1、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
2、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
3、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
4、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)
5、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
6、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
7、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；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编号 温度, 转子,# 转速,RPM 粘度,mPas 百分比,1 26.5 2 12 1040 41.82 33.1 2 12 654 26.13 40.1 2 12 416 16.64 47.2 2 30 285 28.5（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：0.032
8、43油品密度 ：0.8385g/cm 2时间 t1146.4s，t 2=145.9s，t 3=145.4s，t 4=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/cm 20.03243145.85s=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律以及脱气 原油随温度和剪切速率的变化规律，并绘制了流变性曲线，加深了对流体性质的理解。在使用毛细管粘度计的测量使用中，当原油将要流至上下刻度线时速度特别快，需要与同组同学分工协作，培养了我们的团队合作能力。附图：处理后的原始数据记录表照片
