高温高压高黏度标准物质的研究

基本信息
批准号:51676159
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:孟现阳
学科分类:
依托单位:西安交通大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吴江涛,胡晓振,温辰阳,高克慧,曹法立,魏恺歆,苗毅轩,邱硕,郭子豪
关键词:
高温实验测量黏度标准高压黏度模型
结项摘要

Viscosity is one of the most important properties for many scientific and technological applications, and therefore it has been the subject of an enormous effort of measurement, correlation, and interpretation. The only accepted standard, the viscosity of pure water at 20 ℃, is unsatisfactory because the viscosity among different fluids can vary by a factor of 10^14. Oil exploration increasingly involves reservoirs at temperature and pressures not previously exploited, and the viscosity is an extremely important parameter necessary for the estimation of fluid mobility and hence well production rates, as well as for well testing and injection processes. There is an urgent demand for independent reference values of readily available fluids for high-temperature, high-pressure and high-viscosity conditions that can be used by most of the everyday users as guidance, calibration, or designing tools. In this proposal, we focus on the experimental viscosity measurements of some potential standard reference fluids for high-temperature, high-pressure and high-viscosity conditions. Based on the analysis of the metrology status for viscosity, including the best available measurement methods, applicable ranges, and uncertainties, a vibrating wire viscometer will be developed, capable of producing high accuracy data. The vibrating wire viscometer will be used to the accurate measurements of some selected reference fluids for high-temperature, high-pressure and high-viscosity conditions, such as squalane. As a consequence of the production process, samples always include small amounts of water, isomeric, and other impurities. The qualitative studies about the effect of such impurities upon the viscosity will be conducted. To extend the applicability of the fluids as reference, there is an effort to develop reference correlations for a wide range of temperatures and pressure. It is therefore not intended to supersede for the reference value for the viscosity of water at 20 ℃, which is known much more accurately, but rather to complement it. At the same time, the work is expected to improve the national research on thermophysical propterties and reference standard.

黏度是工业应用中不可缺少的基础数据,黏度的准确测量对于科学研究和计量工作具有重要意义。黏度范围量级跨度高达10^14,在二次驱油、深层深海油藏和重质原油开采等领域又面临新的高温高压高黏度极端复杂条件,而目前唯一的参考基准是20 ℃水的黏度值,显然无法满足工业发展对黏度新的需求和挑战,因此,开展高温高压高黏度标准物质研究对于完善标准物质体系具有重要意义。本项目拟开展的工作:研制新的高温高压高黏度实验测量系统,实验范围达到黏度200 mPa·s、温度200 ℃、压力170 MPa(IATP提出的短期目标);对潜在高温高压高黏度标准物质黏度和密度进行实验研究,获得大量高精度实验数据;邀请国际著名热物性研究实验室开展国际联合实验研究;开发高精度黏度标准方程,并最终推荐1~2种高温高压高黏度标准物质。本项目可为黏度标准物质研究和量值传递体系的完善奠定基础,有利于我国热物性测试技术及计量水平的提高。

项目摘要

黏度是工业应用中不可缺少的基础数据,黏度的准确测量对于科学研究和计量工作具有重要意义。黏度范围量级跨度高达10^14,涉及高温高压高黏度极端复杂条件,而目前唯一的参考基准是20 ℃水的黏度值,显然无法满足工业发展对黏度新的需求和挑战,因此,开展高温高压高黏度标准物质研究对于完善标准物质体系具有重要意义。本项目按照既定的研究目标,围绕黏度的高精度测量以及黏度标准物质开展实验和理论研究。取得的重要成果包括:研制了两套黏度和密度测量实验系统,其中一套基于振动弦法黏度计和振动管法密度计实验系统,实现温度范围为室温至473 K,压力高达140 MPa,另一套基于振动弦法黏度/密度同时测量实验系统,实现温度范围为室温至623 K,压力最高为10 MPa,黏度范围覆盖到200 mPa·s以上;开展了一系列潜在黏度标准物质高温高压下黏度和密度实验研究,包括烷烃类、己二酸二烷基酯类物质、新型工质等,获得了一批高精度实验数据;深入研究多参数黏度方程的开发方法,建立了一系列重要物质的宽广范围黏度参考方程。本项目研究不仅可以填补现有数据空白或拓宽实验范围,也为黏度标准物质研究和量值传递体系的完善奠定基础,同时提高了我国在热物理性质测试技术领域的水平和地位,为计量科学技术的发展做出贡献。. 在该项目资助下,共发表论文20篇,其中SCI收录9篇,EI收录10篇,中文核心期刊5篇,国际会议3篇,国内会议报告3篇。培养博士研究生4名,其中已毕业博士2名,即将毕业博士生1名,在读博士生1名;培养硕士研究生7名,已毕业硕士5名,在读硕士生2名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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