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国家标准计划《原油流变性测定方法》由 TC355(全国石油天然气标准化技术委员会)归口,TC355SC6(全国石油天然气标准化技术委员会油气田开发分会)执行 ,主管部门为国家标准委

主要起草单位 中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司勘探开发研究院(国家能源稠(重)油开采研发中心)中国石油大学(北京)中油辽河工程有限公司

目录

基础信息

计划号
20242320-T-469
制修订
修订
项目周期
16个月
下达日期
2024-07-25
公示开始日期
2024-05-31
公示截止日期
2024-06-30
标准类别
方法
国际标准分类号
75.020
75 石油及相关技术
75.020 石油和天然气的开采与加工
归口单位
全国石油天然气标准化技术委员会
执行单位
全国石油天然气标准化技术委员会油气田开发分会
主管部门
国家标准委

起草单位

与国家标准同步制定外文版

编号 语种 翻译承担单位 国内外需求情况
1 EN 中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司勘探开发研究院 国外在原油开采、集输、储运的生产也设计过程中都需要原油黏度、黏温等流变性参数

目的意义

原油流变性是研究原油流动性质的重要基础参数,主要包括黏度、黏温曲线、屈服值、反常点、黏度曲线、流变曲线等,与原油开采、集输、储运过程密切相关,因此掌握流变特性至关重要。

2012年,国家发布了GB/T 28910《原油流变性测定方法》,对规范和统一测试方法的技术和质量要求,推进先进实验技术应用的实效性发挥了重要作用。

我国原油年消耗量达7.1亿吨,各地原油性质差异大,原油类别从凝析油、稀油到稠油(普通稠油、特稠油、超稠油)、高凝油均有分布,流体性质由牛顿流体扩大至非牛顿流体;不同种类原油的流变性测试标准不同;实验设备规格不统一,各公司产品的方法不一致,测量结果的可比性也较差,有必要规范统一;现行的石油石化行业相关标准还有4项,虽然各自的侧重点不同,但同属于原油流变性测定的分析内容,其中大部分分析方法和步骤雷同。

总之,随着科学技术的发展,测量仪器和测量技术水平不断提高,实验方法不断改进和完善,原标准需要增加新的内容以满足和适应当前生产和科研的需要。

范围和主要技术内容

1、范围 本文件规定了5种测定方法(旋转法、细管法、多孔介质法、落球法及U型振荡法)测定原油流变性(包括黏度、流变曲线、黏度曲线、黏温曲线、屈服值、反常点等)的实验原理、实验设备、样品准备、实验测定、数据处理、实验报告的内容。 本文件适用于凝析油、稀油、稠油(普通稠油、特稠油、超稠油)以及高凝油等不同类型原油流变性的测定,既适用于原油呈牛顿流体状态下的测定,也适用于原油呈非牛顿流体状态下的测定。 2、技术内容 1)范围:适用于各类原油(凝析油、稀油、稠油、高凝油)流变性的测定,不仅适用于牛顿流体也适用于非牛顿流体; 2)规范性引用文件:石油相关领域标准; 3)术语和定义 明确了流变性、剪切速率、剪切应力、动力黏度、运动黏度、表观黏度、流变曲线、黏度曲线、屈服值、反常点共计10个术语或定义的概念。 4)实验原理:对目前测定原油流变性常用、普遍应用的方法规范和总结。 a)旋转法 目前测定原油流变性最常用、最普遍的方法是旋转法。旋转流变仪按测量系统的结构分类,可分为同轴圆筒、锥板、平行板旋转流变仪或黏度计;按其受控物理量(应力或速率)可分为控制应力流变仪(CS式)、控制速率流变仪(CR式);按旋转体可分为内旋转式流变仪(Searle式)、外旋转式流变仪(Couette式)。 b)细管法 细管法主要有重力细管黏度计、高压细管流变仪或细管模型。常用的重力细管黏度计有平氏、芬氏、乌氏和逆流黏度计,主要用于较低黏度流体黏度的精确测量。高压细管流变仪或细管模型具有工作压力范围大、剪切速率范围小的特点,主要用于较高黏度的流体流变性测定。 c)多孔介质法 当含气、脱气原油以恒速(恒压)通过多孔介质时,测定进出口两端的压差(流量),忽略滑脱效应和端点效应的前提下,应用Rabinowitsch理论,计算剪切应力、剪切速率,即可得到该条件下原油在多孔介质中渗流的流变特征参数。 d)落球法 金属小球在液体中下落时,小球受到三个力的作用:重力、液体作用下的浮力、由液体黏度引起的黏滞阻力。由于附着于球面的液层与周围其它液层之间存在着相对运动,小球受到的黏滞阻力大小与小球下落的速度有关。当小球做匀速直线运动时,三力达到平衡,即可求得小球受到的黏滞力,进而确定液体的黏度。 e)U型振荡法 利用基于电磁引发的玻璃U型管的振荡频率,由振荡器使其产生振动,玻璃管的振动周期将被振动传感器测量得到,当玻璃管内充满物体后其频率会发生变化,不同的物质频率变化会有所不同,其频率为管内填充物质质量的函数。当物质的质量增加时其频率会降低,即振动周期增加,测量频率后通过被测物质与标准物质之间振荡频率的差值计算出被测物质的密度值,与此同时通过测量振动的衰减来确定运动黏度。运动黏度与液体密度经过计算即可得到动力黏度。 5)实验设备 规定了旋转黏度计(流变仪)、细管黏度计(流变仪)、多孔介质流变装置、落球黏度计以及U型振荡黏度计等相关设备的精度要求。 6)样品准备 在原油开采、集输和储运过程中,由于经历油层渗流、集输、储运等环节,使原油的组分、流变特性可能有所差异。因此在油层、井口或管道,选择合适的取样点,采取正确的方法,取得有代表性的油样。所取油样应密封桶装或PVT取样器中,然后运到实验室。 规定了脱气原油样品脱水、除杂质的实验方法及流程,对于地层原油样品的配制需要参照GB/T 26981-2020的第6章“地层流体配制”执行。 7)实验测定 规定了黏度、流变曲线、黏度曲线、黏温曲线、屈服值、反常点的测定步骤以及不同实验方法的实验流程、技术与质量要求。 8)数据处理 规定了不同实验测定的数据计算方法、数值修约规则及各方法的局限性。