酸在裂缝中流动有效作用距离的计算

酸在裂缝中流动的有效作用距离,是预测酸压增产效果和进行酸压设计的重要参数。本文应用数学物理模拟方法进行研究。采用平均滤失速度为常值的流动反应模式,建立了描述酸液沿裂缝流动时的对流扩散偏微分方程;并用有限差分法求解该方程,给出计算机数值解和确定灰岩酸液有效作用距离的实用图板。本文还通过预先在酸液中高压加入CaCO_3的方法,模拟酸压时酸液与岩石反应(下称酸岩反应)的同离子效应,作出有效传质系数和酸浓度的关系曲线De=f(C),使所计算的酸液有效作用距离更符合实际。在处理试验数据时,本文采用抛物线流的数值解,代替了文献〔1〕使用的柱塞流的解析解,因此,计算出的De值更准确。     

酸在裂缝中流动有效作用距离的计算

酸在裂缝中流动酸液的有效作用距离(L有效),是预测酸压增产效果和科学地进行酸压设计的重要参数。 本文采用数学物理模拟的方法,研究定常情况下酸在裂缝中流动时的有效作用距离。 采用平均滤失速度为常值的流动反应模式(图1),建立描述酸沿裂缝流动时浓度分布的数学规律,即对流扩散偏微分方程(1);我们采用有限差分法求解方程(1),给出电算数值解和确定灰岩酸液有效作用距离的实用图版。 我们采用预先在酸液中高压加入CaCO_3的办法,模拟酸压时酸岩反应的同离子效应,作出有效传质系数和酸浓度的关系曲线D_e=f(c),使所计算的酸液有效作用距离更符合实际。 本文在处理试验数据时,采用抛物线流的数值解,代替了文献[1]使用的柱塞流的解析解。因此,计算出的D_e值更准确。     

压裂酸化时活性酸有效穿透距离计算图版

一九七七年以来,我们与西南石油学院开发研究室协作,对川南阳三²A层灰岩(露头)进行了系统的流动模拟试验研究,在成果报告中给出了不同条件下确定活性酸有效穿透距离的重要参数-氢离子有效传质系数De与流动雷诺数Re的关系图版和一套有效穿透距离计算方法。     

压裂酸化施工时,氢离子有效传质系数变化规律的试验研究

裂缝中流动酸液的有效穿透距离,是压裂酸化施工设计和预测增产效果的一个重要参数。迄今为止,国内外的研究者,在解决这一问题时,均未考虑酸—岩流动反应过程中,酸浓度下降和反应产物浓度升高对氢离子传质速度的影响。我们的研究发现,同离子效应对氢离子有效传质系数的影响较大,是一个不可忽视的重要影响因素。 本文在系统试验研究的基础上,给出不同浓度的盐酸和四川二迭系阳新灰岩反应时,氢离子有效传质系数与余酸浓度的关系曲线,用数理统计的方法,给出了无因次氢离子传质系数与无因次余酸浓度及流动雷诺数函数关系的经验方程。将此经验方程代入并求解变系数的对流扩散偏微分方程,即可获得考虑酸浓度变化和同离子效应时的酸液有效穿透距离的计算方法。也可用分段迭加计算法来近似计算这一距离。     

压裂酸化时氢离子有效传质系数变化规律的试验研究

本文在系统试验研究的基础上,给出不同浓度盐酸与四川二迭系阳新灰岩反应时氢离子有效传质系数与余酸浓度的关系曲线。用数理统计方法给出了无因次氢离子传质系数与无因次余酸浓度及流动雷诺数函数关系的经验方程。将此经验方程代入,并求解变系数的对流扩散偏微分方程,即可获得考虑酸浓度变化和同离子效应时的酸液有效穿透距离的计算方法。也可用分段迭加计算法来近似计算这一距离。     

旋转岩盘试验仪的研制和应用

旋转岩盘试验仪(以下简称旋仪)是石油工业研究高温高压旋转运动条件下酸液与油气层岩石反应的一种重要仪器,也是化学工业研究液、固相动力溶蚀反应的一种重要装置。本仪器采用电子设备自控和记录温度,用高压氮气保持恒压,通过变速箱及变压器,实现有挡无级调速,用光电数字显示仪直读转数。试验证明,该仪器性能可靠,精度能满足科学试验要求。它的研制及投入试验,为酸化机理研究提供了一种新的科研试验手段。     

酸-岩反应的旋转模拟试验

酸液和碳酸盐岩反应的旋转模拟试验(亦称反应动力试验),是研究酸岩两相反应机理的一种重要方法。本文介绍应用旋转岩盘试验仪进行的盐酸-石灰岩反应体系的旋转模拟试验研究的初步成果,探讨了反应速度变化的规律及其影响因素。