Лабораторные методы исследований

Реологические методы и приборы, применяемые в лабораториях, можно подразделить на интегральные и дифференциальные, а также на приборы, имеющие однородное или неоднородное поле напряжений и скоростей сдвига.

Интегральные методы позволяют оценить суммарный эффект течения жидкости. К приборам, в которых используется этот метод, можно отнести капиллярные, ротационные и вискозиметры с продольным смещением рабочего органа, а также методы внедрения конуса, падения шарика, колебания рабочего органа прибора в исследуемой системе.

В ротационных вискозиметрах и приборах с продольным смещением рабочего органа (пластинки или соосно расположенные цилиндры) создается поле напряжений и скоростей сдвига, близкое к однородному. В этом случае во всем объеме дисперсной системы создается простой сдвиг. При изменении остальных методов и приборов поле напряжения и скоростей сдвига в исследуемой жидкости оказывается сложным и является функцией, по крайней мере, двух координат.

Дифференциальные методы дают возможность непосредственно наблюдать деформации во времени в каждой точке дисперсной системы при ее течении, т.е. установить поле деформации, а следовательно, поле напряжений. Эти методы позволяют исследовать сложные случаи течения дисперсных систем.

Для изучения реологических свойств нефтей чаще используются ротационные и капиллярные приборы. Отечественные приборы: ротационные вискозиметры – герметизированный вискозиметр (РВГ) В.И.Цветкова, высокотемпературный реометр конструкции Краснодарского филиала ВНИИКАнефтегаз и капиллярные вискозиметры ЛаИНЕФТЕХИМа и Краснодарского филиала ВНИИКАнефтегаз и ВНИИнефти – позволяют вести исследования свойств жидкостей под высоким давлением при различных температурах. Однако их можно использовать для изучения реологических свойств пластовых нефтей лишь при больших напряжениях сдвига, характерных для призабойной зоны скважин. Они не приспособлены для исследования пластовых нефтей при малых градиентах скоростей и напряжений сдвига, соответствующих условиям их течения вдали от скважин. Такие же недостатки имеют и зарубежные ротационные прибора «Ротовиско» и «Реотест», применяемые в лабораториях нашей страны для изучения реологических свойств дегазированных нефтей.

Экспериментальные исследования фильтрации пластовых нефтей в пористой среде обычно проводятся на установках типа УИПК. Конструктивные особенности этой установки позволяют моделировать условия фильтрации нефти в призабойной зоне скважин. В Уфимском нефтяном институте сконструирована и успешно используется установка, позволяющая вести исследования реологических и одновременно фильтрационных свойств пластовых нефтей в широком диапазоне изменения напряжений сдвига и градиентов давления, включая весьма малые их значения. На этой установке применяется капиллярный метод изучения реологических свойств нефтей, а процессы фильтрации изучаются в образцах естественных пород.