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。     

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。     

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。     

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。     

川东地区超深超高温储层高温胶凝酸酸岩反应动力学室内研究与实践

酸岩反应动力学参数是分析酸岩反应特征、评价酸液体系及酸压设计的关键基础参数,为正确分析酸岩反应速率规律、指导酸压施工设计提供基础。通过开展用于四川盆地川东下古生界-震旦系的180℃高温胶凝酸酸岩反应动力学实验,建立了酸岩反应动力学方程,得到了180℃、500 r/min、7 MPa条件下,酸岩反应级数m=0.696 9,反应速度常数K=1.09×10~(-4)(mol·L)~(-m)·mol/(cm~2·s),反应速度方程为J=1.09×10~(-4)C~(0.696 9);其活化能Ea=23 706 J/mol,酸岩反应动力学方程为J=0.070 5e~(-23 706/RT)C~(0.696 9);并明确了胶凝酸的温度、酸液浓度对反应速度的影响程度。     

胶凝酸体系的性能研究及应用

通过对胶凝酸体系的添加剂浓度进行优化,优选出适合于大安寨大一亚段灰岩储层改造的高黏、缓速、防腐胶凝酸体系。考察了胶凝酸体系的耐温抗剪切性、缓蚀性、流变性及缓速性。结果表明,研制的胶凝酸体系具有良好的耐温抗剪切性能,70℃,170 s-1条件下剪切2 h,黏度大于20 mPa·s;具有良好的防腐性,70℃,8 MPa条件下,对BG80钢片的腐蚀速率仅为1.78g/(m2·h);具有明显的缓速效果,70℃下反应60 min,缓速率高达70.10%。在涪陵区块大安寨涪页HF-1井应用结果表明,该胶凝酸体系适用于此区块及类似储层的酸压改造。     

高温碳酸盐岩酸化用胶凝酸体系研究

深井、超深井日益增多,常规的酸液体系缓速能力有限,不能形成较长且具有一定支撑能力的酸蚀裂缝,而伴随油田开发技术的深入,对酸液体系的性能也提出了更高的要求。通过自主合成具有增黏、耐温、抗盐等性能良好的胶凝酸分子,并合理筛选与其配伍的缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂,研制出高温碳酸盐岩酸化用胶凝酸体系,体系配方为:20%HCl+0.6%胶凝剂+4%BZGCY-S-HS缓蚀剂+2%BZGCY-S-03助排剂+2%BZGCY-S-04铁离子稳定剂(配方中百分数为质量分数,下同)。该体系达到了高温碳酸盐岩储层的酸压施工要求。     

环烷酸铝／煤油体系胶凝动力学的研究

本工作研究了环烷酸铝/煤油体系的胶凝动力学。胶体网络的形成,前期为二维生长,后期发展到三维聚集。成胶过程的动力学数据可用自动催化反应的动力学模型来处理。在无水的情况下凝胶相当稳定,具热可逆性;加水后凝胶网络遭到破坏,体系粘度明显下降。该体系的上述热力学和动力学特性正符合作为油基压裂液使用的要求。     

KF—1型胶凝酸的配制及实验室研究

采用逆向乳液聚合新工艺研制了一种酸液胶凝剂ＫＦ－１。用ＫＦ－１配制了ＫＦ－１型胶酸,按能源部部颁标准中关于试验方法及指标的标准有其溶解分散性、流变性、缓速性以及缓蚀性进行了初步的实验室评价。结果表明,这种胶凝酸的综合性能均符合部颁标准要求,是一种新型的深度酸化工作液。     

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。     

高钙质致密油酸岩反应动力学参数试验研究

准噶尔盆地二叠系芦草沟组致密油储层主要为白云岩与碎屑岩过渡的云质岩沉积,目前,主要采用直井分层压裂、水平井分段压裂等进行开发生产,也尝试过酸化/酸压改造。采用旋转岩盘试验仪系统测试了常规盐酸体系、胶凝酸体系和转向酸体系与吉251井岩心的反应速度常数、频率因子、活化能、反应级数和H+有效传质系数等反应动力学参数,建立了反应动力学方程,可为酸压优化设计提供可靠的依据。与典型石灰岩、白云岩、复杂岩性油气藏的反应动力学方程对比表明,该储层的酸岩反应为传质-表面反应共同控制。     

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。     

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。     

酸化用酸液胶凝剂LY-1的性能

采用水溶液聚合的方法合成了酸化用酸液胶凝剂LY-1,并对其性能进行了评价。结果表明,LY-1具有良好的酸溶性、稳定性、抗盐性和缓速性。其在酸液中的溶解时间为75min;当胶凝剂在酸液中的质量分数大于1.5%时,胶凝酸黏度大于40.0mPa·s;随着温度升高,胶凝酸黏度降低,但在90℃时仍可达到30.2mPa·s;经过120min的剪切后,胶凝酸黏度仅下降4.0mPa·s;添加胶凝剂的体系持续反应80min后,残酸质量分数仍大于11%。     

多氢酸酸化反应特征及动力学

利用自制多氢酸液XS-1进行静态岩粉溶蚀与岩心流动实验,通过SEM、ICP等实验考察了多氢酸的缓速性与预防二次沉淀性能,并研究了多氢酸与岩心反应动力学特性。结果表明,XS-1多氢酸液具有良好的缓速与预防二次沉淀性能,反应后残酸的极限浓度为0.296 1 mol/L,酸液有效作用时间为6~7 h。在该多氢酸体系下岩心渗透率提高至4.15倍,在此条件下以酸岩反应动力学参数模型建立动力学方程,反应速率比同条件下普通酸液小,进一步证明多氢酸具有一定的缓速性。     

甲基铝氧烷的合成工艺及反应动力学

介绍了硫酸铝结晶水法合成甲基铝氧烷（MAO）的反应过程,考察了MAO合成过程中反应参数、产物的组成和性能的变化情况,以及在茂金属化合物存在下,MAO助催化乙烯聚合的活性随反应过程的变化关系,并研究了三甲基铝（TMA）水解过程的动力学。结果表明：TMA水解合成MAO的反应是一个非常复杂的连串反应过程,TMA中甲基的水解反应为零级反应,反应的活化能为34470J／mol,反应的动力学速率方程为co-ct=5870exp（-34470／RT）t;反应过程中MAO分子链增长的控制是影响MAO产物组成和产品性能的重要环节。