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)...     

地面交联冻胶酸体系

地面交联冻胶酸FRK-C150通过新型稠化剂、酸液交联剂和激活剂,实现常温条件下酸液的交联,并且在一定温度条件下交联程度不断增强,因而在沿着井筒管柱注入的过程中,酸液不断地被加温,40～80 ℃交联程度又不断增强,从而具有延迟交联的特性及较低的注入摩阻.该体系热稳定及剪切流变特性良好,缓速性能明显,降滤特性和配伍性能优越.     

地面交联酸酸蚀裂缝导流能力研究

酸蚀裂缝导流能力是影响酸压效果和评价酸液性能的重要指标。根据API行业标准,利用酸蚀裂缝导流装置室内开展了地面交联酸及其闭合酸化后裂缝导流能力的测试。结果表明,闭合压力40 MPa时地面交联酸的酸蚀裂缝导流能力为150 μm2·cm,55 MPa时依然在80 μm2·cm以上;地面交联酸酸压后经过闭合酸化,40 MPa下酸蚀裂缝导流能力为269 μm2·cm,较未闭合酸化前提高了1.7倍;酸岩反应后的溶蚀形态好,沟槽明显,深度多在0.5~4.5 mm,可承载高闭合压力和提高长期导流能力;同时,其导流能力值远高于5级普通酸和5级稠化酸,显示出更为优良的液体性能。     

地面交联酸携砂压裂工艺技术开发及其发展方向

常规加砂压裂存在着一定程度的技术局限性,难以满足复杂油气藏储层改造的需求。近几年来,我国地面交联酸开发研究获得进展,开发出几种交联酸体系,其中有两种已经进行了现场试验,取得了初步成功。为此,文章介绍了地面交联酸的特性,分析了在泥质砂岩和火山岩储层油藏使用地面交联酸携砂压裂先导试验实例。作者认为这两个实际例子显示出了地面交联酸携砂压裂工艺技术的先进性和实用性,适应了复杂油气藏储层改造的地质需求。     

现场用两种地面交联酸性能的室内评价

室内评价了两种地面交联酸在不同交联比、120℃和170 s^-1的耐温耐剪切性,常温和90℃时的携砂性以及90℃下的破胶特性。配方一基酸由20% HCl+0.8%~1.2%稠化剂DMJ-130A+2.5%缓蚀剂DJ-04+0.5%助排剂DJ-02+1.2%铁离子稳定剂DJ-07+0.5%破乳剂DJ-10组成,交联剂为有机金属化合物DMJ-130B;配方二基酸由20% HCl+0.6%~1.0%高分子聚合物FA-214+2.5% DJ-04+0.5% DJ-02+1.2% DJ-07+0.5% DJ-10组成,交联剂为有机金属化合物AC-14。配方一在交联比为100:0.8时的黏度基本在100~250 mPa×s之间,剪切50 min后大于200 mPa×s;交联比为100:1.0时,黏度基本在80~170 mPa×s之间,剪切37 min后的黏度约100 mPa×s。配方二在交联比为100:1.0时,剪切20 min后的黏度为40~57 mPa×s;在交联比为100:1.3时的初期黏度变化较大,剪切15 min后,从600 mPa×s急剧下降并维持在60 mPa×s左右。陶粒在两种地面交联酸和常规瓜尔胶交联液中的沉降速率接近,为2.4×10^-3~3.8×10^-3 mm/s。两种地面交联酸与碳酸盐岩岩心在90℃反应4 h后,地面交联酸均可完全破胶,配方二稍快一些。配方一较配方二具有更好的携砂能力和减缓H+传递、增大活性酸有效穿透距离及裂缝扫油面积的性能。     

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。     

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。     

二连盆地赛51井石灰岩储层深度酸压技术研究

赛51井储层改造存在如下问题:①物性差基质基本不含油;②杨氏模量高,应力遮挡差;③储层温度低,破胶困难;④原油凝固点高,胶质和沥青质含量高,易结蜡;⑤酸液浓度高,对缓蚀要求高,需要采用深度酸压技术形成长缝等。在储层评价研究基础上,针对以上问题研究制定技术对策,应用地面交联酸体系施工获得成功。该井的施工成功开辟了二连盆地古生界灰岩潜山找油新领域,实现了我国东部地区石炭系灰岩潜山勘探的首次重要突破。     

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。     

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.     

VES自转向酸反应动力学研究

VES自转向酸分流酸化技术是近年来发展的实现大井段、多层系储层改造新方法。酸岩反应动力学参数对预测酸液变粘时间以及变粘位置有着至关重要的影响。本试验在90℃、8fMPa的实验条件下,利用旋转圆盘仪来测定VES自转向酸体系酸岩反应动力学的相关参数。研究表明：在不同酸液浓度下反应速率方程中反应级数m=0．7079,反应速率常数k=5．8439×10-6（mol／L）-m·mol／s·cm2。对不同浓度酸液体系的系统传质速率研究表明,在三种不同酸液浓度下系统传质速率分别为：1．0475×10-5mol／cm2·S、8．6567×10-4mol／cm2·S和5．3371×10-6mol／cm2S,从实验数据看,在高温下VES自转向酸体系反应速率较快,体系pH值上升快,酸液进入储层后迅速建立起粘性堵塞,达到转向分流的目的。     

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。     

L-乳酸熔融缩聚变容反应动力学

以对甲苯磺酸为催化剂,在150~180℃、绝对压力小于100Pa的条件下,进行L-乳酸熔融缩聚反应动力学实验。由反应机理建立了L-乳酸熔融缩聚变容反应动力学模型。采用微分法对实验数据进行处理,采用积分法对变容反应动力学模型进行辨识和检验,确定L-乳酸熔融缩聚反应属二级反应,活化能为35.17kJ/mol,指数前因子为3.865×103L/(mol.h)。用MathCAD软件对不同温度控制条件下L-乳酸熔融缩聚反应的过程进行了模拟计算,提出适宜采用程序升温的控制方案。     

泡沫酸与石英反应动力学及缓速效果研究

介绍了泡沫酸与石英反应动力学的基本原理及试验方法,进行了泡沫酸与石英的反应动力学试验,得到了在20℃、泡沫质量为85％时,泡沫酸与石英的反应动力学方程,并提出了一种20℃时计算泡沫酸与石英反应速度的新方法。研究了泡沫酸的缓速效果,发现H＋可以加快HF与石英的反应,对泡沫酸的缓速效果影响不明显。泡沫酸的缓速效果主要是因为泡沫酸较高,的表观粘度及H＋传质过程中路径的复杂化。对于砂岩油藏的酸化设计具有一定的指导作用。     

合成双酚A树脂的催化反应动力学

采用经巯基乙胺改性的大孔磺酸型离子交换树脂作催化剂，在６０—８０℃，原料酚／酮（ｍｏｌ比）为４１—１２１的范围内研究了由苯酚与丙酮合成双酚Ａ的催化反应动力学。在分析树脂催化反应机理的基础上，建立并关联出一个包括微量副产物吸附项的四参数Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ型速率方程，该式计算值与试验值吻合良好     

新型交联酸与白云岩反应动力学行为研究

基于酸与白云岩在温度控制下的反应动力 学模式,结合开发的新型交联酸体系展开了相关室内研究。介绍了酸与白云岩反应动力学行为测试原理及方法,测试了交联酸与现场白云岩反应动力学行为,得到了不同条件下的交联酸反应动力学参数及反应动力学方程,并在相同试验条件下对比了现场普通酸和稠化酸与白云岩的反应动力学特征。交联酸低反应速率、低有效传质系数的反应动力学行为将有利于降低酸液滤失,达到深部酸压改造的目的。     

氨基磺酸催化合成环己酮缩乙二醇及其动力学

以氨基磺酸为催化剂 ,环己烷为带水剂 ,以环己酮和乙二醇为原料直接合成环己酮缩乙二醇 ,并研究了其优化反应条件。该催化反应的速率方程 -dcA/dt =kAcAcB,反应活化能Ea=6 0 .6 5 6kJ/mol,反应速率常数kA=6 .44×10 6 exp (-72 5 9.6 /T) (L·mol- 1 ·min- 1 )。     

苯酚与叔丁醇烷基化固体酸催化反应动力学

在N₂气流中对分子筛固体酸催化剂分别进行不同温度的热处理,然后在确定条件下进行不同质量空速的苯酚与叔丁醇烷基化反应。结果表明,由于存在外扩散阻力影响,苯酚转化率随着质量空速增大先升高后减小。反应动力学方程推导确定了考虑外扩散影响的苯酚叔丁基化反应动力学模型方程,通过参数估值确定了模型参数,模型统计检验结果显示,所建模型具有较高的模拟计算精度。比较不同温度热处理催化剂催化苯酚烷基化反应宏观反应速率常数可知,100℃处理的催化剂的催化活性较高。模型预测结果表明,外扩散有效因子随着流体空塔流速增大先快速增大,然后逐渐趋于1,当流体空塔流速达到0.53 m/h时,已经消除了外扩散阻力的影响。     

固体酸催化剂催化重整芳烃脱烯烃的反应动力学

采用固定床反应装置进行重整芳烃脱烯烃反应实验,结合外扩散传质过程与芳烃脱烯烃反应过程,建立了重整芳烃脱烯烃的反应动力学模型。利用反应实验数据和流体密度计算数据进行模型参数估值,确定了外扩散传质速率常数模型参数和烯烃反应速率常数,建立了较高模拟计算精度的脱烯烃反应动力学模型。模型预测结果表明,随着流体空塔流速提高,外扩散有效因子先增大然后趋于1,烯烃转化率呈先增大后趋于不变;当流体空塔流速超过某一数值时,已经消除外扩散阻力对脱烯烃反应的影响,而且反应温度越高,消除外扩散影响所需的流体空塔流速越大;在反应温度240℃下,消除外扩散阻力影响的流体空塔流速为15cm/h。     

脂肪酸酯催化加氢制醇的反应动力学研究

指出相同脂肪酸的各种不同醇酯催化加氢难易程度及该系列反应速度常数具有极小值。发现脂肪酸的碳链越长,其脂肪酸甲酯加氢反应速度越快。发现了高碳酯及脂肪醛等副产物,研究了影响副反应的各种因素。借助微机数据处理,描述了脂肪酸甲酯加氢动力学方程。