«Proceedings of Gubkin University»

NON-LINEAR VIBRATIONS UNDER SLOW KINETICS OF VISCOELASTIC PROPERTIES OF OIL

UDC: 534.26; 542.34
DOI: -

Authors:

¹ Gubkin Russian State University of Oil and Gas
² Schlumberger technology Co
³ N.N. Andreyev Acoustics institute

Keywords: complex media, viscoelasticity, slow kinetics, nonlinearity parameter

Annotation:

We have previously identified slow evolution of the viscoelasticity modules of heavy crude oil. Shear modulus was measured during 72 hours at frequencies of 0,5, 5 and 50 Hz at different temperatures. The dependence of complex shear modulus on the deformation amplitude was studied with a rotational rheometer. The study showed a logarithmic growth of the nonlinearity parameter in time for this sample of oil. It was established experimentally that the complex shear modulus depends linearly on the amplitude of the shear perturbations, which is possible with the shear modulus linearly depending on the shear modulus of the medium deformation. Based on the Boltzmann statistical approach to the determination of the rate of transition to equilibrium, the model differential equation describing the slow kinetics of the changes in the internal parameters of the medium was obtained. It is shown that unlike the exponential time dependence, the slow kinetics leads to logarithmic time dependence of the perturbation decay.

Bibliography:

1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. — М.: Наука, 1986. — 736 с.
2. TenCate J.A., Smith E., Guyer R.A. Universal Slow Dynamics in Granular Solids Phys. Rev. Let. — 2000. — V. 85. — No. 5. — P. 1020-1023.
3. Pyatakov P.A., Mironov M.A. Tuning-fork Investigation of Shear Stresses Nonlinearity in Thixotropic Media//Proceedings ISNA. — 2002. — V. 2. — Р. 815-819.
4. Миронов М.А., Пятаков П.А. Медленная кинетика сильно неравновесных процессов// Труды 15 сессии РАО, 2004. — Москва, ГЕОС. — Т. 1. — С. 283-286.
5. Баженова Е.Д., Вильман А.Н., Есипов И.Б. Флуктуации акустического поля в гранулированной среде//Акустический журнал, 2005. — Т. 51. — Приложение. — С. 46-52.
6. Медленная кинетика вязкоупругих свойств нефти при низкочастотных сдвиговых колебаниях//М.А. Миронов, И.А. Шеломихина, О.М. Зозуля, И.Б. Есипов//Акустический журнал, 2012. — Т. 58, № 1. — С. 132-140.
7. Девликамов В.В., Хабибуллин З.А., Кабиров М.М. Исследование аномалии вязкости пластовых нефтей месторождений Башкирии//Известия вузов. Сер. Нефть и газ. — 1972. — № 8. — С. 41-44.
8. Lian H.J., Lin J.R., Yen T.F. Peptization Studies of Asphaltene and Solubility Parameter Spectra, Fuel. 73 (1994). — P. 423-428.
9. Asphaltenic Crude Oil Characterization: An Experimental Investigation of the Effect of Resins on the Stability of Asphaltenes/A. Hammami, K.A. Ferworn, J.A. Nighswander, S. Overa, E. Stange// Pet. Sci. Technol. 16 (1998). — Р. 227-249.
10. Properties of Resins Extracted from Boscan Crude Oil and Their Effect on the Stability of Asphaltenes in Boscan and Hamaca Crude Oils/N.F. Carnahan, J.L. Salager, R. Antón, A. Dávila// Energy Fuels. 13 (1999). — Р. 309-314. 11. Бадмаев Б.Б., Дамдинов Б.Б. Исследование вязкоупругих свойств органических жидкостей акустическим методом//Акустический журнал, 2001. — Т. 47. — № 4. — С. 487–489.
12. Бадмаев Б.Б., Дамдинов Б.Б., Сандитов Д.С. Низкочастотные сдвиговые параметры жидких вязкоупругих материалов//Акустический журнал, 2004. — Т. 50. — № 2. — С. 156–160.
13. Boutreux T., De Gennes P.G. Compaction of granular mixtures: a free volume model//Physica A 1997. — Р. 59-67.
14. Хаазе Р. Термодинамика необратимых процессов. — М.: Мир, 1967. — 544 с