Реология жидкостей

К  реологическим   свойствам   жидкостей     относятся     свойства,    описывающие течение жидкостей, поглощение  их, несущую способность и т.д. , например вязкость. Вязкость   жидкости   разрыва   в   очень большой степени влияет на то, как жидкость поглощается  породой пласта : густой жидкости теряется меньше, чем невязкой. Ниже приводится классификация жидкостей разрыва.

1) Ньютоновские жидкости. У таких жидкостей наблюдается линейная зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига . Примеры : вода, незагущенная сырая нефть, реформат.

2) Неньютоновские жидкости .Пластмассы Бингама - простейшая разновидность неньютоновских жидкостей. Как и у   ньютоновских   жидкостей,    здесь   проявляется   линейная   зависимость  между напряжением сдвига и скоростью сдвига. Однако , для возбуждения потока этих жидкостей требуется некоторое,не бесконечно малое напряжение сдвига. Пример : пена.

Расчет вязкости в трещине прямоугольного сечения :

              E=P+5,79x10-3 xQ/HW2                        (Сантипуаз)                                         (2.1.)

где  P-пластическая вязкость (Сантипуаз)

        Q-расход при закачке (м3/мин)

        H-высота трещины (м)

        W-ширина трещины (мм)

3)Жидкости, подчиняющиеся степенному закону. У таких  жидкостей  проявляется  "кажущаяся"  вязкость,  которая  меняется  вместе с изменением расхода (скорости сдвига)."Кажущаяся" вязкость уменьшается при увеличении скорости сдвига.

Примеры : загущенная вода, загущенная нефть, полимерсшитные жидкости.

                          N=3,32lg(n600/n300)                                                                                     (2.2.)

n600 -показания прибора при 600 об/мин

n300 -показания прибора при 300 об/мин

                                     k'(фут*секn' /фут2)=N*n300  /100x511n'                                          (2.3.)

N-коэффициент упругости вискозиметра Фанна (обычно равен 1,0)

Кажущаяся вязкость :

                                   A=4,788x104 k'/(скорость сдвига)1-n'           (Сантипуаз)              (2.4.)

Примечание : обычно скорость сдвига = 170 сек-1  (при 100 об/мин)

Скорость сдвига для трещины прямоугольной формы :

                                          Скорость сдвига(сек-1)=49859Q/HW2                                      (2.5.)

4) Сверхкритические жидкости. При использовании жидкостей разрыва с  высоким  содержанием  CO2   (ГРП  смесью метанола и CO2 , ГРП жидким CO2)   разрыв происходит при давлении , а зачастую и температуре ,  которые   выше   критических параметров для CO2 . В этом диапазоне при   повышении   давления  увеличивается плотность и вязкость, реология жидкости становится трудной для описания.

Измерение вязкости.

Обычно измерение вязкости проводится с помощью ротационного вискозиметра Фанна или воронки Марша.

Скорость сдвига при стандартных оборотах вискозиметра.

Таблица 2.

Скорость сдвига при 100 об/мин (170 сек-1) моделирует вязкость жидкости в трещине разрыва.Показания вискозиметра Фанна при 300 об/мин соответствует вязкости 511 сек-1.

Воронку   Марша   применяют   для   измерения  вязкости в полевых условиях. Время истечения из воронки 500 мл жидкости называется показателем воронки Марша.