組分來(lái)處理，即便有的模型將或，餾分分成個(gè)或個(gè)組分來(lái)處理，也都是當(dāng)作統(tǒng)一類的組分看待，即這個(gè)或者個(gè)假組分并沒(méi)有體珊陛質(zhì)與結(jié)構(gòu)上的特征。粘度與組分性質(zhì)和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系粘度反映的是流體內(nèi)局部子之間的摩擦力，不言而喻，它必然與分子的大小和結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。在一般情況下，化合物的相對(duì)分子質(zhì)量越大，其粘度也越大。同時(shí)，當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量相接近時(shí)，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的分子粘度

8、大于鏈狀結(jié)構(gòu)的分子粘度，而且分子中的環(huán)數(shù)越多，其粘度值也越大。此外，當(dāng)烴類分子中的環(huán)數(shù)相同時(shí)，其側(cè)鏈越長(zhǎng)那么其粘度也越大。表中的數(shù)據(jù)說(shuō)明，原油中瀝青質(zhì)一膠質(zhì)對(duì)于原油粘度有著重大的影響，膠質(zhì)一瀝青質(zhì)含量多，增大了液體分子的內(nèi)摩擦力，使原油粘度增大，甚至出現(xiàn)非牛頓流體的粘滯特性。從表可以看出，在相同的溫度下，苯的粘度是正己烷的倍，而環(huán)己烷的粘度又是苯的倍，最大粘度是最小粘度的。倍，這說(shuō)明，在粘度的計(jì)算中必須考慮組分的結(jié)構(gòu)。否那么必然會(huì)使粘度計(jì)算的萬(wàn)方數(shù)據(jù)表大慶、勝利油田脫氣原油粘度井號(hào)鬻嫠囂霧，。囂曼，井號(hào)黎翟囂娑，。然，葡萄花坨一查樹崗管一喇嘛廟辛一辛一辛一數(shù)據(jù)來(lái)源：?油氣物理學(xué)?，化學(xué)上業(yè)出版

9、社出版表同碳數(shù)烴類流體的粘度組分粘度組分粘度，一二甲藎丙烷一環(huán)己烷一甲基丁烷一正庚烷正己烷甲苯苯精度降低。從表可以看到，沸點(diǎn)相近的個(gè)組分的粘度相差很大，最大者粘度為最小者粘度的倍。密度相近的不同組分的粘度相差也比擬大表。表相近沸點(diǎn)烴類的粘度組分譽(yù)粘度組分瀚粘度苯，二甲基戊烷環(huán)已烷表密度相近的不同組分的粘度以上的結(jié)果說(shuō)明，在普通原油和重油的分析過(guò)程中廣泛采用的用高溫模擬蒸餾得到的餾出分率對(duì)沸點(diǎn)的關(guān)系，并不能很好的代表組分的性質(zhì)，這種分布關(guān)系對(duì)于流體的密度、飽和壓力等相行為的計(jì)算可能非常有用和有效，或者是像密度等這些參數(shù)的變化范圍較小，掩蓋了性質(zhì)或結(jié)構(gòu)的差異。但對(duì)于粘度的計(jì)算如果還用類似的方法處理

10、，就可能會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。特別是重油中還含有相當(dāng)數(shù)量的芳烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，這些組分的粘度在數(shù)量級(jí)上可能都有差異，所以必須對(duì)重油中對(duì)粘度影響比擬大的組分的影響表達(dá)出來(lái)，對(duì)于十或榴分至少要?jiǎng)澐譃閭€(gè)組分來(lái)處理，即飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，而不能僅僅表示成碳數(shù)的變化。文獻(xiàn)通過(guò)對(duì)原油組成對(duì)粘度影響的灰色關(guān)聯(lián)分析說(shuō)明，原油組成對(duì)其粘度影響的重要程度順序?yàn)椋烘団C膠質(zhì)殘?zhí)紴r青質(zhì)氮硫石蠟。文獻(xiàn)提出用度代替度來(lái)關(guān)聯(lián)重油粘度。也說(shuō)明將陽(yáng)性組分分割成飽和烴、芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)個(gè)假組分來(lái)進(jìn)行原油的特征化計(jì)算，對(duì)于提高粘度預(yù)測(cè)精 第卷第期劉海波等：原油組分的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)對(duì)其粘度的影響度是很有可能的。，：結(jié)論考察了現(xiàn)有模

11、型對(duì)原油粘度的計(jì)算精度，對(duì)其計(jì)算過(guò)程中共同存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，認(rèn)為對(duì)原油陽(yáng)性組分單純依靠提高切割的個(gè)數(shù)不可能提高粘度的計(jì)算精度。，：，通過(guò)分析粘度與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，提出了利用四組分實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)將陽(yáng)性組分分割成飽和烴、芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)個(gè)假組分來(lái)進(jìn)行原油的特征化計(jì)算，進(jìn)而提高粘度計(jì)算精度的新思路。王利生，郭天民基于狀態(tài)方程的統(tǒng)一粘度模型化工學(xué)報(bào)英文版，：王利生油氣粘度及相態(tài)行為新模氆的開發(fā)石油大學(xué)博士論文，郭緒強(qiáng)常規(guī)及特殊油氣藏流體高壓下相行為和傳遞性質(zhì)的研究石油大學(xué)博士論文，參考文獻(xiàn)：，：，【，：，：，：，哺，：，：，：【，蘇繼紅，易斌，史繼忠確定地層原油粘度的經(jīng)驗(yàn)方法石油勘探與開發(fā)，：張忠民

12、，肖安成，浦曉玲等地層原油與地面原油關(guān)系研究油氣田地面工程，：，：，：，：，：【，：敬加強(qiáng)，羅平亞，朱毅飛原油組成對(duì)其粘度影響的灰色關(guān)聯(lián)分析油氣剛地面丁程，：，杜連貴，郭天民半理論粘度模型應(yīng)用于油藏原油化二學(xué)報(bào)，：杜連貴油藏原油及其注：體系高壓相態(tài)行為及粘度的研究石油大學(xué)博士論文，：，；：苫，：；萬(wàn)方數(shù)據(jù) 原油組分的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)對(duì)其粘度的影響 作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：劉海波， 郭緒強(qiáng)， LIU Hai-bo， GUO Xu-qiang中國(guó)石油大學(xué)高壓流體相平衡實(shí)驗(yàn)室,北京,102200新疆石油地質(zhì)XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY2021,29(3)

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