高温致密碳酸盐岩与胶凝酸酸岩反应速率测试方法研究

碳酸盐岩酸岩反应速率的测量方法包括：酸碱中和滴定法测定酸液消耗量、失重法测定岩石矿物的消耗量和Ca²⁺、Mg²⁺浓度变化（AAS法或ICP法）测定反应产物生成量,目前测试方法大多只采用了其中的一种,对各方法的适用性和可靠性鲜有对比研究。文章采用旋转圆盘实验测试等装置,对比了3种测试方法在高温条件
下胶凝酸与致密碳酸盐岩的酸岩反应速率结果。结果表明,失重法和AAS法可准确揭示致密碳酸盐岩与胶凝酸在高温条件下的酸岩反应规律;受高温取样酸液挥发和实验测试误差双重影响!酸碱中和滴定法未能揭示这一规律,且测量结果明显偏大;受酸液挥发影响,AAS法测量结果略小于失重法。失重法是测量高温条件下致密碳酸盐岩与胶凝酸反应速率相对可靠的方法。文章可为高温条件下致密碳酸盐岩酸岩反应速率测试方法的合理选取提供参考,确保酸岩反应速率测试结果的可靠,指导酸压方案设计。     

塔里木盆地塔中碳酸盐岩储层酸岩反应动力学实验研究

阐述了灰岩与HCl之间的反应原理及各动力学参数的表达式,用旋转岩盘腐蚀测定仪．系统地测定了中1井20％胶凝酸的酸岩反应动力学方程,求取了反应活化能、酸岩反应速度常数、H^＋有效传质系数等酸岩反应动力学参数,可以为酸压优化设计提供可靠的依据。     

碳酸盐岩自转向酸酸岩反应动力学实验研究

酸岩反应动力学参数为正确分析酸岩反应速率规律、指导基质酸化/酸压施工设计提供了基础。利用旋转岩盘实验仪进行碳酸盐岩自转向酸酸岩反应动力学参数的测定,建立了酸岩反应动力学方程,并分析其影响因素。结果表明,自转向酸具有较低的反应速率及传质速率,其在80℃、500r/min、7.5MPa条件下,酸岩反应级数m=1.144,反应速率常数K=4.34×10-(7mol·L)-m·mol(/cm2·s),反应速率方程为J=4.34×10-7Ct1.144;其活化能Ea=34991J·mol-1,频率因子K0=6.53×10-2(mol·L)-m·mol(/cm2·s),酸岩反应动力学方程为J=6.53×10-2e-34991/RTC1.144;并通过转速～De及Re～De分析可知,影响H+有效传质系数的因素包括转速和酸液浓度。     

长庆油田高桥区块碳酸盐岩储层酸岩反应基础研究

测定了长庆油田高桥区块碳酸岩储层的酸岩反应动力学参数,并对反应机理及影响因素进行了研究。结果表明:反应速度常数K随着酸液黏度升高而降低,反应级数m也随着酸液黏度升高而降低;普通酸的反应活化能方程为J=8.6×10-5 EXP(-2122.01/RT)C1.0389,而稠化酸的为J=1.51×10-5EXP(-1201.59/RT)C0.7861;随着转速升高普通酸H+传质系数上升更快;对酸岩反应机理及影响因素研究发现,体积分数为20%的普通酸的反应速率是15%时2.1倍,而体积分数为20%稠化酸的反应速率是15%时的1.6倍;110℃条件下普通酸是稠化酸反应速率的2.5倍,普通酸110℃是70℃条件下的反应速率的3.8倍,稠化酸110℃是70℃下的反应速率的2.4倍;普通酸800r/min是100r/min下的反应速率的5.7倍,稠化酸800r/min是100r/min下的反应速率的5.2倍。     

碳酸盐岩油藏酸岩反应动力学实验研究

叙述了灰岩与盐酸之间的反应及各动力学参数的表达式。针对塔河灰岩油藏 (温度 12 0～ 130℃ )采用的大量前置液酸压裂作业 (裂缝平均温度 90℃ ) ,考察了实验条件的模拟 :使用不同浓度的乏酸模拟同离子效应 ;反应压力大于 7MPa ,以建立真实的固液相反应条件 ;反应温度为 30℃ ,6 0℃ ,90℃ ,12 0℃ ;通过岩盘转速控制酸液Re,以模拟酸液流态。实验仪器为经改进的美国TEMCO公司CRS 10型酸岩反应动力学实验仪 ;实验用油藏岩心孔隙度0 .1%～ 4 .8% ,渗透率 0 .1× 10 -3 ～ 2 5 2× 10 -3 μm2 ,含CaCO3 ～ 98% ;酸液为含 2 0 %HCl的配方凝胶酸 ;酸岩反应速率由岩盘失重数据计算。重点报道了一个岩心的酸岩反应动力学参数 :在 90℃ ,5 0 0r/min ,Re=12 .87条件下 ,由不同酸浓度下的反应速率J求得反应级数m =0 .4 86 3,反应速率常数K =7.82 0× 10 -6(mol/L) -m·(mol/cm2 ·s) ;在 90℃下随Re增大 ,J出现最大值而有效H+ 传质系数De 趋于下降 ;由 4个温度下 5 0 0r/min ,Re=12 .87条件下求得的J值求出反应活化能Ea=11.398kJ/mol,频率因子K0 =8.343× 10 -4。给出了 12井层岩心的酸岩反应动力学参数值范围。图 2表 3参 3。     

碳酸盐岩气藏清洁转向酸的研究

研究了以芥酸酰胺甜菜碱为主剂的清洁转向酸在不同条件下的酸岩反应速率。酸岩反应过程中,盐酸含量下降和Ca2+加量增加的共同作用使转向酸在较宽酸含量范围保持高达50 m Pa·s以上的黏度,从而降低酸岩反应速率,使酸液作用距离更长。     

塔中Ⅰ号气田碳酸盐岩储层酸岩反应动力学实验

塔中地区碳酸盐岩储层极其致密,酸化/酸压措施是该地区常用的增产措施,而酸岩反应动力学参数是酸化/酸压设计及分析酸岩反应速度规律的重要参数。首先阐述灰岩与HCl的反应原理及各动力学参数的求取方法,其次通过室内实验,用酸岩反应及腐蚀速率测定仪测定塔中Ⅰ号气田碳酸盐岩与20%胶凝酸反应的相关数据,经处理后求取酸岩反应速度常数、反应级数、反应活化能、H＋有效传质系数等酸岩反应动力学参数。这些参数真实可靠,为该地区酸化/酸压优化设计及酸岩反应规律分析提供了科学依据。     

碳酸盐岩酸液注入段塞组合方式及其协同效应

伊拉克S油田主力开发层系为中高孔、中低渗的孔隙-裂缝型碳酸盐岩油藏,酸化是该油田增产改造的主要技术手段。碳酸盐岩酸岩反应速度快,为实现深部处理,酸液体系均以缓速酸为主。该油田目前使用了多种缓速酸,为了进一步降本增效,需要探索各种缓速酸最佳的段塞组合方式及其协同效应。因此选用3种缓速酸（乳化酸,交联酸,螯合酸）,使用岩心流动仪和CT扫描仪,研究了单一缓速酸及其两两组合时的酸蚀蚓孔形态及变化规律,定义了一种碳酸盐岩酸液段塞组合选择方法,探索了不同酸液之间协同增效作用。实验结果表明：不同缓速酸段塞组合均具有一定的协同增效作用,主控因素为酸液类型,其中乳化酸和交联酸协同增效作用最强,协同效应达49.69%,可节省近一半的酸液用量,降本效果显著。实验结果可为酸液体系的选择及酸化工艺参数的优化提供理论依据。     

同离子效应对酸液有效作用距离的影响

在进行油气井酸化施工设计时,由于技术上的原因,均未考虑同离子效应对酸液有效作用距离(L_有效)的影响。我们的计算证明忽略同离子效应的影响会给L_有效的计算带来很大的误差。本文在考虑同离子效应的条件下,当V₁=常数时;用差分法求解对流扩散方程,编制了计算软件及L_有效计算图版。论证了图版的精度,介绍了图版的使用方法。并与不考虑同离子效应的L_有效计算图版进行对比,阐明了酸化压裂中考虑同离子效应的必要性。     

复杂非均质碳酸盐岩储层酸岩反应动力学特征及酸压对策研究

与国内外大型缝洞型碳酸盐岩储层不同,冀中坳陷廊固凹陷北部杨税务潜山具有储层埋藏深、温度高、低渗致密、储集空间复杂,非均质性强等特征,酸压改造成为提高单井产量的必备技术,但由于岩性和裂缝发育的不同,酸岩反应特征复杂,储层酸压改造设计针对性差。针对杨税务潜山峰峰组、上马家沟、下马家沟、亮甲山四套储层特征,开展酸岩反应主控因素研究,建立不同储层类型的酸岩反应动力学方程,根据酸岩反应实验与裂缝导流能力评价,提出四套储层的个性化酸液配方及改造对策,指导了区块13井次的高效改造,为亿吨级储量动用提供了技术保障,也为国内类似基质裂缝型碳酸盐岩的储层改造方案设计提供了技术借鉴。      

微观结构差异对碳酸盐岩酸蚀损伤的影响

为明确碳酸盐岩矿物成分、微观结构、分布形态等对酸岩反应速率、微观结构以及力学强度的影响,开展了酸岩反应速率实验、表面静态溶蚀实验以及点荷载力学强度实验.结果表明,在盐酸质量分数保持不变的条件下,灰岩与盐酸的反应速率与碳酸盐含量直接相关,碳酸盐含量越高,酸岩反应速率越快,反应越剧烈;由于灰岩裂隙区域基质与裂隙填充物矿物成...     

建南气田长兴组碳酸盐岩酸岩反应规律研究

建南气田长兴组碳酸盐岩储层由于前期对酸岩反应规律的认识严重不足,酸压改造效果并不理想。因此开展了旋转圆盘、岩心驱替、扫描电镜等相关实验,以揭示其酸岩反应规律。实验结果表明,岩石成分变化以及晶粒成熟度对酸岩反应速率影响显著,生屑灰岩与胶凝酸的反应速率约为生物灰岩的1.3倍,为灰质云岩的1.4倍,为普通灰岩的1.9倍,20%胶凝酸与4种岩心反应,表面均能形成非均匀刻蚀;溶孔云岩过酸后,由于压实、颗粒运移作用,易造成二次污染,渗透率降低;生物灰岩和生屑灰岩过酸时,胶凝酸更易与方解石充填物发生反应,且优先在晶间孔、晶间缝进行溶蚀,但形成的酸蚀蚓孔较少。针对不同类型储层,分别提出了前置液酸压、加砂酸压、小型酸化、自转向酸酸压等工艺技术     

高温碳酸盐岩自生酸酸液体系研究

以高温下反应能产生HCl的物质A和B以及水解产生羟基氯乙酸的氯乙酸盐Ⅰ为生酸母体,调配出了一种适合高温碳酸盐岩储层改造的自生酸,对其性能进行了研究。高温下,自生酸释放出的有效H^＋浓度达3．8mol／L以上,有效溶蚀率达72％以上,能对碳酸盐岩储层起到较强的溶蚀作用,且酸岩反应时间大于lh,能起到深部酸化的作用,对N80碳铜的动态腐蚀速率可控制在60g／m^2·h以内。岩芯流动实验和扫描电镜实验验证了自生酸在高温下对碳酸盐岩储层的改造能力,其改造效果明显优于其它酸。     

碳酸根和碳酸氢根离子对钻井液的污染及处理

阐述了碳酸根离子和碳酸氢根离子的测定方法和浓度计算。分析了碳酸根和碳酸氢根离子来源,分别考察了碳酸根和碳酸氢根离子对钻井液性能的影响。结果表明,很小含量的碳酸根和碳酸氢根离子就使钻井液粘度、切力和失水量大大增加。使用化学方法,配制氧化钙含量10％的悬浮液,使钙离子与碳酸根和碳酸氢根离子反应,生成碳酸钙沉淀将其去除。并对现场施工中应注意的问题提出指导性意见。     

碳酸盐岩发育区地震成像技术研究及应用效果

针对川东北地区碳酸盐岩高度发育,地层隆凹相间,各种波场交叉叠置,层间接触关系复杂,以及静校正问题、高陡构造及速度变化快等影响因素突出的特点,通过分析地表因素、有效波频率、静校正量及膏岩层效应对地震资料品质和成像的影响,研究和开发出三维折射波静校正以及构造建模层速度约束偏移成像等一系列处理技术,消除了众多因素对地震成像的影响,并在宣汉达县地区得到良好的应用效果,为普光特大气田的大规模开发奠定了基础。     

裂缝性碳酸盐岩微细观组构及力学性能研究

针对川西马鞍塘—雷口坡组碳酸盐岩地层多口井发生不同程度井壁坍塌和掉块的情况,开展了该地区碳酸盐岩被钻井液浸泡前后微细观组构及力学性能变化研究,分析了井壁失稳原因。结果表明：马鞍塘—雷口坡组碳酸盐岩主要以方解石和白云石为主,膨胀性能较弱;该地区碳酸盐岩微裂缝、孔洞十分发育,相对于基岩,渗透率沿裂缝发育方向有显著提高,但裂缝的存在和走向对孔隙度无明显影响;钻井液浸泡效应对碳酸盐岩的力学性能影响不是特别明显,裂缝走向及力学弱面效应对碳酸盐岩力学性能影响最为显著,当裂缝倾角为60°时力学强度降至最低。该研究为评价裂缝性碳酸盐岩井壁稳定性提供了理论依据。     

The Effect of Spent Acid on Carbonate Rock Wettability During a Matrix Acidizing Treatment

In carbonate formations, matrix acidizing works by forming conductive channels, called “wormholes,” through the formation rock. Wormholes penetrate beyond the near-wellbore region or extended from perforation. These processes create a stimulation region around the well with large wormholes that are high conductive and thus eliminate any effects of damaged permeability around the well. However, beyond the wormholes, there will be an extensive region of rock containing spent acid and acid reaction products, which are primarily calcium chloride and water. Spent acid solution beyond the stimulated region may interact physically and/or chemically with the reservoir fluids as well as with the minerals. The authors present an experimental study of the effect of spent acid on wettability alteration of carbonated rock. Spent acid was prepared from HCl 15%. Linear core flooding was conducted to inject spent acid through carbonate rock cores. The sessile drop technique was used to determine the original and altered wettability of the carbonate rock. The result before spent acid injection indicates that the contact angle of n-heptane droplet on polished rock surface surrounded by distilled water attained an average angle of 37°. This angle lies in the range of water-wet rock. After acid treatment average of attained contact angle was 56°, which indicates that the spent acid tends the carbonate rock toward the oil wet.     

利用测井资料计算碳酸盐岩三个地层压力

针对碳酸盐岩的三个地层压力预测相对较难问题,充分考虑到碳酸盐岩剖面的地层特性,提出了一套利用测井资料计算碳酸盐岩三个地层压力的方法,并讨论了模型中各个参数的测井求取方法。将该整套方法应用到川东地区LJZ构造LJ9井等多口井的测井资料精细解释处理中,计算出该井不同井深与不同层位的地层压力,并与实测地层压力对比,结果表明,该套方法从测井信息中提取碳酸盐岩地层压力是可靠的,且精度较高、实用性强,其结果能够用于碳酸盐岩地层三个地层压力剖面的建立和钻井液密度的设计。     

南方碳酸盐岩裸露区地震采集观测系统优化及应用

南方碳酸盐岩裸露区地表地下地震条件极为复杂,属于典型喀斯特地貌。该区地表岩性多为石灰岩、岩溶,裂缝发育、激发和接收条件复杂,导致不同地形地表条件下单炮品质差异大、整体资料信噪比低的难题,常规地震采集方法难以奏效。对该地区地震采集观测系统设计方法进行了一系列的探索和攻关,对比和分析了各种观测系统的优势和缺点,通过不断实践,探索出采用"宽线+弯线+高覆盖+长排列"观测系统,并在对观测系统进行充分论证的基础上利用高精度遥感数据对测线进行优化,这样既提高了单炮激发和接收效果,使整体地震资料品质有较大的改善,同时也在一定程度上降低了山地采集施工难度,具有很好的适用性,达到了在该地区进行观测系统优化的预期效果。     

一种高温就地自生酸酸液体系的性能评价

随勘探开发的不断深入,深层和超深层碳酸盐岩油气藏被发现并相继投入开发,逐渐形成的一系列非常规酸液体系面临着酸岩反应速度快、酸蚀作用距离短等难题。本文研发了一种在地层高温条件下缓慢反应生成盐酸的自生酸体系（高聚合度羰基化合物自生酸A剂和铵盐类自生酸B剂按质量比1:1配制而成）,并对其性能进行了评价。自生酸体系反应2 h时,90℃下可产生12.94%的盐酸含量,120℃以上可产生20%左右的盐酸含量,具有良好的生酸能力;自生酸体系的低温稳定性一般,但A、B单剂低温稳定性好,现场施工前建议分开配液、当天使用。耐温实验表明该自生酸体系适用于温度为90~150℃的储层。该自生酸体系酸蚀导流能力优良,酸岩反应速度比胶凝酸体系更缓慢,酸岩反应时间大于2 h,能起到深部酸化的作用,且反应后岩心凹凸不平,可进一步增加裂缝导流能力。