Лекция №20

Ретроградные процессы сопровожд-ся непрерывным изменением состава и объемным соотношением жидкой и газовой фазы. Явления обратной конд-ции используются в нефтедобывающей промышленности, напр., для увеличения нефтеотдачи на истощенных залежах. При закачке в пласт сухого УВ-го газа под высоким давлением, нефть раств-ся в нем и добывая газовую фазу извлекают попутно и жидкие компоненты нефти.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости.

1. Ньютоновские жидкости

По реологическим свойствам жидкости, в том числе и нефти подразделяются на ньют. и неньют. ж-ти.

Ньютоновская ж-ть- это ж-ти, течение кот. подчиняется закону вязкого течения ньютона и частицы кот. представлены отдельными молекулами.

Примеры ньют. ж-тей: вода, керосин, бензин.

Закон вязкого течения Ньютона имеет вид:

t=F/S=m*dU/dX (1)

t-касательное напряжение сдвига, развивающегося в движущихся слоях ж-ти, [Па]

F-сила, приходящаяся на единицу площади сдвига, [H]

S- площадь пов-ти сдвига, [м²]

m- динамич. вязкость, [Па*с]

dU/dX- градиент скор-ти сдвига или скорость сдвига

V=dU/dX 1/С=С^-1

Графически этот закон изображ-ся в след-ем виде:

Зависимость dU/dX=f(t)- наз. реологической линией или линией консистенции

tg a=m

Угол a зависит от вязкости жидкости.

Для ньют. ж-тей есть величина постоянная, не зависит от напряжения сдвига (t).

t_с

Выводы по ньют. ж-тям:

1.Н.ж-ти подчиняются з-ну вязкого течения Ньютона

2.частицы этих ж-тей представлены отдельными молекулами.

3.вязкость Н. ж-тей не зависит от t и есть величина постоянная для данных термобарических условий.

2. Неньютоновские ж-ти

Кисель, кефир, отдельная категория нефтей, вязкость кот. непостоянна во времени.

Сущ-ют Неньютон-ие ж-ти-течение кот. не подчин-ся закону вязкого течения Ньютона. Примеры: буровые р-ры, некоторые категории нефтей и т.д.. Такие ж-ти обладают механич-ми св-ми:

1.упругостью

2. прочностью

3.пластичностью

Объясняется в большинстве случаев образованием структуры в ж-ти. Эти св-ва наз.структурно-механическими св-ми (С.М.С.) либо реологическими св-ми.

Основные признаки неньют. ж-ти:

1. Они состоят из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсная фаза представлена частицами с размерами 10….10³ А.

2. Форма частичек неправильная, часто- вытянутая.

3. Частицы взаимодействуют м/у собой, образуя пространственную структуру.

Все Неньют. ж-ти подразделяются на группы и виды.

1. Бингамовские пластики (тела Бингама-Шведова)

Бингамовские пластики в состоянии равновесия обладают пространственной структурой и величиной статического напряжения сдвига.

Графическая линия ж-ти Шведова-Бингама

t₀- статич. напряж-е сдвига

Уравнение течения для бингамовских пластиков имеет вид:

t=t₀ + m^/ dU/dX (2)

m^/ - пластическая вязкость, независимая от скорости сдвига,напряжения сдвига.

2. Упругопластичные жидкости, течения кот. описываются след-им аналитическим выражением:

t=t₀+ к(dU/dX)ⁿ (3)

к- мера консистентности либо густоты

n – мера неньют. поведения ж-ти

к и n постоянные величины для данной ж-ти.

t_m – напряжение сдвига предельного разрушения структуры.

t_g- динамическое напряж-е сдвига.

При достижении t_g наблюдается интенсивное разрушение структуры.

3. Вязкопластичные (псевдопластичные) ж-ти. Течение этих ж-тей описывается уранением:

t= к(dU/dX)ⁿ (4), где n<1

Обозначение параметров те же самые, что и для упругопластичных ж-тей.

4. Дилатантные ж-ти

Рейнольдс наблюдал:

эти жидкости характ-ся повышением кажущейся вязкости с возрастанием скорости сдвига. Течение этих ж-тей описыв. следующим ур-ем:

t= к(dU/dX)ⁿ (5), где n>1

5. Аномально-вязкие ж-ти (нефти)

Уравнения течения для этих ж-тей еще не выведено

m _эф= m _m + (m₀ - m _m / 1+e⁽t-t_B⁾) (6)

t _m- направление сдвига предельного разрушения стр-ры

q - предельное динамическое направление сдвига, характеризующее начало

интенсивного разруш-я структуры, [Па]

m₀ - вязкость нефти, с практич. неразруш-ой структурой [Па*С]

m _m - вязкость нефти, с предельно-разруш-ой структурой, [Па*С]

m _эф – эффективная или структурная вязкость, [Па*С]

В- коэф., характеризующий скорость разрушения структуры

t- ткущее напряжение сдвига, [Па]

t _B = q - направление сдвига соответствующее интенсивному разрушению структуры, [Па].

Дата добавления: 2014-01-07