Ученые Института физики Казанского федерального университета (КФУ) предложили универсальное аналитическое выражение для расчета вязкости сырой нефти. Оно описывает самые разные образцы нефти в широком диапазоне температур, его точность значительно выше по сравнению с другими известными выражениями.
Для определения температурной зависимости вязкости сырой нефти вплоть до температур аморфизации ученые предложили выражение, основанное на концепции температурного скейлинга, которая была развита физиками КФУ ранее. Точность предложенного выражения существенно выше по сравнению с другими известными выражениями для описания вязкости нефти. В ходе исследования были рассмотрены образцы нефти, добытые на различных месторождениях России, Китая, Саудовской Аравии, Нигерии, Кувейта и Северного моря. Отметим, что были изучены образцы Ашальчинского и Куакбашского месторождений Республики Татарстан.
«Концепция температурного скейлинга подразумевает введение такой температурной шкалы, отличной от шкал Цельсия, Кельвина и других, в соответствии с которой значения ключевых температур, таких как температура стеклования, температура плавления, принимают одни и те же значения для любых систем. Она использована для того, чтобы получить аналитическое выражение, которое было бы способно корректно воспроизводить температурные зависимости вязкости таких предельно сложных по своему составу реальных физических систем, как сырая нефть. В этом случае температура как физический параметр будет безразмерной величиной», — рассказал заведующий кафедрой вычислительной физики и моделирования физических процессов Института физики, заведующий НИЛ, профессор Анатолий Мокшин.
Благодаря методу регрессионного анализа удалось выяснить, каким образом плотность нефти, которая непосредственно определяется долей парафиновых и асфальтеновых фракций, долей растворенных солей, воды и другими факторами, влияет на способность нефти аморфизоваться, то есть затвердевать.
По словам Анатолия Мокшина, результаты исследования имеют важное фундаментальное значение. Оно дает ответ на вопрос о физических механизмах, определяющих вязкое течение сырой нефти. Кроме того, работа затрагивает задачу, связанную с аморфизацией нефти, то есть определение таких физических условий, при которых нефть по сути должна быть способна преобразовываться в твердое тело. Так, например, знание о том, как вязкость изменяется с температурой, должно позволить осуществлять подбор оптимальных условий для добычи и транспортировки сырой нефти.
Исследование поддержано программой Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Наука и университеты»).
