不同礦化度地層水、原油的粘度和密度與溫度之間的關係測量研究
能源環境
作者：郭濤
【摘要】油田采收率是反映油氣田地質條件好壞以及開發工藝技術水平高低的綜合指標，影響油田采油率的因素很多，其中一個重要的方麵就是地下流體的性質，而流體性質離不開粘度和密度，即原油的粘度和密度。任何流體，當其內部分子之間作相對運動時都會因分子之間的摩擦而產生內部阻力。粘度值就是用以表示流體運動時分子間摩擦阻力大小的指標。流體的粘度隨溫度而變，溫度升高，液體粘度減小，因此不注明溫度條件的粘度是沒有意義的。密度在科學研究和生產生活中有著廣泛的應用。對於鑒別未知物質，密度是一個重要的依據。“氬”就是通過計算未知氣體的密度發現的。
本次研究采用毛細管粘度計和密度計，對大慶油田七個原油試樣在不同溫度下的粘度與密度進行係統的測量，得出了試樣粘度與密度在不同溫度下的變化規律，為提高油田采收率提供了重要的依據。
【關鍵詞】粘度；密度；溫度；原油；采收率
一、粘度
油品的粘度是評價原油及其產品流動性能的指標，在原油和石油化工產品加工、運輸、管理、銷售及使用過程中，粘度是很有用的物理常數。油品的粘度與其化學組成密切相關，在一定程度上反映了油品的烴類組成，是煤油，噴氣燃料和潤滑油的重要指標。
粘度也叫粘性係數，在某一溫度下，當液體受外力作用而作層流運動時，液體分子間產生的內摩擦力叫粘度。粘度是與油料性質和溫度、壓力有關的物理參數。壓力在一般情況下對液體石油產品無明顯影響，可以忽略。溫度對液體粘度的影響十分敏感，因為隨著溫度升高，分子間距逐漸增大，相互作用力相應減小，粘度就下降。
液體石油產品的粘度按照GB/T 365-88采用毛細管粘度計法進行測量。方法原理是根據牛頓內摩擦定律，導出下式：
式中η——液體動力粘度，Pa·s；r——毛細管半徑，mm；V——在時間內從毛細管中流出的液體體積，mm3；L——毛細管長度，mm；τ——液體流出V體積所需時間，s；P——液體流動所受的靜壓力，Pa。
對指定的毛細管粘度計來說，儀器尺寸（V，L，r）和h，g，π均為常數，因此隻要測得油品在某一溫度下V體積液體由刻度a到刻度b所需時間τ，則其粘度即可求得。
二、密度
密度是物理學上用來表示物質分布密集程度的物理量，定義為物質質量與其體積的比值（ρ=m/V）。單位體積石油產品的質量，稱為石油產品的密度，它在一定程度上反映了油品的組成，因而可以用來確定原油的類別。
當溫度升高時，油品受熱膨脹，體積增大，密度減小，相對密度減小；當溫度降低時，體積減小，密度增大，相對密度增大。
密度的測定方法包括密度計法、韋氏天平法、比重瓶法。本次研究采用密度計對大慶油田7個原油試樣的密度進行了係統的測量，得出了不同溫度時試樣密度的變化規律。
三、實驗部分
3.1實驗儀器
（1）毛細管粘度計一組（2）恒溫浴（3）玻璃水銀溫度計（4）秒表（5）石油產品密度計（6支組）。（6）玻璃量筒（7）烘箱（8）調溫電熱套。（9）1000ML燒杯。（10）玻璃棒。
3.2實驗方法和步驟
3.2.1粘度測量（1）按測定要求調節恒溫浴。（2）將脫水過濾後的原油試樣放入小燒杯中。（3）選擇合適的粘度計，洗滌幹淨並烘幹。（4）將橡皮管套在粘度計支管上，倒置粘度計並用大拇指堵住上管口，將管身的末端插入盛有地層水或原油試樣的燒杯中，利用橡皮球將液體吸到上標線時，從燒杯中提起粘度計，擦去管身外壁的多餘試樣。（5）將裝有試樣的粘度計浸入恒溫浴，並用將粘度計固定使其垂直。（6）恒溫浴中溫度計的水銀球位置必須與粘度計中點保持水平。（7）將恒溫浴調節到實驗規定的溫度，裝好油的粘度計在規定溫度的恒溫浴內經規定的恒溫時間後，開始測量。（8）達到待測溫度時，用橡皮球通過管身所套的橡皮管，將試油或水試樣吸到擴張部分的上球，液麵稍高於上標線，然後讓試樣自動流下，液麵達到上標線時開動秒表，達到下標線時停止秒表，記錄試樣流動時間。（9）每個試樣至少重複測量4次，取流動時間所得的算術平均值，作為試樣的平均流動時間。