CN105445145A - 一种低温高黏流体密度的测量方法 - Google Patents

一种低温高黏流体密度的测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105445145A
CN105445145A CN201510779464.1A CN201510779464A CN105445145A CN 105445145 A CN105445145 A CN 105445145A CN 201510779464 A CN201510779464 A CN 201510779464A CN 105445145 A CN105445145 A CN 105445145A
Authority
CN
China
Prior art keywords
viscosity fluid
temperature high
low temperature
high viscosity
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510779464.1A
Other languages
English (en)
Inventor
张胜飞
杨森
李秀峦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Natural Gas Co Ltd filed Critical China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority to CN201510779464.1A priority Critical patent/CN105445145A/zh
Publication of CN105445145A publication Critical patent/CN105445145A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity

Abstract

本发明提供了一种低温高黏流体密度的测量方法。该测量方法包括以下步骤：对低温高黏流体进行加热；在测量温度下，向容器中加入加热后的低温高黏流体，称重，记为m2；将水加入到所述容器中，补充容器内液体的体积至V1；求得加入的水的体积V3，得到加入的低温高黏流体的体积V0；求得到低温高黏流体的密度ρTO，完成低温高黏流体密度的测量。本发明的测量方法可以测量低温区特稠油、超稠油的密度，为油藏工程方案设计提供关键的基础参数，准确判断超稠油的类别。

Description

一种低温高黏流体密度的测量方法
技术领域
本发明涉及一种密度的测量方法，特征涉及一种低温高黏流体密度的测量方法，属于石油开采技术领域。
背景技术
黏度(ρ)是原油的重要基础性质，API用密度划分原油品味。在原油开发过程中，原油密度的大小对效果有极大的影响。然而，稠油在低温(10-40℃)时粘黏度极大，有的超稠油在50℃时粘黏度达μ∈[10，100]×104mPa·s。
目前，测量高黏度流体的方法包括采用密度计和比重瓶法等。
以antonpaar为代表的数字型密度计可以很方便的测量不同温度下的流体密度(在其量程范围内)，其内部装有U型振动试样管和电子激发、振动频率计量、恒温控制等模块。测定过程中，把少量液体样品注入到振动试样管中，试样管质量的变化引起振动频率的变化，结合标定数据计算样品的密度。具有精度高、操作简单的特点。但是，由于常温下稠油的黏度极高，导致U型振动试样管无法正常工作。
比重瓶法是另外一种常规的测量原油密度的方法。通过逐步提高环境温度，内部流体膨胀后通过瓶口上的毛细管自然排出，从而修正比重瓶自身的热膨胀效应。但是，测量流体黏度过高时，毛细管排液困难，容易将瓶盖顶起、胀破，导致实验失败。
为此，针对低温条件下，高黏度的原油设计一种新的测量密度的方法是本领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种低温高黏流体密度的测量方法，该测量方法可以测量低温区(10℃-40℃)特稠油、超稠油的密度，为油藏工程方案设计提供关键的基础参数，准确判断超稠油的类别。
为了达到上述目的，本发明提供了一种低温高黏流体密度的测量方法，该测量方法包括以下步骤：
对低温高黏流体进行加热；
在测量温度下，向容器中加入加热后的低温高黏流体，称重，记为m2；
将水加入到所述容器中，补充容器内液体的体积至V1；
求得加入的水的体积V3，得到加入的低温高黏流体的体积V0；
求得低温高黏流体的密度ρTO，完成低温高黏流体密度的测量。
本发明的上述测量方法中，优选地，当低温高黏流体为原油时，加热至80℃；当低温高黏流体为超稠油时，加热至90℃。
本发明的上述测量方法中，优选地，加入的低温高黏流体的体积V0＝V1-V3。
本发明的上述测量方法中，优选地，根据公式得到低温高黏流体的密度ρTO，其中，m0为容器的质量，单位为g；m2为容器与加入的低温高黏流体的总质量，单位为g；V0为加入的低温高黏流体的体积，单位为mL。
本发明的上述测量方法中，优选地，所述容器为带有刻度的容器。
本发明的上述测量方法中，优选地，该测量方法具体包括以下步骤：
对带有刻度的容器进行称重，质量记为m0，对低温高黏流体进行加热；
测量温度下，将加热后的低温高黏流体加入到带有刻度的容器中，称重为m2，将带有刻度的容器放入恒温箱内降温至测量温度；
向装有加热后的低温高黏流体的带有刻度的容器中加入测量温度下的水，直至带有刻度的容器的读数为V1，称重为m3，求得带有刻度的容器在体积读数为V1处的真实体积V2；；
加入的低温高黏流体的体积为：得到低温高黏流体的密度为：其中，m3为带有刻度的容器、加入的低温高黏流体与加入的水的总质量，单位为g；m2为带有刻度的容器与加入的低温高黏流体的总质量，单位为g；m0为带有刻度的容器的质量，单位为g；ρTW为测量温度下水的密度，单位为g/mL；ρTO为测量温度下低温高黏流体的密度，单位为g/mL，完成对低温高黏流体密度的测量。
本发明的上述测量方法中，优选地，带有刻度的容器在体积读数为V1处的真实体积V2，按照以下步骤得到：
将带有刻度的容器置于恒温箱内，加水后至V1，称重记为m1，根据各个温度下水的密度，得到测量温度下带有刻度的容器的指定体积V1时对应的真实体积ρTW为测量温度下水的密度，单位为g/mL；m0为带有刻度的容器的质量，单位为g；m1为带有刻度的容器与加入的水的总质量，单位为g。
本发明的上述测量方法中，优选地，所述测量温度为10℃-40℃。
本发明的上述测量方法中，优选地，所述带有刻度的容器为量筒。
本发明的上述测量方法中，对低温高黏流体进行加热的目的是使低温高黏流体具有一定的流动性，但不能温度过高，导致其发生化学变化。
本发明提供的上述测量方法，将低温高黏流体加热后，称量出低温高黏流体的质量；然后用已知不同温度下密度的水来补足量筒，至液位读数为量程处，并得出补足用水的质量，进一步得到补足水的体积，从而求得低温高黏流体的体积，最后由低温高黏流体的质量和体积计算出低温高黏流体的密度。本发明提供的上述测量方法具体包括以下步骤：
准备50mL量筒一支，蒸馏水100mL，恒温箱，原油约50mL；
量筒称重，质量为m0，对原油加热至80℃，若为超稠油，则加热至90℃；
对量筒指定一个清晰的刻度V1，为了后续操作方便与准确，V1为满量程50mL，读数以液位下凹低点为准；将量筒置于恒温箱内，加蒸馏水后至V1mL左右，设置好恒温箱温度后平衡一段时间，期间多次使用高精度移液器增补或移除少量蒸馏水，直至量筒内蒸馏水的体积读数为V1为止。此时称重，记为m1，由于各个温度下水的密度已知，可以换算出当前温度下量筒的特定V1读数时对应的真实体积倒掉量筒内的水后烘干，直至重量为m0；
将加热后的低温高黏流体缓慢导入量筒内，约至满量程的1/2处，称重m2，将量筒放入恒温箱内降温至测试温度(如20℃)，平衡一段时间备用；
用已知密度且低温下流动性好的蒸馏水来补足体积(用精确计量水的体积来间接计算出无流动性的低温高黏流体的体积)，向装有低温高黏流体的量筒中加入同温度下的水，为了达到精确的目的，使实用高精度移液器，直至量筒读数为V1。
平衡后，称重m3，则低温高黏流体的体积为：则低温高黏流体的密度为：其中，ρTW为测量温度下水的密度，ρTO为测量温度下低温高黏流体的密度。
本发明提供的上述测量方法同样适用于其它低温时黏度极高的流体的密度测量。
本发明提供的低温高黏流体密度的测量方法可以测量低温区特稠油、超稠油的密度，作为一种辅助方法，弥补常规测试手段在测量低温高黏流体密度时遇到的不足，为油藏工程方案设计特供关键的基础参数，准确判断超稠油的类别。
附图说明
图1为实施例1的线性拟合曲线。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种高黏脱气原油在20℃、30℃、40℃下的密度测量方法，该原油在50℃下的黏度为104000mPa·S，低温下近似为固态，完全无法流动，该测量方法具体包括以下步骤：
实验中选用BOMEX50mL量筒一支，蒸馏水约100mL、原油约50mL备用，精度为1umL的高精度移液器一部，高精度恒温箱一台，mettlertoledo分析天平一台。
实验开始前将原油加热到80℃左右备用，以下以20℃下的测量为例。
先称量出50mL的量筒的质量为47.5204g，然后向量筒内加入蒸馏水，直至液位下凹处达到满量程50mL左右，放入恒温箱内，设置温度20℃。平衡一段时间后，使用移液器增减量筒内的蒸馏水，直至该温度下水的体积达到满量程。再取出称重为97.4907g。查表知20℃下蒸馏水的密度为0.9982g/mL，故20℃下该量筒满量程的真实体积为(97.4907-47.5204)/0.9982＝50.0604mL。将量筒的蒸馏水倒出，并放到恒温箱内烘干，直至其称重质量回到47.5204g。
将烘热的原油缓慢转入量筒中，转入量略为25-30mL(读量筒刻度，近似操作即可)。然后称重为73.9813g。可推算出加热原油的质量为73.9813-47.5204＝26.4609g。
将量筒放在恒温箱中，平衡到20℃后，加入蒸馏水，直至其液位读数为50mL。再平衡一段时间后，使用高精度移液器增减蒸馏水，保证液位读数为50mL。此时再次称量为97.2984g，故而补足蒸馏水的质量为97.2984-73.9813＝23.3171g。对应的补足蒸馏水的体积为23.3171/0.9982＝23.3591mL，可推算出原油的体积为50.0604-23.3591＝26.7013mL。进一步可推算出20℃下的原油密度为26.4609/26.7013＝0.9910g/mL。
一般在高温条件下，原油流动性好，使用常规比重瓶即可准确测量出原油密度。通常可以测试50、60、70、80、90℃下的原油密度，如表1所示，将获得的实验数据做回归分析，如图1所示，由图1可看出，稠油的密度和温度关系可以很好的拟合成线性关系。
表1
T(℃) 密度(g/mL)
50 0.9787
60 0.9751
70 0.9714
80 0.967
90 0.9626
由实验数据回归得到其表达式为：ρ＝0.999-4.03×10-4×T；其中，ρ的单位为g/mL，T的单位为℃。回归分析的决定系数为0.9967，说明线性相关性非常高，将温度20℃带入计算，得密度为0.9909g/mL，实验结果与拟合结果非常接近。可见，本发明提供的低温高黏流体密度的测量方法可以准确、简便的测量低温高黏流体的密度。

Claims (9)

1.一种低温高黏流体密度的测量方法，该测量方法包括以下步骤：
对低温高黏流体进行加热；
在测量温度下，向容器中加入加热后的低温高黏流体，称重，记为m2；
将水加入到所述容器中，补充容器内液体的体积至V1；
求得加入的水的体积V3，得到加入的低温高黏流体的体积V0；
求得低温高黏流体的密度ρTO，完成低温高黏流体密度的测量。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其中，当低温高黏流体为原油时，加热至80℃；当低温高黏流体为超稠油时，加热至90℃。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其中，加入的低温高黏流体的体积V0＝V1-V3。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其中，根据公式得到低温高黏流体的密度ρTO，其中，m0为容器的质量，单位为g；m2为容器与加入的低温高黏流体的总质量，单位为g；V0为加入的低温高黏流体的体积，单位为mL。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其中，所述容器为带有刻度的容器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的测量方法，其中，该测量方法具体包括以下步骤：
对带有刻度的容器进行称重，质量记为m0，对低温高黏流体进行加热；
测量温度下，将加热后的低温高黏流体加入到带有刻度的容器中，称重为m2，将带有刻度的容器放入恒温箱内降温至测量温度；
向装有加热后的低温高黏流体的带有刻度的容器中加入测量温度下的水，直至带有刻度的容器的读数为V1，称重为m3，求得带有刻度的容器在体积读数为V1处的真实体积V2；；
加入的低温高黏流体的体积V0为：得到低温高黏流体的密度为：其中，m3为带有刻度的容器、加入的低温高黏流体与加入的水的总质量，单位为g；m2为带有刻度的容器与加入的低温高黏流体的总质量，单位为g；m0为带有刻度的容器的质量，单位为g；ρTW为测量温度下水的密度，单位为g/mL；ρTO为测量温度下低温高黏流体的密度，单位为g/mL，完成对低温高黏流体密度的测量。
7.根据权利要求6所述的测量方法，其中，带有刻度的容器在体积读数为V1处的真实体积V2，按照以下步骤得到：
将带有刻度的容器置于恒温箱内，加水后至V1，称重记为m1，根据各个温度下水的密度，得到测量温度下带有刻度的容器的指定体积V1时对应的真实体积其中，ρTW为测量温度下水的密度，单位为g/mL；m0为带有刻度的容器的质量，单位为g；m1为带有刻度的容器与加入的水的总质量，单位为g。
8.根据权利要求1-7任一项所述的测量方法，其中，所述测量温度为10℃-40℃。
9.根据权利要求5或6所述的测量方法，其中，所述带有刻度的容器为量筒。
CN201510779464.1A 2015-11-13 2015-11-13 一种低温高黏流体密度的测量方法 Pending CN105445145A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510779464.1A CN105445145A (zh) 2015-11-13 2015-11-13 一种低温高黏流体密度的测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510779464.1A CN105445145A (zh) 2015-11-13 2015-11-13 一种低温高黏流体密度的测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105445145A true CN105445145A (zh) 2016-03-30

Family

ID=55555604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510779464.1A Pending CN105445145A (zh) 2015-11-13 2015-11-13 一种低温高黏流体密度的测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105445145A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060594A (zh) * 2018-06-22 2018-12-21 北京市医疗器械检验所 一种液体密度测量方法
CN109238920A (zh) * 2018-10-15 2019-01-18 上海复合材料科技有限公司 一种高粘度粘弹态聚合物初始密度的测试方法
CN112697643A (zh) * 2020-12-11 2021-04-23 北方华锦化学工业股份有限公司 一种渣油密度的测定方法
RU2798436C1 (ru) * 2022-04-20 2023-06-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ определения плотности жидкости

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101308074A (zh) * 2007-05-18 2008-11-19 中国石油化工股份有限公司 高温高压油品物性的测量装置和测量方法
KR20090078926A (ko) * 2008-01-16 2009-07-21 한국표준과학연구원 진공을 이용한 밀도 측정장치 및 밀도측정 방법
CN201653848U (zh) * 2009-10-27 2010-11-24 中国石油化工股份有限公司 一种高温高压油品密度测量装置
CN201945532U (zh) * 2011-03-31 2011-08-24 成都山江岩土科技有限责任公司 一种浆体密度传感器
CN202502028U (zh) * 2012-02-01 2012-10-24 珠海普燃软件科技有限公司 一种轻烃密度仪
CN102768167A (zh) * 2011-05-05 2012-11-07 同济大学 一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法及装置
CN103344522A (zh) * 2013-06-24 2013-10-09 湖南工业大学 一种液体密度测量方法
GB2502372A (en) * 2012-05-26 2013-11-27 Aker Subsea Ltd Measuring emissivity and density of crude oil using a differential temperature measurement device
CN103926167A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 北京华德创业环保设备有限公司 一种便携式快速准确测量矿浆密度仪

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101308074A (zh) * 2007-05-18 2008-11-19 中国石油化工股份有限公司 高温高压油品物性的测量装置和测量方法
KR20090078926A (ko) * 2008-01-16 2009-07-21 한국표준과학연구원 진공을 이용한 밀도 측정장치 및 밀도측정 방법
CN201653848U (zh) * 2009-10-27 2010-11-24 中国石油化工股份有限公司 一种高温高压油品密度测量装置
CN201945532U (zh) * 2011-03-31 2011-08-24 成都山江岩土科技有限责任公司 一种浆体密度传感器
CN102768167A (zh) * 2011-05-05 2012-11-07 同济大学 一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法及装置
CN202502028U (zh) * 2012-02-01 2012-10-24 珠海普燃软件科技有限公司 一种轻烃密度仪
GB2502372A (en) * 2012-05-26 2013-11-27 Aker Subsea Ltd Measuring emissivity and density of crude oil using a differential temperature measurement device
CN103926167A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 北京华德创业环保设备有限公司 一种便携式快速准确测量矿浆密度仪
CN103344522A (zh) * 2013-06-24 2013-10-09 湖南工业大学 一种液体密度测量方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁国靖等: "《中华人民共和国国家标准GB/T 8928-1988》", 28 April 1988 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060594A (zh) * 2018-06-22 2018-12-21 北京市医疗器械检验所 一种液体密度测量方法
CN109238920A (zh) * 2018-10-15 2019-01-18 上海复合材料科技有限公司 一种高粘度粘弹态聚合物初始密度的测试方法
CN112697643A (zh) * 2020-12-11 2021-04-23 北方华锦化学工业股份有限公司 一种渣油密度的测定方法
RU2798436C1 (ru) * 2022-04-20 2023-06-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ определения плотности жидкости

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102645525B (zh) 一种测量冷冻机油中制冷剂溶解度的装置和方法及应用
Beattie The Apparatus and Method Used for the Measurement of the Compressibility of Several Gases in the Range 0 to 325 C
CN103592201B (zh) 测量土壤颗粒密度的体积置换方法及设备
Cullick et al. Densities and Viscosities of Mixtures of Carbon Dioxide and n-Decane from 310 to 403 K and 7 to 30 MPa
Alaoui et al. Liquid density of 1-butanol at pressures up to 140 MPa and from 293.15 K to 403.15 K
CN105445145A (zh) 一种低温高黏流体密度的测量方法
CN102269723B (zh) 基于热扩散的原油含水测量方法及其装置
Smyth et al. THE DIELECTRIC POLARIZATION OF LIQUIDS. II. THE TEMPERATURE DEPENDENCE OF THE POLARIZATION IN CERTAIN LIQUID MIXTURES1
CN105510376A (zh) 一种测定树脂浇注体玻璃化转变温度的方法和装置
Gardner et al. Osmotic coefficients of some aqueous sodium chloride solutions at high temperature
CN201803917U (zh) 沥青密度和粘度测试设备
CN109655485A (zh) 一种采用消除法测量液体比热容的装置及方法
Doolittle et al. Compressions of liquids. I. Apparatus and method of measurement
CN103698248B (zh) 一种测定润滑油高温密度的方法
Koech Water density formulations and their effect on gravimetric water meter calibration and measurement uncertainties
US9816951B2 (en) Method for determining a volume thermal expansion coefficient of a liquid
CN103048154A (zh) 机油热交换器试验台
CN100394168C (zh) 液氮气化扫描量热法及液氮气化扫描量热仪
Abdulagatov et al. (p, Vm, T, x) measurements for aqueous LiNO3 solutions
Nor et al. An improved ring method for calibration of hydrometers
Mandal et al. Volume measurement of large volumetric vessel using tap water
CN201218094Y (zh) 原油浮筒称重计量装置
CN206959957U (zh) 一种可以校正量筒刻度的校正仪
Steur et al. The effect of argon content on the β–γ transition of oxygen
Mills et al. Determination of solid fat index of fats and oils using the Anton Paar density meter

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160330

RJ01 Rejection of invention patent application after publication