ТЕМПЕРАТУРНА ЗАЛЕЖНІСТЬ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ І ТИКСОТРОПІЇ ВИСОКОВ’ЯЗКОЇ НАФТИ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВИЩИХ СПИРТІВ ПРИ РІЗНІЙ КОНЦЕНТРАЦІЇ
The delivery of high-viscosity petroleum, which demonstrates significant resistance to pressure, from wells to refineries has long been the cause of energy costs during transportation through pipelines. In order to reduce costs, various methods are used: heating, dilution, ultrasonic effect, emulsif...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори та афіліації: |
|
| Ключові слова: | keywords |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2020
|
| Онлайн доступ: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/183 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465478672613376 |
|---|---|
| author | Konoval, Alexander Makarov, Anatoliy |
| author_facet | Konoval, Alexander Makarov, Anatoliy |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Alexander Konoval",
"institution": "Institute of Colloid Chemistry and Chemistry of Water, Ukrainian National Academy of Sciences, Ukraine, 03680, Kiev-142, Vernadsky Blvd., 42"
},
{
"author": "Anatoliy Makarov",
"institution": "Institute of Colloid Chemistry and Chemistry of Water, Ukrainian National Academy of Sciences, Ukraine, 03680, Kiev-142, Vernadsky Blvd., 42"
}
] |
| author_sort | Konoval, Alexander |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:43Z |
| description | The delivery of high-viscosity petroleum, which demonstrates significant resistance to pressure, from wells to refineries has long been the cause of energy costs during transportation through pipelines. In order to reduce costs, various methods are used: heating, dilution, ultrasonic effect, emulsification in water. We have investigated the effect of fusel oil on the rheological and physical characteristics of high-viscosity petroleum in order to reduce its viscosity, and as a result, reduce the resistance of the system during transportation through the pipeline. It has been established that the addition of 5-10% fusel oil under certain conditions can increase the petroleum dynamic viscosity. This fact should be taken into account when using the fusel oil fraction alcohols in tracer studies. The petroleum has a lower viscosity in the presence of fusel oil at a temperature of 30 ° C and 40 ° C. Moreover, with an increase in shear stress of more than 10 Pa, an almost linear dependence is observed in the decrease in viscosity for both petroleum and petroleum systems with fusel oil in the range from 5% to 20%. At the same time, the nature of the flow of petroleum systems with fusel oil with a change in shear stress and temperature almost completely corresponds to the behavior of petroleum. In general, given the lower viscosity of fusel oil, the behavior of the systems is logical except for the petroleum system with the addition of 5% fusel oil at a temperature of 30 ° C where the dynamic viscosity was higher than the viscosity of the petroleum in the range of shear stresses up to 10 Pa. Moreover, according to the results of the study, it is unlikely that the systems form eutectics since the pour point of the test petroleum has 29.8 ° C, the pour point of the alcohol fraction of fusel oil is lower than -50 ° C, and the petroleum: fusel oil 80:20 system has 28.8 ° C. The resulting systems remain thixotropic and have a non-Newtonian flow character, that is, paraffins and resinous substances do not form true solutions and eutectics with fusel oil. |
| doi_str_mv | 10.33609/2708-129X.86.6.2020.99-107 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
Фізична хімія
© О.А. Коновал, А.С. Макаров, 2020
ISSN 2708-129X. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 6 99
УДК 541.183 + 544.77.052 + 622.276.43 doi: 10.33609/2708-129X.86.6.2020.99-107
О. А. Коновал*, А. С. Макаров
ТЕМПЕРАТУРНА ЗАЛЕЖНІСТЬ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ І ТИКСОТРОПІЇ
ВИСОКОВ’ЯЗКОЇ НАФТИ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВИЩИХ СПИРТІВ ПРИ РІЗ-
НІЙ КОНЦЕНТРАЦІЇ
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А. В. Думанського НАН України,
Україна, 03142 Київ, б-р Академіка Вернадського, 42, тел. (044) 424-01-96,
*e-mail: himikjus@ukr.net
Проведено дослідження динамічної в’язкості нафти родовищ Івано-Франківської
області з використанням сивушного масла, що є побічним продуктом спиртових
заводів. Встановлено, що добавка сивушного масла у диапазоні 5 – 20% нижче то-
чки текучості (20 °С) практично не впливає на в'язкість нафти і її тиксотропність.
Добавка 5-10% сивушного масла може збільшувати динамічну в’язкість нафти при
напрузі зсуву до 12 Па у 1,5-2,5 рази. При підвищенні температури ефект знижен-
ня в’язкості спостерігається за температури 30 оС, який нівелюється за температу-
ри 40 оС. Показано, що системи з сивушним маслом також мають неньютонівсь-
кий характер течії, що є наслідком вмісту парафінів та їх вкрай низькою розчинні-
стю у нижчих спиртах.
К л ю ч о в і с л о в а: високов’язка нафта, сивушне масло, реологічні властивості,
тиксотропність, в’язкопружність.
ВСТУП. У процесі розроблення ро-
довищ «легкої» нафти залишається все
менше і менше. Серед розвіданих запасів
на сьогодні переважають «важкі» нафти
[1]. Оскільки з часом зростає заводнення
нафтових родовищ, то при видобуванні
нафти використовують трасерні дослі-
дження. Серед маркерів, які використо-
вують, зустрічаються й нижчі спирти, та-
кі як пропанол, бутанол, пентанол [2,3].
Високов'язка (важка) нафта створює
чимало проблем при її видобуванні. У
процесі видобування стикаються також із
проблемами, що зумовлені міжремонт-
ним періодом свердловин та обладнання,
пов'язаного з розробленням надр. Голов-
ною причиною виходу з ладу обладнання
є наявність у нафті парафінів і смолистих
речовин, які більшою мірою перетворю-
ють систему з ідеального розчину на ему-
льсію (органіка з високою молекулярною
масою у леткій органіці). Вони ж накопи-
чуються на деталях насосів і транспорту-
вальних трубах, що тягне за собою часті-
О.А. Коновал, А.С. Макаров
100 ISSN 2708-129X. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 6
ші ремонти і, як наслідок, простої.
Не останнім чинником, що впливає
на рентабельність виробництва, є транс-
портування нафти ‒ що вища в'язкість, то
більше потрібно енергії на підтримування
її в рідкому стані. На практиці такий па-
раметр як в'язкість нафти використову-
ють значно частіше за інші реологічні ха-
рактеристики. У зв'язку з цим праці бага-
тьох дослідників присвячено вивченню
чинників, що впливають на в'язкість наф-
ти. Нафти з густиною 880‒980 кг/м
3
і в'я-
зкістю 10‒100 мПа·с прийнято вважати
важкими, а нафти з в'язкістю 100‒10000
мПа·с і густиною понад 1000 кг/м
3
‒ над-
важкими [4].
Зі збільшенням вмісту парафінів у
нафті зростає і її температура застигання.
А за низьких температур нафта зі вмістом
парафінів проявляє різко виражені нень-
ютонівські (в’язко-пластичні, в’язко-
пружні, тиксотропні) властивості [5].
В'язкопружні властивості деяких
нафт вперше було виявлено в 1970-х ро-
ках. На той час було добре досліджено
в’язкопружні властивості дисперсних с и-
стем і полімерів, однак з’ясувалося, що й
деякі важкі нафти мають подібні власти-
вості. У праці [6] наведено результати до-
слідження впливу в'язкопружних власти-
востей нафти на процес її фільтрації крізь
пористе середовище. Автори зазначили,
що під час руху нафти крізь пористе се-
редовище, що є складною системою ка-
налів нерегулярної форми, у нафті вини-
кають напруження зсуву, що призводить
до збільшення її ефективної в'язкості у
пористому середовищі і є основою відне-
сення її до неньютонівських рідин. Через
такі тиксотропні властивості нафти її фі-
льтрація припиняється в пластових зонах,
віддалених від свердловин, коли градієн-
ти тисків виявляються недостатніми для
руйнування внутрішньої структури в на-
фті і на початку процесу фільтрації. Цей
чинник збільшує обсяг пласта, не залуче-
ного до розроблення [7].
Для опису властивостей неньюто-
нівських рідин застосовують параметр
ефективної в'язкості ɳе. Ефективну в'яз-
кість нафти за різних швидкостей і на-
пруг зсуву описує формула:
ɳе = τ / γ, (1)
τ ‒ миттєве значення напруги зсуву, Па; γ
‒ миттєве значення швидкості зсуву, 1/с.
Цей параметр широко використову-
ють у реології, він дає змогу розглядати
неньютонівські рідини як системи зі
змінною в'язкістю, що залежить від шви-
дкості (напруги) зсуву [8].
Дослідженнями газованої в'язкоп-
ружної нафти встановлено, що
в’язкопружні властивості газованої ріди-
ни істотно впливають на втрату напору.
Технологічне питання підтверджує важ-
ливість і доцільність розроблення методів
регулювання реологічних властивостей
таких систем, а саме ‒ зменшення їхньої
в’язкості. Використання сивушного масла
(СМ) для зниження в'язкості нафти при її
видобуванні і транспортуванні може мати
сенс, оскільки собівартість такого проду-
кту є низькою.
Метою цієї роботи є визначення
впливу концентрації сивушного масла на
реологічні характеристики високов’язкої
нафти за зміни температури.
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ
РЕЗУЛЬТАТІВ. Для дослідження впливу
Температурна залежність динамічної в’язкості і тиксотропії високов’язкої нафти…
ISSN 2708-129X. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 6 101
на в'язкість нафти використовували с и-
вушне масло наступного складу таблиця
1 (дані виробника).
Т а б л и ц я 1
Склад сивушного масла
Речовина Вміст, %
Ізоаміловий спирт 47,00
Ізобутиловий спирт 16,40
н-Бутиловий спирт 0,80
н-Пропіловий спирт 18,50
Етиловий спирт 8,20
Метиловий спирт 0,02
Гексиловий спирт та інші
вищі спирти
0,35
Пропіонова кислота 0,28
н-Масляна кислота 0,04
н-Валеріанова кислота 0,16
Ефіри 0,79
Альдегіди і кетони 0,42
Інші органічні сполуки 2,05
Вода 5,00
Зразки нафти було взято у різних родо-
вищах Івано-Франківської області. Фізи-
ко-хімічні характеристики нафти визна-
чали за допомогою наступних методик:
“ГОСТ 2477-2014. Нефть и нефтепродук-
ты. Метод определения содержания во-
ды”, “ГОСТ 11858-66. Нефть и нефтепро-
дукты. Метод определения содержания
асфальтово-смолистых веществ”, “ГОСТ
11851-2018 Нефть. Методы определения
парафинов”, “ГОСТ Р 50802-95 Нефть.
Метод определения сероводорода, метил-
и этилмеркаптанов”, “ГОСТ 32463-2013
Нефтепродукты. Определение температу-
ры потери текучести методом автомати-
ческого наклона”, “ГОСТ 6370-83. Нефть,
нефтепродукты и присадки. Метод опре-
деления механических примесей”, “ГОСТ
2177-99 Нефтепродукты. Методы опреде-
ления фракционного состава”. Результати
випробувань наведені у таблиці 2.
Для подальших досліджень підгото-
вка нафти складалася з наступних етапів:
зневоднення, знесолення, стабілізація [9].
Стабілізацію проводили за температури
110‒120 °С у колбі Вюрца.
Нафтовмисні системи готували у
співвідношеннях: 5 м. ч. СМ і 95 м. ч.
нафти, 10 м. ч. СМ і 90 м.ч. нафти, 20 м.ч.
СМ і 80 м.ч. нафти, вимішували на магні-
тній змішувалці при 500 об/хв. за темпе-
ратури 30
о
С.
Т а б л и ц я 2.
Характеристики нафти
Параметр Значення
Густина за 20 оС, гм/см3 0,964
Вміст вільної води, % –
Вміст кристалогідратної
води за Діном – Старком, %
<0,03
Сумарний вміст смол, % 15,66
Вміст лінійних смол, % 3,19
Вміст фенолоформальдегід-
них смол, %
10,12
Вміст нафтових смол, % 1,20
Вміст асфальтенів, % 0,91
Вміст парафінів, % 0,93
Сумарний вміст сполук сірки,
%
1,68
Вміст сірководню (за S 2– ),
%
3, 21·10– 4
Вміст меркаптанів (по S 2– ),
%
~1, 48·10– 4
Втрата рухливості за темпе-
ратури, оС
29,8
Сумарний вміст механічних
до-мішок (розчинник – бен-
зин), %
10,085
Механічні домішки, % 0,52
Засоленість води (засоле-
ність нафти), г/см3
1,0031
О.А. Коновал, А.С. Макаров
102 ISSN 2708-129X. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 6
Фракційний склад (мас. частка, %) за різ-
них температур
Температура, оС Значення, %
До 40 0,295
40–60 1,151
60–90 3,294
90–120 4,34
120–180 4,305
180–230 10,759
230–305 32,692
305–400 19,04
400–450 13,299
> 450 (500) 10,347
Залишок після прожарю-
вання (500 оС)
0,478
Основні реологічні параметри отри-
маних систем ‒ ефективну в’язкість η і
напругу зсуву τ (Па), визначали за допо-
могою “Rheotest–2” з вимірювальною си-
стемою S/S1 (коаксіальні гладенькі цилі-
ндри) у діапазоні швидкостей зсуву
Dr=1,0 – 1312 c
-1
.
Тепловий ефект застигання нафти зі
вмістом 20 мас.% СМ відстежували у
термостаті за початкової температури 45
о
С і за сталою температурою 10
о
С у при-
міщенні за допомогою двоканального
електронного термометра «VOLTCRAFT
PL-125-T2USB» (термопари типу К –
хромель-алюмель) упродовж 3-х годин з
інтервалом фіксації температури 1с.
Досліджувана нафта є типовою не-
ньютонівською рідиною. За реологічними
характеристиками це в'язко-пружна сис-
тема, оскільки в усьому інтервалі зміни
напруги зсуву від 1,13 до 129,36 Па (шви-
дкість зсуву 3–1312 с
-1
) за 30 °С не вияв-
лено лінійної залежності і лише з підви-
щенням температури до 40 °С і вище за
напруги зсуву понад 4,24 Па нафта пово-
диться майже як ньютонівська рідина
(рис. 1).
Рис. 1. Залежність динамічної в’язкості наф-
ти від напруги зсуву за температури 30 (1),
40 (2) і 50 (3) оС
Вплив СМ на реологічні характерис-
тики нафти досліджено також за темпера-
тури, нижчої від точки втрати текучості, а
саме за 20
о
С. На рис. 2 представлено ха-
рактерний для подібних систем гістерезис
динамічної в’язкісті нафти.
Рис. 2. Динамічна в’язкість нафти за темпе-
ратури 20 оС (1 – прямий хід, 2 – зворотній
хід) і за додаванням 10 % сивушного масла (3
– прямий хід, 4 – зворотний хід)
Температурна залежність динамічної в’язкості і тиксотропії високов’язкої нафти…
ISSN 2708-129X. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 6 103
Рис. 3. Динаміка застигання нафти з масовою
часткою сивушного масла 20 %
Той факт, що лінія прямого ходу не
повторює лінію зворотного ходу, що ха-
рактерно для рідин, в яких за сталої шви-
дкості зсуву напруга зсуву та ефективна
в'язкість зменшуються через поступове
руйнування просторової структури [8],
свідчить про наявність у нафти тиксотро-
пних властивостей. Присутність СМ
майже не змінює напругу зсуву, але не-
значно збільшує площу петлі гістерезису,
що вказує на збільшення тиксотропності
системи.
Щоб визначити можливість утво-
рення евтектики і, як наслідок, ідеального
розчину нафту з вмістом 20% СМ охоло-
джували до втрати текучості.
За результатами досліджень темпе-
ратура застигання становила 28,8
о
С, (рис.
3). Різниця температур втрати рухливості
чистої нафти і нафти з СМ становила ли-
ше 1,0
о
С. Що свідчить про відсутність
утворення евтектики, а СМ є лише роз-
чинником та емульсійним середовищем.
Рис. 4. Динамічна в’язкість нафти за 30 оС (1)
та за масової частки сивушного масла 5 %
(2), 10 % (3), 20 % (4)
У системі нафта з додаванням 5%
СМ спостерігається збільшення динаміч-
ної в’язкості до напруги зсуву 12 Па, по-
дібна поведінка має місце й зі вмістом
СМ 10%, але зі зменшенням в’язкості при
напрузі зсуву 5,65 Па з 63 мПа·с до 35
мПа·с відповідно (рис. 4).
Це, вірогідно, може бути пов’язано з
тим, що СМ повністю не розчиняється у
нафті і, ба більше, частково “витягує”
(екстрагує та розчиняє у собі) легкі поля-
рні вуглеводні нафти, наслідком чого є
утворення більш стійкої емульсійної сис-
теми.
Сам же характер систем нафти з СМ
графічно не дуже відрізняється від нафти
без СМ. Водночас якщо нафта мала ди-
намічну в'язкість 135 мПа·с за напруги
зсуву 20 Па, то в'язкість нафти зі вмістом
20 % СМ знизилася до 51 мПа·с. При
цьому системи залишилися тиксотропни-
ми і схильними до структурування (знач-
не зменшення в'язкості в інтервалі від 0
до 27 Па).
О.А. Коновал, А.С. Макаров
104 ISSN 2708-129X. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 6
Із підвищенням температури до 40
°С вплив СМ значно ослаблювався і за
напруги зсуву понад 2 Па нафта і системи
нафти із СМ мають в'язкість 28–53 мПа·с
(Рис. 5).
Рис. 5. Динамічна в’язкість нафти за 40 оС (1)
та за масової частки сивушного масла 5 %
(2), 10 % (3), 20 % (4).
Із загальної залежності за зниженням
динамічної в'язкості за наявності СМ де-
що виділяється система зі вмістом 10 %
останнього. Динамічна в'язкість цієї сис-
теми більша, ніж нафти зі вмістом 5%
СМ. Це, ймовірно, можна пояснити тим,
що сивушне масло містить здебільшого
високополярні речовини порівняно з ал-
канами нафти, а отже, володіє й більшою
розчинною здатністю смолистих речовин
[10, 11] і отже, – розчинністю в них. І для
цієї нафти за температури 40 °С межа ро-
зчинності СМ у нафті знаходиться у ме-
жах 10%.
ВИСНОВКИ. У ході проведених до-
сліджень встановлено, що додавання 5–
10% сивушного масла за деяких умов
може збільшувати динамічну в’язкість
нафти за напруги зсуву до 12 Па у 1,5–
2,5 рази. Це потрібно враховувати при
використанні спиртів фракції сивушного
масла у трасерних дослідженнях для роз-
рахунку швидкості фільтрації.
Оскільки температура застигання
спиртів фракції сивушного масла нижча
за -50
о
С, а додавання сивушного масла у
кількості 20 % (за масою) знижує темпе-
ратуру застигання системи лише на 1,0
о
С
– це свідчить про те, що у такій системі
не утворюються евтектики.
З огляду на те, що парафіни і смоли-
сті речовини не утворюють із сивушним
маслом істинних розчинів і евтектик,
отримані системи залишаються тиксотро-
пними, неньютонівськими рідинами.
ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ДИ-
НАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ И ТИКСО-
ТРОПИИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ В
ПРИСУТСТВИИ ВЫСШИХ СПИРТОВ ПРИ
РАЗНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
А. А. Коновал, А. С. Макаров
Институт коллоидной химии и химии воды
им. А. В. Думанского НАН Украины,
Украина, 03134 Киев, б-р Академика Верна-
дского, 42, тел. 044 424-0196,
e-mail: himikjus@ukr.net
Доставка высоковязкой нефти, которая
демонстрирует значительное сопротивление
давлению, от скважин к перерабатывающим
заводам давно является причиной затрат эне-
ргии при транспортировке по трубопрово-
дам. С целью снижения расходов использую-
тся различные методы: нагревание, разбавле-
ние, ультразвуковое влияние, эмульгирова-
ние в воде. Мы исследовали влияние сивуш-
Температурна залежність динамічної в’язкості і тиксотропії високов’язкої нафти…
ISSN 2708-129X. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 6 105
ного масла на реологические и физические
характеристики высоковязкой нефти с целью
снижения её динамической вязкости и, как
следствие, снижение сопротивления системы
при транспортировке по трубопроводу.
Установлено, что добавка 5–10 % сивушного
масла при некоторых условиях может увели-
чивать динамическую вязкость нефти. Этот
факт необходимо учитывать при использова-
нии спиртов фракции сивушного масла в
трассерных исследованиях. Меньшую вяз-
кость нефть в присутствии сивушного масла
имела при температуре 30 °С и 40 °С. При
этом с ростом напряжения сдвига более 10
Па наблюдается почти линейная зависимость
в снижении вязкости как для нефти, так и для
систем нефти с сивушным маслом в диапазо-
не от 5% до 20%. В то же время характер те-
чения систем нефти с сивушным маслом при
изменении напряжения сдвига и температур
почти полностью отвечает поведению нефти.
В целом, учитывая меньшую вязкость сиву-
шного масла, поведение систем закономерно
за исключением системы нефть с добавкой
5% сивушного масла при температуре 30 оС,
где динамическая вязкость оказалась выше
вязкости нефти в интервале напряжений
сдвига до 10 Па. При этом, согласно резуль-
татам исследования, маловероятно, что сис-
темы образуют евтектики, поскольку темпе-
ратура застывания исследуемой нефти была
29,8 оС, температура застывания спиртов
фракции сивушного масла ниже -50 оС, а си-
стемы нефть : сивушное масло 80:20 соста-
вила 28,8 оС. Полученные системы остаються
тиксотропными и имеют неньютоновский
характер течения, то есть парафины и смоли-
стые вещества не образуют с сивушным мас-
лом истинных растворов и эвтектик.
К л ю ч е в ы е с л о в а: высоковязкая нефть,
реологические характеристики, сивушное
масло, тиксотропность, вязкоупругость.
THE TEMPERATURE DEPENDENCE OF
DYNAMIC VISCOSITY AND TYXOTROPY
OF HIGH-VISCOUS OIL IN THE HIGH AL-
COHOLS PRESENCE AT DIFFERENT CON-
CENTRATION
O. А. Konoval, A. S. Makarov
A.V. Dumansky Institute of Colloid and Water
Chemistry of National Academy of Sciences of.
Ukraine, 42, Vernadsky ave. Kyiv, Ukraine,
Phone: +38 044 424-0196,
e-mail: himikjus@ukr.net
The delivery of high-viscosity petroleum, which
demonstrates significant resistance to pressure,
from wells to refineries has long been the cause
of energy costs during transportation through
pipelines. In order to reduce costs, various
methods are used: heating, dilution, ultrasonic
effect, emulsification in water. We have
investigated the effect of fusel oil on the
rheological and physical characteristics of high-
viscosity petroleum in order to reduce its
viscosity, and as a result, reduce the resistance
of the system during transportation through the
pipeline. It has been established that the addition
of 5-10% fusel oil under certain conditions can
increase the petroleum dynamic viscosity. This
fact should be taken into account when using the
fusel oil fraction alcohols in tracer studies. The
petroleum has a lower viscosity in the presence
of fusel oil at a temperature of 30 ° C and 40 °
C. Moreover, with an increase in shear stress of
more than 10 Pa, an almost linear dependence is
observed in the decrease in viscosity for both
petroleum and petroleum systems with fusel oil
in the range from 5% to 20%. At the same time,
the nature of the flow of petroleum systems with
fusel oil with a change in shear stress and
temperature almost completely corresponds to
the behavior of petroleum. In general, given the
lower viscosity of fusel oil, the behavior of the
mailto:himikjus@ukr.net
О.А. Коновал, А.С. Макаров
106 ISSN 2708-129X. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 6
systems is logical except for the petroleum
system with the addition of 5% fusel oil at a
temperature of 30 ° C where the dynamic
viscosity was higher than the viscosity of the
petroleum in the range of shear stresses up to 10
Pa. Moreover, according to the results of the
study, it is unlikely that the systems form
eutectics since the pour point of the test
petroleum has 29.8 ° C, the pour point of the
alcohol fraction of fusel oil is lower than -50 °
C, and the petroleum: fusel oil 80:20 system has
28.8 ° C. The resulting systems remain
thixotropic and have a non-Newtonian flow
character, that is, paraffins and resinous
substances do not form true solutions and
eutectics with fusel oil.
K e y w o r d s: high viscosity petroleum, fusel
oil, rheological properties, thixotropy,
viscoelasticity.
ЛІТЕРАТУРА
1. Башкирцева Н. Ю. Высоковязкие нефти и
природные нефти // Вестник технол. ун-
та. – Казан. нац. исслед. технол. ун-т.,
2014. – 17, 19. – С. 296–299.
2. Sung M., Chen B. H. Using aliphatic alco-
hols as gaseous tracers in determination of
water contents and air-water interfacial areas
in unsaturated sands // Journal of Contami-
nant Hydrology. – 2011. – V. 126. – № 3–4.
– P. 226–234.
3. Lovelock B. G. Steam flow measurement us-
ing alcohol tracers // Geothermics. – 2001. –
V. 30. – № 6. – P. 641–654.
4. Briggs P. J., Baron P. R., Rulleylove R. J.,
Development of Heavy-Oil Reservoirs, J.
Petrol. Technol., 1988, Februar. – Р.
206214.
5. Мухаметзянов И. З. Структурная орга-
низация макромолекулярных ассоциатов
в нефтяных сферах. – М., 2003.
6. Рузин Л. М., Чупров И. Ф.; под ред. Н. Д.
Цхадая. Технологические принципы раз-
работки залежей аномально вязких неф-
тей и биту мов. – Ухта, 2007.
7. Никитин М. Н., Гладков П. Д., Колонских
А. В., Петухов А. В., Мехеев А. И. Изуче-
ние реологических свойств тяжелой вы-
соковязкой нефти Ярегского месторож-
дения // Записки Горного института,
2012. – 195. – С. 73–77.
8. Рогачев М. К., Кондрашева Н. К., Реология
нефти и нефтепродуктов: учеб. пособ. –
Уфа, 2000.
9. Коршак А. А., Шаммазов А. М., Основы
нефтегазового дела: учебник для вузов. –
Уфа, 2005.
10. Mitchell D. L., Speight J. G.,.The solubility
of asphaltenes in hydrocarbon solvents. –
Fuel, 1973. – 52, 2. – Р. 149–152.
11. Speight J. G., Long R. B., Trowbridge T.
D., Factors influencing the separation of
asphaltenes from heavy petroleum
feedstocks. – Fuel, 1984. – 63, 5. – Р. 616–
620.
REFERENCES
1 Bashkirceva N.Yu. The high viscosity oils
and natural oils. // University of Technology
Herald Kazan National Research Techno-
logical University. – 2014. – 17,19: 296–
299.
2. Sung M., Chen B. H. Using aliphatic alco-
hols as gaseous tracers in determination of
water contents and air-water interfacial areas
in unsaturated sands // Journal of Contami-
nant Hydrology. – 2011. – 126(3–4): 226–
234.
3. Lovelock B. G. Steam flow measurement us-
ing alcohol tracers // Geothermics. – 2001. –
30(6):641–654.
4. Briggs P. J., Baron P. R., Rulleylove R. J.,
Development of Heavy-Oil Reservoirs, //
J. Petrol. Technol. – 1988. – Februar:206–
214.
Температурна залежність динамічної в’язкості і тиксотропії високов’язкої нафти…
ISSN 2708-129X. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 6 107
5. Mukhametzianov I. Z. Structural organiza-
tion of macromolecular associates in the oil
fields. – Moskow, 2003.
6. Ruzin L. M., Chuprov I. F., Ed. Tskhadaya
N. D., Technological principles for the
development of deposits of abnormally
viscous oils and bitumen, Ukhta, 2007.
7. Nikitin M. N., Gladkov P. D., Kolonskih
A.V., Petuhov A.V., Mekheev A. I. The
study of the rheological properties of heavy
high-viscosity oil of the Yaregskoye field //
Notes of the Mining Institute. – 2012. –
195:73–77.
8. Rogachev M. K., Kondrasheva N. K.,
Rheology of oil and oil products, Textbook.
Allowance. – Ufa, 2000.
9. Korshak A. A., Shammazov A. M.,
Fundamentals of Oil and Gas Business,
Textbook for High Schools, Ufa 2005, 196-
198.
10. Mitchell D. L., Speight J. G., The solubility
of asphaltenes in hydrocarbon solvents. –
Fuel. – 1973. – 52(2): 149–152.
11. Speight J. G., Long R. B., Trowbridge T. D.,
Factors influencing the separation of
asphaltenes from heavy petroleum
feedstocks. – Fuel. – 1984. – 63(5): 616–
620.
Надійшла 20.05.2020
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-183 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:02:41Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/11/69441b8f2b216e70082619b730194811.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-1832026-07-22T08:23:43Z THE TEMPERATURE DEPENDENCE OF DYNAMIC VISCOSITY AND TYXOTROPY OF HIGH-VISCOUS OIL IN THE HIGH ALCOHOLS PRESENCE AT DIFFERENT CONCENTRATION ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ И ТИКСОТРОПИИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ В ПРИСУТСТВИИ ВЫСШИХ СПИРТОВ ПРИ РАЗНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНА ЗАЛЕЖНІСТЬ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ І ТИКСОТРОПІЇ ВИСОКОВ’ЯЗКОЇ НАФТИ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВИЩИХ СПИРТІВ ПРИ РІЗНІЙ КОНЦЕНТРАЦІЇ Konoval, Alexander Makarov, Anatoliy high viscosity petroleum, fusel oil, rheological properties, thixotropy, viscoelasticity. The delivery of high-viscosity petroleum, which demonstrates significant resistance to pressure, from wells to refineries has long been the cause of energy costs during transportation through pipelines. In order to reduce costs, various methods are used: heating, dilution, ultrasonic effect, emulsification in water. We have investigated the effect of fusel oil on the rheological and physical characteristics of high-viscosity petroleum in order to reduce its viscosity, and as a result, reduce the resistance of the system during transportation through the pipeline. It has been established that the addition of 5-10% fusel oil under certain conditions can increase the petroleum dynamic viscosity. This fact should be taken into account when using the fusel oil fraction alcohols in tracer studies. The petroleum has a lower viscosity in the presence of fusel oil at a temperature of 30 ° C and 40 ° C. Moreover, with an increase in shear stress of more than 10 Pa, an almost linear dependence is observed in the decrease in viscosity for both petroleum and petroleum systems with fusel oil in the range from 5% to 20%. At the same time, the nature of the flow of petroleum systems with fusel oil with a change in shear stress and temperature almost completely corresponds to the behavior of petroleum. In general, given the lower viscosity of fusel oil, the behavior of the systems is logical except for the petroleum system with the addition of 5% fusel oil at a temperature of 30 ° C where the dynamic viscosity was higher than the viscosity of the petroleum in the range of shear stresses up to 10 Pa. Moreover, according to the results of the study, it is unlikely that the systems form eutectics since the pour point of the test petroleum has 29.8 ° C, the pour point of the alcohol fraction of fusel oil is lower than -50 ° C, and the petroleum: fusel oil 80:20 system has 28.8 ° C. The resulting systems remain thixotropic and have a non-Newtonian flow character, that is, paraffins and resinous substances do not form true solutions and eutectics with fusel oil. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2020-07-20 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/183 10.33609/2708-129X.86.6.2020.99-107 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 86 No. 6 (2020): Ukrainian Chemistry Journal; 99-107 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 86 ##issue.no## 6 (2020): Украинский химический журнал; 99-107 Український хімічний журнал; Том 86 № 6 (2020): Український хімічний журнал; 99-107 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/183/106 Copyright (c) 2020 Alexander Konoval, Anatoliy Makarov https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Konoval, Alexander Makarov, Anatoliy ТЕМПЕРАТУРНА ЗАЛЕЖНІСТЬ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ І ТИКСОТРОПІЇ ВИСОКОВ’ЯЗКОЇ НАФТИ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВИЩИХ СПИРТІВ ПРИ РІЗНІЙ КОНЦЕНТРАЦІЇ |
| title | ТЕМПЕРАТУРНА ЗАЛЕЖНІСТЬ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ І ТИКСОТРОПІЇ ВИСОКОВ’ЯЗКОЇ НАФТИ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВИЩИХ СПИРТІВ ПРИ РІЗНІЙ КОНЦЕНТРАЦІЇ |
| title_alt | THE TEMPERATURE DEPENDENCE OF DYNAMIC VISCOSITY AND TYXOTROPY OF HIGH-VISCOUS OIL IN THE HIGH ALCOHOLS PRESENCE AT DIFFERENT CONCENTRATION ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ И ТИКСОТРОПИИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ В ПРИСУТСТВИИ ВЫСШИХ СПИРТОВ ПРИ РАЗНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ |
| title_full | ТЕМПЕРАТУРНА ЗАЛЕЖНІСТЬ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ І ТИКСОТРОПІЇ ВИСОКОВ’ЯЗКОЇ НАФТИ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВИЩИХ СПИРТІВ ПРИ РІЗНІЙ КОНЦЕНТРАЦІЇ |
| title_fullStr | ТЕМПЕРАТУРНА ЗАЛЕЖНІСТЬ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ І ТИКСОТРОПІЇ ВИСОКОВ’ЯЗКОЇ НАФТИ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВИЩИХ СПИРТІВ ПРИ РІЗНІЙ КОНЦЕНТРАЦІЇ |
| title_full_unstemmed | ТЕМПЕРАТУРНА ЗАЛЕЖНІСТЬ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ І ТИКСОТРОПІЇ ВИСОКОВ’ЯЗКОЇ НАФТИ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВИЩИХ СПИРТІВ ПРИ РІЗНІЙ КОНЦЕНТРАЦІЇ |
| title_short | ТЕМПЕРАТУРНА ЗАЛЕЖНІСТЬ ДИНАМІЧНОЇ В’ЯЗКОСТІ І ТИКСОТРОПІЇ ВИСОКОВ’ЯЗКОЇ НАФТИ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВИЩИХ СПИРТІВ ПРИ РІЗНІЙ КОНЦЕНТРАЦІЇ |
| title_sort | температурна залежність динамічної в’язкості і тиксотропії високов’язкої нафти за присутності вищих спиртів при різній концентрації |
| topic_facet | high viscosity petroleum fusel oil rheological properties thixotropy viscoelasticity. |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/183 |
| work_keys_str_mv | AT konovalalexander thetemperaturedependenceofdynamicviscosityandtyxotropyofhighviscousoilinthehighalcoholspresenceatdifferentconcentration AT makarovanatoliy thetemperaturedependenceofdynamicviscosityandtyxotropyofhighviscousoilinthehighalcoholspresenceatdifferentconcentration AT konovalalexander temperaturnaâzavisimostʹdinamičeskojvâzkostiitiksotropiivysokovâzkojneftivprisutstviivysšihspirtovpriraznojkoncentracii AT makarovanatoliy temperaturnaâzavisimostʹdinamičeskojvâzkostiitiksotropiivysokovâzkojneftivprisutstviivysšihspirtovpriraznojkoncentracii AT konovalalexander temperaturnazaležnístʹdinamíčnoívâzkostíítiksotropíívisokovâzkoínaftizaprisutnostíviŝihspirtívprirízníjkoncentracíí AT makarovanatoliy temperaturnazaležnístʹdinamíčnoívâzkostíítiksotropíívisokovâzkoínaftizaprisutnostíviŝihspirtívprirízníjkoncentracíí AT konovalalexander temperaturedependenceofdynamicviscosityandtyxotropyofhighviscousoilinthehighalcoholspresenceatdifferentconcentration AT makarovanatoliy temperaturedependenceofdynamicviscosityandtyxotropyofhighviscousoilinthehighalcoholspresenceatdifferentconcentration |