Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 1/1.

Вестник МГТУ. 2017. Т. 20, № 1/1. С. 38–47. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-1/1-38-47 43 Таблица 5. Групповой состав углеводородов тяжелой нефти Печорского моря и ее фракций Table 5. Composition of hydrocarbons of the Pechora Sea crude oil and its fractions Показатель Нефть Фракция нефти тяжелая ( t кип > 211 ° С) легкая ( t кип < 211 ° С) Сумма оптических плотностей полос поглощения углеводородов: алкановых A ал ароматических A ар нафтеновых A наф окисленных A ок 0.294 0.080 0.026 0.003 0.217 0.051 0.006 0.004 2.349 0.292 0.192 0.004 Групповой состав углеводородов, %, (по [4]): алканы ω пар нафтены ω наф арены ω ар окисленные продукты ω ок 72.8 6.6 19.8 0.7 78.2 2.0 18.2 1.6 82.8 6.8 10.3 0.2 Для исследованного образца нефти ω ар = 19.87 %. Химический состав определяет сложное реологическое поведение сырой нефти, ее вязкостные свойства. Вязкость является одним из важнейших физико-химических параметров нефти, она учитывается во всех гидродинамических расчетах, связанных с движением нефти, в том числе в трубопроводах. В нефтехимической промышленности сложилась ГОСТированная система определения кинематической вязкости при определенной температуре, в основном с использованием стеклянных вискозиметров. Исследования показали, что кинематическая вязкость при 20 ° С нефти шельфа Печорского моря составляет 107,2 мм 2 /с, а динамическая вязкость при той же температуре – 97,0 мПа ⋅ с (напомним, что вязкость воды равна 1 мПа ⋅ с). Многочисленные исследования в области реологии нефтей показывают [14], что в общем случае нефть, являясь сложной многокомпонентной системой, представляет собой вязко-пластичную среду. Реологические свойства такой системы вполне удовлетворительно описываются известной моделью Бингама: * 0 τ τ η γ = + ɺ , где τ – напряжение сдвига; τ 0 – предел текучести; η * – пластическая вязкость; γ ɺ – скорость сдвига. В основу реологической модели Бингама положено представление о формировании в системе, находящейся в покое, трехмерной структуры. Эта структура разрушается при некотором напряжении сдвига τ 0 , называемом пределом текучести, и при τ > τ 0 система приобретает способность к течению. На рис. 3 приведена кривая течения исследованной нефти шельфа Печорского моря. Для сравнения приведена кривая течения тяжелой ( ρ = 934 кг/м 3 ) нефти Северного моря. Как показывают экспериментальные данные, реологические свойства образцов могут быть описаны реологической моделью для вязко-пластичной среды. Рис. 3. Кривые течения (при 20 °С): 1 – нефти шельфа Печорского моря; 2 – тяжелой нефти Северного моря Fig. 3. Flow curves (at 20 °C): 1 – crude oil from the Pechora Sea shelf; 2 – crude oil from the North Sea 0,1 1 10 100 1 10 100 1000 τ, Па ઻̇ , с -1 2 1