Turbulent Flow of Saudi Non-Newtonian Crude Oils in a Pipeline

Écoulement turbulent de bruts non-newtoniens séoudiens dans une canalisation

King Saud University

Abstract

Rheological properties of Saudi Arab-Light, Arab-Berri and Arab-Heavy crude oils were measured with Brookfield Viscometer (LVT Model) at temperatures 10, 15, 20, 25, 38, 55 and 70°C. Saudi Arab-Light and Arab-Heavy exhibit non-Newtonian behavior at temperature less than or equal to 20°C, while Saudi Arab-Berri behaves as a non-Newtonian fluid at all temperatures. The main reason for this rheological behavior can be attributed to the thermal and shear histories; the relative amounts of wax and asphaltene content in Saudi crude oils as well. Therefore, Statistical Analysis (t-test) was used to check the variability of the change in rheological behavior of Saudi non-Newtonian crude oils at a confidence level of 95%. The evaluation ensured that, all non-Newtonian data were statistically not different and were correlated with power-law model. Under turbulent flow conditions the pipeline design calculations were carried out through a computer program.

Résumé

Les propriétés rhéologiques des bruts séoudiens Arab-Light, Arab-Berri et Arab-Heavy ont été mesurées à l'aide d'un viscomètre Brookfield (modèle LVT) à des températures de 10, 15, 20, 25, 38, 55 et 70°C. Les Saudi Arab-Light et Arab-Heavy présentent un comportement non newtonien à des températures égales ou inférieures à 20°C, tandis que le Saudi Arab-Berri se comporte comme un fluide non newtonien à toutes les températures. Ce comportement rhéologique est principalement dû aux historiques thermiques et de cisaillement, de même qu'aux quantités relatives de paraffine et à la teneur en asphaltène des bruts séoudiens. Une analyse statistique (essai t) a donc été menée pour vérifier la variabilité des changements de comportement rhéologique des bruts séoudiens non newtoniens à un degré de fiabilité de 95%. Il en est ressorti que toutes les données non newtoniennes étaient statistiquement non différentes et étaient en corrélation avec le modèle de la loi des puissances. Les calculs pour la conception de la canalisation ont été effectués sur ordinateur, à l'aide d'un programme, dans des conditions d'écoulement turbulent.