原油流变性测定方法 - 脱气原油样品密度的测量

GB/T 28910-2026 原油流变性测定方法

范围
本文件描述了采用旋转法、细管法、落球法及多孔介质法测定原油流变性的实验原理，规定了黏度、流变曲线、黏度曲线、黏温曲线、屈服值、反常点等原油流变性特征参数测定的实验设备、实验准备、测定步骤、数据处理以及实验报告等技术要求。
本文件适用于原油流变性的测定，原油乳状液流变性的测定参照执行。

术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
流变性  rheological properties
流体在外力作用下发生变形和流动的性质。
剪切速率  shear rate
流体流动时相邻层之间相对运动的相对形变对时间的变化率。
剪切应力  shear stress
流体相对运动时相邻层之间单位面积上的相互作用力。
动力黏度  dynamic viscosity
流体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度。
注: 其值为剪切应力和剪切速率之比。
运动黏度 kinematic viscosity
流体在重力作用下流动时内摩擦力的量度。
注: 其值为相同温度下流体的动力黏度与其密度之比。
流变曲线  flow curve
在一定温度、压力下，流体的剪切应力与剪切速率之间的关系曲线。
黏度曲线  viscosity curve
在一定温度、压力下，流体的动力黏度与剪切速率之间的关系曲线。
黏温曲线  viscosity-temperature curve
在一定剪切条件下，流体的动力黏度随温度的变化曲线。
屈服值  yield value
在一定温度、压力下，原油开始流动时所需的最小剪切应力。
反常点  anomalistic point
原油呈现牛顿流体特性的最低温度。

实验原理
旋转法
旋转法的测量系统(如同轴圆筒、单圆筒和锥板)通过相对旋转运动来测定流体的黏度。在同轴圆筒系统中，转子浸入被测样品中，与外部杯筒形成环形间隙；在单圆筒系统中，圆柱形测量探头置于盛放被测流体的容器中；在锥板系统中，被测样品置于锥板与平板之间。当其中一个部件(如转子或上锥板)旋转时，由于流体的黏滞作用，会对另一部件(如杯筒或下平板)产生扭矩。流体的黏度越大，扭矩越大。通过测量旋转部件的角速度及被动部件所受的扭矩，得到剪切应力与剪切速率，进而得到被测样品的流变性特征参数。
细管法
在忽略滑脱效应和端点效应的前提下，应用哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)理论，通过测量被测样品在细管中的流动特性计算原油动力黏度。常用的细管法分为重力细管法和高压细管法，其中重力细管法是依靠细管入口与出口液面高度差，使其流过细管，测定一定量的被测样品通过细管所需的时间，计算出被测样品的运动黏度；高压细管法在恒温、恒速或恒压条件下，被测样品通过细管，测定细管两端的压差和流量，计算剪切应力、剪切速率，得到该条件下被测样品的流变性特征参数。
落球法
小球在液体中下落时，小球受到3个力的作用: 重力、浮力及黏滞阻力。由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，小球下落的速度与受到的黏滞阻力大小有关。当小球做匀速直线运动时，3力达到平衡，求得小球受到的黏滞力，进而得到被测样品的动力黏度。
多孔介质法
在忽略滑脱效应和端点效应的前提下，应用Rabinowitsch理论，当被测样品以恒速或恒压通过多孔介质时，测定进出口两端的压差和流量，计算剪切应力、剪切速率，得到该条件下被测样品在多孔介质中的流变性特征参数。

实验设备
重力细管黏度计
玻璃毛细管黏度计: 规格选择按照 GB/T 10247 的规定执行。
温度控制单元: 控温精度±0.1℃。
密度计: 分度值不低于0.001g/cm3。
计时器: 分辨率不大于0.01s的秒表或其他计时设备。

黏度测定
细管法
重力细管法
脱气原油样品在测试温度下的密度按照 GB/T 1884 或 GB/T 13377 或 SH/T 0604 的方法进行测量。
SH/T 0604-2000 原油和石油产品密度测定法(U形振动管法)


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