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。     

胶凝酸反应动力学试验研究

胶凝酸是目前酸化压裂技术中广泛应用的一种酸液体系,具有良好的缓速、降滤失、造缝、携砂与减阻性能,并能减轻二次伤害,在低渗透油气藏改造中,可有效提高酸的穿透距离和酸蚀裂缝的导流能力.介绍了胶凝酸反应动力学的试验方法及基本原理,开展了普通酸和胶凝酸与灰岩的反应动力学试验,得出不同条件下的酸岩反应动力学参数及反应动力学方程.从试验结果可以看出,在相同温度和酸液浓度条件下,普通酸的反应速度大于胶凝酸反应速度,普通酸的反应速度为胶凝酸的2～3倍;温度对酸岩反应速度的影响较大,在相同酸液浓度下,温度升高,酸岩反应速度增加,其中普通酸反应速度增加明显,胶凝酸增加缓慢.     

胶凝酸反应动力学试验研究

介绍了胶凝酸反应动力学的试验方法及基本原理,进行了普通酸和胶凝酸与灰岩的反应动力学试验,得到不同条件下的酸岩反应动力学参数及反应动力学方程,对优化碳酸盐岩油藏酸压设计有一定的指导作用。     

考虑幂律特性的胶凝酸酸岩反应动力学研究

讨论了考虑幂律特性的胶凝酸与灰岩的酸岩反应动力学规律,并在8MPa条件下利用旋转圆盘仪测试了胶凝酸反应动力学相关参数。研究表明,在30、50、70℃条件下的酸岩反应动力学方程分别为J=3.9582×10-6 C0.2364,J=5.9088×10-6 C0.2621,J=7.5509×10-6 C0.3258,反应活化能为14.009kJ/mol。稠化剂质量浓度为2、4、6、8g/L时胶凝酸的H+有效传质系数分别为6.2756×10-7、6.1732×10-7、5.8692×10-7、5.7815×10-7cm2/s。试验条件下,稠化剂质量浓度对传质速率的影响较小。研究结果可用于指导酸压设计施工。     

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。     

变粘酸酸岩反应动力学研究

随着压裂酸化技术的不断进步,越来越多的表面活性剂进入了研究范围。两性表面活性剂用于酸化原液,在地层中具有变粘转向的能力,所以又称为变粘酸、转向酸。变粘酸流变学特征已得到充分的研究,但与碳酸岩的反应动力学的特性研究还很少,通过动态试验模拟现场酸化压裂环境,研究碳酸、盐酸与变粘酸的反应动力学特性。     

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。     

两种缓速酸与叙利亚Shiranish储层灰岩的反应动力学研究

酸岩反应动力学表征酸岩反应特征、反映H+传质快慢和酸液有效作用距离.室内利用旋转岩盘装置进行胶凝酸和地面交联酸与叙利亚灰岩在95℃和130℃的反应动力学实验,建立了两种酸液与叙利亚灰岩反应的动力学方程.结果显示胶凝酸在95℃和130℃的反应速率常数分别为7.3600×10-6(mol/L)-0.6094/(cm2·s)...     

碳酸盐岩油藏用新型乳化酸酸岩反应研究

塔河油田碳酸盐岩油藏温度为125～128℃,由于乳化剂性能不稳定,常用的乳化酸在此条件下失效.选用二乙醇胺、马来酸酐、环氧丙烷为原材料合成了1种新型的乳化剂.将该乳化剂配制成乳化酸后进行酸岩反应动力学实验以评价酸液性能.实验结果表明:120℃下的反应动力学方程为J=1.069×10-6·C1.119;变温下的反应动力学方程为J=2.1×10-4exp(-9805.6/RT)·C1.119;120℃下氢离子的传质系数为7.1×10-6 cm2/s;氢离子传质系数与温度的关系为De=2.25E-11T2-1.1E-8T+1.56E-6.自制的乳化酸的缓速性能良好,能满足塔河油田油田酸化压裂施工的要求.     

伊拉克油田岩心酸化反应动力学参数研究

针对伊拉克X油田开发过程中面临的开采难度大等问题,室内通过旋转岩盘实验仪,分别测定了盐酸与伊拉克X油田碳酸盐岩储层岩心在90℃、120℃和140℃下反应的速度常数、反应级数以及H+有效传质系数等,通过以上酸岩反应动力学参数,建立了不同温度下酸岩反应动力学方程,同时确定了盐酸与该储层岩心反应的反应活化能,为该油田碳酸盐岩储层酸压优化设计提供可靠依据。     

四川盆地震旦系储层改造液体选择技术研究

四川盆地高石梯~磨溪构造带震旦系储层具有温度高、埋藏深、储层缝洞发育、非均质性强等特征,针对性的酸液体系及配方选择是获得此类储层增产改造的关键因素之一。结合震旦系储层特征,分析了储层改造技术难点,开展了针对性的酸液性能评价试验研究,结果表明:(1)胶凝酸、转向酸具有良好的控滤失性能,滤失系数为10~(-4)~10~(-5)级;(2)胶凝酸、交联酸具有较低的摩阻,平均摩阻系数分别为0.377 7和0.366 4;(3)胶凝酸、交联酸具有较低的酸岩反应速率,平均酸岩反应速率为10~(-5)级;(4)转向酸可对40倍渗透率岩心实现转向,变黏黏度可达70 mPa·s;(5)可降解纤维在150℃下,2.5h可完全降解。试验表明,注入压力提高了3.2 MPa。探索形成了4类储层特征下针对性的酸液体系优选原则,优选的酸液体系在震旦系储层得到了大量的应用。     

酸岩反应速率影响因素的多元线性回归分析研究

利用多元线性回归分析法,以某油田灰岩岩芯的酸岩反应动力学实验数据为基础,建立并求取了酸岩反应速率与其影响因素间的多元线性回归模型,并对方程进行了验证评价,通过求取各因素的标准化回归系数来评价影响酸岩反应速率的4个主要影响因素:酸液浓度、地层温度、酸液粘度和圆盘转速,结果表明,它们对酸岩反应速率影响程度的大小顺序依次为:粘度>转速>温度>浓度,为灰岩的酸压施工提供了参考依据。     

一种砂岩缓速酸酸岩反应模型的建立

砂岩酸压增产改造工艺技术在复杂岩性、低渗透、特低渗透、非常规及特殊油气藏的勘探开发中,得到了越来越广泛的应用。砂岩储层酸压的关键在于形成较高导流能力的酸蚀裂缝,为了有效改造储层和减轻二次伤害,常采用缓速酸液体系进行砂岩酸压。为了完善砂岩缓速酸的酸压理论,科学指导砂岩酸压设计和现场施工,基于酸液缓速机理和酸岩反应机理,建立了砂岩缓速酸酸压中裂缝内和滤失区的酸液浓度分布和矿物浓度分布模型,并用于计算酸蚀裂缝导流能力、酸液滤失区孔隙度和渗透率的改善程度。实例模拟结果表明：缓速酸酸压可保证酸蚀裂缝和滤失区具有较高的HF浓度,有利于增加酸液有效作用距离和改善基岩孔隙度和渗透率,但过高的HF浓度则会产生硅胶沉淀,对储层造成二次伤害,从而降低酸压效果;单一氟硼酸和氢氟酸的复合缓速酸液体系产生的导流能力随裂缝长度的增加呈现出先增加后降低的趋势,因而应考虑采用多种酸液多级交替注入酸压。     

碳酸盐岩酸蚀裂缝表面形态特征的实验研究

酸压是碳酸盐岩储层改造的常规手段,酸液对岩石的非均质刻蚀使得裂缝表面呈现独特的形态特征,目前针对酸蚀前后裂缝表面形态特征的研究还不够深入。因此,通过室内实验借助3D扫描技术获得真实酸蚀裂缝表面几何形态数据,引入新的表征参数h_n和ε_h,定量描述了裂缝表面的起伏程度,对比了酸蚀前后裂缝表面形态的变化。结果表明：酸蚀反应掉水力裂缝的槽点;沿酸液流动方向形成明显的沟槽,凸起部分变缓,曲折比减小,总体起伏程度增大;垂直酸液流动方向上形成了连续的上下波动,曲折比和起伏程度均增大。     

四川盆地乐山-龙女寺古隆起震旦系天然气成藏史

应用天然气生成和同位素分馏的化学动力学方法对四川盆地乐山-龙女寺古隆起震旦系天然气成藏史进行研究。结果表明：①高石梯-磨溪含气构造为继承性隆起,有利于天然气的高效聚集,震旦系灯影组主要聚集191 Ma以来所生天然气,早期所生天然气未运聚成藏或散失,成藏参与率约为79%;②资阳构造圈闭受燕山期构造运动影响逐渐演化成威远构造的斜坡,构造运动调整过程中剩余未裂解原油运移至新的构造高部位——威远构造继续裂解,资阳和威远气田分别聚集构造调整前后（106～104 Ma）所生天然气;③威远气田构造圈闭由于形成较晚,捕捉到的原油裂解气有限,成藏参与率约为51%,低于高石梯-磨溪地区;④资阳-威远地区构造反转过程中资阳古隆起中天然气会大量散失,尽管高石梯-磨溪地区天然气生成结束的时间早于资阳-威远地区90 Ma,不利于保存,但其气藏充满度却高于资阳-威远地区。     

动静态资料在四川盆地磨溪—高石梯地区震旦系碳酸盐岩储层类型识别中的应用

在四川盆地安岳特大型气田磨溪-高石梯地区用静态资料建立的储集层划分标准基础上,应用单井动态资料对储集层的划分再细化,提出了定性、定量划分标准,建立不同类型储集层的动静态响应特征。研究认为:研究区储集层以缝洞型和孔洞型为主;钻遇缝洞型储层钻杆放空较多,钻井液漏失量大,酸化施工泵压较低且下降速度快,测试产量较高,主要分布在高石梯区块;孔洞型储层钻井液漏失量相对较少,酸化施工泵压较高,测试产量小于缝洞型储层,主要分布在磨溪区块。根据气井动态特征,缝洞型和孔洞型储层可再分别划分为两小类,划分参考了产气量、稳产能力、单位压降采气量,油压月递减等生产动态特征和试井解释双对数曲线。新建立的储层识别方法交叉验证了储层动静态响应,为不同类型储层开发技术对策的制订提供了实用性较强的技术参考。     

聚合物凝胶在油藏条件下的长期稳定性研究

为了确定凝胶体系在油藏条件下调剖的适用性,对影响凝胶长期稳定性的重要因素——脱水行为进行了系统研究.研究结果表明,黄原胶-铬凝胶体系的脱水呈一级反应动力学规律,反应速率常数随交联剂浓度的增加而增大,并随温度的升高而增大.由阿累尼乌斯(Arrhenius)关系式计算得到,黄原胶-铬凝胶体系的反应活化能为144.2kJ/mol.凝胶的脱水行为基本上不受矿化度的影响.提出了评价凝胶脱水程度的方法,即通过脱水反应活化能预测某一温度条件下凝胶的脱水程度.凝胶在一定条件下发生脱水是其固有的性质,轻微的脱水并不影响凝胶在孔隙介质中的作用.给出了脱水程度为原体积的50%、20%和10%时凝胶有效期的预测结果.     

四川盆地震旦系灯影组储层改造实验与应用

为了提升四川盆地震旦系灯影组储层的改造效果,研究了高温下不同酸液的酸岩反应速率、高闭合压力下不同酸液及不同注入方式下酸蚀裂缝导流能力保持率、酸液穿透实验最低穿透时间、酸蚀裂缝形态特征数值化特征表述及暂堵球转向暂堵效果。在此基础上,提出了适合灯影组储层改造的主体酸液类型,以及适合不同储层类型的主体改造工艺,优化了施工参数。现场试验18口井,平均单井获得井口测试天然气产量45.482×10~4m~3/d。结论认为:①酸岩反应速率影响因素大小为酸液类型温度转速酸液浓度同离子效应,灯影组储层酸化要考虑酸液类型、转速(施工排量)的优化及工艺上降温措施;②采用自生酸+胶凝酸+转向酸注入顺序不但能实现深穿透,而且能同时获得较高的导流能力;③孔洞型储层采用高温胶凝酸改造,非均质性强的储层采用高温转向酸实现均匀改造,岩性致密、裂缝及孔洞均不发育的储层宜采用自生酸与主体酸交替注入造长缝改造;④除了少数裂缝发育储层外,主体工艺应以深度酸压为主;⑤解堵酸化施工排量应不低于3.5 m~3/min;⑥可溶解暂堵球转向酸化工艺技术能够调整酸液在各酸化层的注入量,以实现对非均质储层的均匀改造。