тавлені на дослідження зразки можна віднести до неньютонівська рідина, а максимальне напруження зсуву для них становить близько 1 Па.
Аналіз отриманих даних показує, що в'язкість досліджених зразків нафти зменшується з підвищенням температури від 20о С до 70о С в 4-5 разів. При цьому з підвищенням температури до 50о С і вище інтенсивність зміни в'язкості падає.
Модифікація нафти вуглеводневим розчинником робить істотний вплив на в'язкість при температурах нижче 50о С, зменшуючи в'язкість при цьому до 5 разів.
Зразки нафти № 3 та № 4, які мали більш високу в'язкість в порівнянні з попередніми зразками, досліджувалися за допомогою реометра RHEOLAB MC1 в діапазоні швидкостей зрушення 1-100 с - 1. Отримані дані представлені в табл. 2. Аналіз отриманих даних показує, що по залежності в'язкості від градієнта швидкості зсуву ці зразки, також як і зразки № 1 і № 2, можна віднести до неньютонівська рідина. У даному випадку зразок № 4 на відміну від решти має більш виражені властивості залежності в'язкості від градієнта швидкості зсуву. На зразках № 3 та № 4 простежуються ті ж закономірності зміни в'язкості при зміні температури і концентрації розчинника, що і в попередніх зразках.
На другому етапі проведені дослідження залежності в'язкості нафти від гідростатичного тиску і температури на установці для дослідження реологічних властивостей нафти при підвищеному тиску. Дослідження проводилися з зразками нафти № 2 та № 3 при варіації тиску від 1,5 до 10 МПа. Температура при цьому змінювалася від 20 до 50о С. В'язкість визначена в основному в діапазоні швидкостей зрушення 5-20 с - 1, близькому до відповідного діапазону відкачування нафти при видобутку.
Отримані дані представлені в табл. 3 і на рис. 3-6. Аналіз отриманих даних показує, що в'язкість досліджених зразків нафти залежить від тиску, збільшуючись в досліджуваному інтервалі тисків у 1,25-2,2 рази зі збільшенням тиску, в порівнянні з результатами, отриманими при атмосферному тиску. При цьому більш виражена залежність в'язкості від тиску характерна для зразків модифікованих розчинником, що необхідно враховувати при оцінці ефективності зміни в'язкості за допомогою розчинників для високов'язкої нафти, що витягується з великої глибини.
Слід зазначити, що результати по в'язкості нафти, отримані за допомогою реометра RHEOLAB MC1 і установки для дослідження реологічних властивостей нафти при підвищеному тиску мають цілком близькі значення в порівнянному діапазоні швидкостей зсуву. Тому для визначення в'язкості при тисках до 1 МПа більш зручно використовувати ротаційні віскозиметри, а при тиску порядку 10 Мпа необхідно використовувати методи, що забезпечують визначення в'язкості при підвищеному тиску.
Таблиця 1. Залежність в'язкості зразків нафти від температури і швидкості зсуву (віскозиметр «Полімер-РПЕ - 1М»)
Таблиця 2. Залежність в'язкості зразків нафти від температури і швидкості зсуву (реометр RHEOLAB MC1)
Таблиця 3. Залежність в'язкості зразків нафти від температури і тиску (установка для дослідження реологічних властивостей нафти при підвищеному тиску)
Розрахунок гідродинамічних процесів, що відповідають підйому високов'язкої модифікованої нафти з пластових умов на поверхню. Для ра?? чета дебіту свердловини необхідно використовувати рівняння Пуазейля з урахуванням гравітації:
де rт - радіус труби; Р - гідростатичний тиск; ? н - щільність нафти, g - прискорення вільного падіння; ? (Т, Р) - динамічна в'язкість нафти, як функція температури Т і гідростатичного тиску P; Х - вертикальна координата, відраховується від гирла свердловини в глибину.
Внаслідок залежності в'язкості від тиску і температури розподіл тиску по глибині буде нелінійним, і для розрахунку градієнта тиску необхідно знайти Р як функцію глибини. Для цього висловимо градієнт Р через параметри, що входять в рівняння (4):
Розподіл тиску по глибині можна отримати, інтегруючи рівняння (2) при граничних умовах, що визначаються значенням гідростатичного тиску в гирлі і в забої свердловини, які формулюються наступним чином:
де Ро - тиск на поверхні; Рзб - тиск у вибої свердловини; hск - глибина свердловини.
Функцію динамічної в'язкості з урахуванням отриманих експериментально залежностей в'язкості від температури і тиску можна представити у вигляді
де Тст - стандартна температура (+ 20о С); а1, а2, ар - емпіричні коефіцієнти.
З урахуванням лінійного розподілу температури по глибині, залежності температури від координати можна виразити р...
