石油大学渗流物理实验流变性.doc

中国石油大学 渗流物理 实验报告实验日期:2017-9-23成绩:班级:石工1505学号:1502010504姓名:丁雨教师:付帅师同组者:李泽阳流体粘度及流变性测定实验一实验目的1、学会旋转粘度计使用方法，测定脱气原油在不同温度和剪切速度下的粘度。2、掌握粘度随温度变化的规律。3、学会使用毛细管粘度计测量流体的粘度，掌握粘度计算过程。二实验原理（内容应包括：动力粘度、旋转粘度计、毛细管粘度计）1液体粘度分为动力粘度和运动粘度，动力粘度是指做相对运动的两液层间单位面积上的内摩擦力与速度梯度的比值，即：=/(d/dy)式中 液体的动力粘度，Pas 剪切应力，N/m; d/dy相距为dy的两液层间的速度梯度，1/s。当式中各参数的单位采用CGS（厘米-克-秒）制单位时，粘度的单位为泊，符号为P。常用粘度单位为mPas，各粘度单位间的转换如下： 1 mPas=0.001Pas 1P=100cP(厘泊) 1cP=1 mPas2旋转粘度计由电机经变速带动转子作恒速转动。当转子在某种液体中旋转时，液体会产生作用在转子上的粘性力矩。液体的粘度越大，该粘性力矩越大；反之，液体的粘度越小，该粘性力矩也越小。该作用在转子上的粘性力矩由传感器检测出来，经仪器所带的微电脑处理后，可得出被测液体的粘度。3毛细管粘度计用于测试脱气液体在某一温度、低流速下的粘度。由于地层条件下石油的流动速度很低，因此，毛细管粘度计测得的粘度可直接用于地下渗流计算（含气原油粘度需由脱气原油粘度计算得到，或由其他测试方法得到）。三实验流程1旋转粘度计结构图 （如图一）图一 旋转粘度计结构图（1）粘度计机头水准泡；（2）液晶显示屏；（3）外罩；（4）转子保护架；（5）主机底座；（6）微型打印机；（7）粘度计机头；（8）操作键盘；（9）转子连接头；（10）转子；（11）主机底座水平调节旋钮（使水准泡居中）2、毛细管粘度计结构图（如图二）图二 毛细管粘度计结构图四实验步骤1旋转粘度计操作步骤 （1）将脱气原油置于直径不小于70mm，高度不低于125mm的双层杯中。（2）通过水浴准确控制原油的温度。（3）调整仪器水平：将仪器的水准器气泡调至居中。（4）估计原油的粘度范围，选择适宜的转子和转速。若估计不出原油的大致粘度时，应视为较高粘度。选用由小到大的转子（转子号由高到低）和由慢到快的转速。原则上高粘度的液体选用小转子（转子号高）；低粘度的液体选用大转子（转子号低），快转速。为保证测量精度，测量时量程百分比读数应在10%100%之间。如测量显示值闪烁，表示溢出或不足，应更换量程。（5）缓慢调节升降旋钮，调整转子在原油中的高度，直至转子的液面标志（凹槽中部）和液面相平为至。（6）选择好转子和转速档位后，按“确定”键，转子开始旋转，仪器开始进行测量。2、毛细管粘度计操作步骤（1)在内径符合要求的清洁干燥的毛细管粘度计的支管6上套上橡皮管，并用手指堵住管身7的管口，同时倒置粘度计将管身4插入待测石油产品中，然后利用吸耳球、水流泵或其他真空装置将液体吸到标线b，注意不要使管身4、扩张部分2和3中的液体产生气泡或裂隙。当液面到达标线b时，将粘度计提起，使其迅速恢复正常状态。将管身4的管端外壁粘附的油擦去，并从支管6上取下橡皮管套在5管身4的上口。 (2)将装有待测液体的粘度计浸入事先准备好的恒温浴中，并用夹子将粘度计固定在支架上。在固定位置时，必须使粘度计的扩张部分3的一半浸入恒温浴中。 (3)温度计要用另一只夹子固定于恒温浴液体中。务必使温度计的水银球接近毛管粘度计中央的液面，最好是使温度计上要测的刻度位于恒温浴的液面以上10mm处。 (4)利用铅垂线从两个相互垂直的方向检测毛管是否垂直，将粘度计调整成垂直状态；将恒温浴调整到规定的温度，将装有石油产品的粘度计浸在恒温液体内恒温规定的时间。(5)利用管身4所套的橡皮管将待测石油产品吸入扩张部分2，使液面稍高于标线a，并且不要让毛细管和扩张部分2中的液体产生气泡或裂隙。 (6)记录液面由标线a流到标线b所需要的时间。至少重复测定4次，每次的流动时间与其算术平均值的差不应超过算术平均值的0.5%，然后取不少于3次的流动时间所得的算术平均值作为平均流动时间t。五数据处理1、记录脱气原油在不同温度和剪切速度下的粘度；编号温度,转子,#转速,RPM粘度,mPas百分比,126.5212104041.8233.121265426.1340.121241616.6447.223028528.5表1 不同温度及转速下粘度记录2、绘制原油粘度与温度之间的关系曲线曲线分析：原油粘度随温度升高减小，呈近线性关系。3、毛细管粘度计测量结果计算（毛细管粘度计数据记录，完整计算过程（平均时间计算；粘度计算），公式、单位使用正确）毛细管粘度计编号/直径；19/0.8mm毛细管粘度计常数C：0.03243油品密度：0.8385g/cm2时间t1146.4s，t2=145.9s，t3=145.4s，t4=145.7s平均时间t=( t1+ t2+ t3+ t4)/4=(146.4s+145.9s+145.4s+145.7s)/4=145.85s145.85s0.5%=0.72925s，所测时间均在145.850.72925s内校正后平均时间：145.85s动力粘度=Ct=0.8385g/cm20.03243145.85s=3.97mPas六、实验总结（实验结论和认识）通过本次的实验，我学会了使用旋转粘度计，了解了原油粘度的变化规