原油粘度

原油中单位面积的剪应力与速度梯度的比值

原油粘度是指原油中任一点上单位面积的剪应力与速度梯度的比值。粘度的高低表明原油流动的难易，粘度愈大，流动阻力愈大，越难流动。

分类

动力粘度

动力粘度是液体层相距1厘米，其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力，单位为克/厘米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般：工业上动力粘度单位用泊来表示。

运动粘度

在温度t℃时，运动粘度用符号γ表示，在国际单位制中，运动粘度单位为斯，即每秒平方米(m2/s)，实际测定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s)。运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度，运动粘度的测定采用逆流法。

条件粘度

指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度，各国通常用的条件粘度有以下三种：

①恩氏粘度，又叫恩格勒(Engler)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如：50℃、80℃、100℃)下，从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度tº时，恩氏粘度用符号Et表示，恩氏粘度的单位为条件度。

②赛氏粘度，即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如100ºF、F210ºF或122ºF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数，以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。

③雷氏粘度，即雷德乌德(Redwood)粘度。是一定量的试样，在规定温度下，从雷氏度计流出50毫升所需的秒数，以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。

上述三种条件粘度测定法，在欧美各国常用，我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油外，其余两种粘度计很少使用。三种条件粘度表示方法和单位各不相同，但它们之间的关系可通过图表进行换算。同时恩氏粘度与运动粘度也可换算，这样就方便灵活得多了。

计算公式

1、地层温度下地面脱气油粘度

Glaso（1980）公式：

式中：

——地层温度下地面脱气油粘度，mPa·s。

2、饱和压力和饱和压力以下的地层原油粘度

Beggs和Robinson（1975）公式：

式中：

——地层原油粘度，mPa·s；

——地层温度下地面脱气油粘度，mPa·s。

3、饱和压力以上地层原油粘度

Vazques和Beggs（1980）公式

式中：

——饱和压力Pob下地层油粘度，mPa·s。

——压力p下地层原油粘度，mPa·s。

实验测定

1、原理

在地层条件下，钢球在光滑的盛有地层油的标准管中自由下落，通过记录钢球的下落时间，由下式计算原油的粘度：

其中，

——原油动力粘度，mPa﹒s；

t——钢球下落时间，s；

ρ1，ρ2——钢球和原油的密度，g/ cm3；

k——粘度计常数，与标准管的倾角、钢球的尺寸及密度有关。

2、地层油粘度测量

（1）将地层油样转到落球粘度计的标准管中，用超级恒温水浴将温度保持在地层温度；

（2）转动落球粘度计上部朝下，使钢球吸到上部磁铁上；

（3）转动落球粘度计上部朝上，固定一个倾角。打开开关，钢球开始下落，同时计时开始，当钢球落到底部时自动停止计时，记录钢球下落时间t。重复试验3次以上，直到所测的时间基本相同为止。

（4）改变倾角，重复试验。

影响因素

内因

1、原油的化学组成是决定粘度高低的内因，是原油粘度的主要影响因素。

一般地说，原油的分子量越大，则粘度越高，原油中非烃含量（即胶质-沥青含量）的多少对原油粘度有着重大的影响。沥青是具有短侧链的氧、硫氮化合物（稠环芳烃），碳氢比大致为10，分子量从103到105，胶质与沥青组分相似，仅分子量比沥青小。两者均具有一定粘性，为黑色、半固体状的无定形物。

大分子化合物（胶质-沥青质）的存在，引起原油液层分子的内摩擦增大，使原油粘度增大。

胶质-沥青质含量较高或温度较低时，原油中形成胶体结构而使原油表现出非牛顿流体特性，例如高粘原油表现出触变性、具有一定的静剪切应力或随剪切速率的增加而粘度降低等。

原油胶质沥青含量提高，则原油粘度、原油密度均提高。

2、地层原油的溶解气量的多少也是影响原油粘度的主要因素之一。

溶解气油比越大，粘度越低。这是因为地层油溶解气以后，使液体分子间的引力部分地转变为气-液分子间的引力，而后者的引力却远比前者小得多，从而使地层内含气油内摩擦阻力减小，地层油的粘度也就随之地降低。同一原油，地面脱气油要比地层油粘度高，一方面由于脱气引起粘度增加，另一方面地面温度比地下温度低，也引起粘度升高。

外因

1、原油粘度对于温度的变化是很敏感的。

温度提高，原油粘度降低。各种原油对温度的敏感性不同，对有些原油温度升高l0℃，原油粘度降低约一半。

2、压力对地层原油粘度的影响，以饱和压力为界，在不同区间段压力对粘度的影响不同。

当压力高于饱和压力时，压力的增加引起地层油的弹性压缩，油的密度增大，液层间摩擦阻力也增大，原油的粘度相应增大。

当地层压力小于饱和压力时，随着地层压力的降低，油中溶解气不断分离出来，地层原油粘度急剧增加。

原油粘度的最低点对应于饱和压力，曲线的拐点就是该地层油的泡点。

根据上述分析可以看出，在油田开发过程中，应保持油层压力高于饱和压力，防止气体从地层原油中分离出来，以免造成地下原油粘度增大。

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