酸岩反应动力学方式与酸溶蚀行为关系的理论判别

酸岩反应动力学方式与酸溶蚀行为之间关系的理论判别，对更好地实施油井酸化增产技术有重要意义。本文在前文工作基础上通过酸液在多孔介质毛细管内的层流传质与反应问题的求解，提出了受对流传质、扩散传质以及表面反应控制的动力学相互转化的一套临界判据，可在一定程度上对酸岩反应动力学方式与酸溶蚀行为之间的关系作出理论判别。     

岩矿颗粒酸溶蚀反应分形模型初探

岩石矿物颗粒的酸溶蚀是油气井酸化增产技术中的重要问题。本文针对受扩散传质控制和表面反应控制时的酸岩反应情形,通过将当代数学新理论-分形几何学引入酸岩非均相反应系统,提出了酸岩二维反应分形模型,据此在一定程度上考察了岩矿颗粒表面复杂结构对酸溶蚀速率的相对影响。     

白云岩储层酸压过程中酸液的滤失控制

白云岩储集层酸压改造中的酸液滤失是影响施工效果的关键,常规室内测试结果不能反映入地酸液流体的真实滤失行为。从酸液滤失模式分析入手,结合酸与白云岩石反应动力学特征,探讨了白云岩储层的点蚀密集型、溶蚀孔洞型、溶蚀穿透型酸液滤失行为,认为储集层天然裂缝、白云岩自身物性特征、H+传质系数和反应速度的影响是主要控制酸液滤失的内在因素,并以此为依据提出了现场酸压控制酸液滤失的对策：对于天然裂缝较发育的白云岩储集层,实际酸液滤失程度不及石灰岩,但总体上建议采用黏滞性前置液诱发裂缝（必要时可考虑追加少量粉陶）,尽可能地采用低H+传质系数和低反应速率的高黏酸液体系,交替注酸和附加前置液段塞也能很好地控制地层中酸液的滤失。     

粗糙颗粒碳酸盐岩三维酸蚀分形数学模型

酸化压裂作为碳酸盐岩油气藏的重要增产措施,其增产效果与酸岩反应过程有密切联系。前人的酸岩反应数学模型未考虑岩石颗粒表面的分形特征和酸液对岩石颗粒的三维溶蚀,与实际酸岩反应过程存在明显差异。首先运用分形几何方法对粗糙颗粒的面积、体积等形状特征量进行规范表征,然后以化学反应动力学、传质理论为基础,建立岩石颗粒三维酸蚀分形数学模型,进而分析完全溶蚀时间、溶蚀率等反应特征参数的变化趋势。研究表明:碳酸盐岩颗粒表面分形维数对颗粒完全溶蚀时间的影响很显著,而且分形维数越高,完全溶蚀时间越长;溶蚀时间并非随着颗粒当量半径、氢离子主体量含量增加而单调递增或递减;当相对反应时间一定时,分形维数越高,颗粒溶蚀率越高。     

蒙脱石与土酸反应的实验研究

本文详细介绍了粘土矿物中的蒙脱石在土酸中的溶蚀及沉淀规律，考察了作用时间。温度、酸浓度及国／液比对蒙脱石与酸反应的影响。研究结果表明：蒙脱石与土酸反应的总溶蚀动力学规律与Elovich动力学方程（C＝a＋blnt）符合最好。反应初期产生明显的Si（OH）4沉淀，沉淀在一小时内达到完全。土酸浓度过大时会产生氟硅酸盐沉淀。反应后期还会产生氢氧化物沉淀。在高固／液比条件下，蒙脱石与土酸反应产生的各类沉淀，比低固／液比条件下更为严重。     

泡沫酸缓蚀性能实验研究

实验研究了泡沫酸的起泡性能,泡沫酸、泡沫酸基液、土酸与石英砂反应的溶蚀量,以及对N80钢的腐蚀量,并分析了泡沫特征值和温度对溶蚀量的影响。结果表明,泡沫酸的溶蚀量明显小于土酸的溶蚀量,且泡沫特征值越大反应速度越慢,温度越高反应速度越快;泡沫酸化具有很好的缓蚀作用,能够实现油井深部酸化。泡沫酸对N80钢的腐蚀速度明显低于土酸,但略大于允许值,在现场应用时应加入少量的缓蚀剂,以达到酸化标准的要求。     

基于埋藏溶蚀模拟实验的白云岩储层孔隙效应研究——以塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组为例

埋藏溶蚀作用是白云岩储层发育的控制因素之一,但其对储层的孔隙效应不清,从而制约埋藏溶蚀型白云岩储层的评价与勘探。以塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组白云岩为例,优选藻砂屑白云岩、叠层石白云岩和凝块石白云岩3种最常见的岩相为样品,用0.2%的乙酸溶液代表埋藏环境中的有机酸,开展高温高压条件下、开放连续流动体系中的储层溶蚀模拟实验。实验结果显示,不同温压条件、不同岩相特征样品的孔隙度都有所增大,但渗透率呈指数级增大;藻砂屑白云岩的储集空间类型从孔隙型演变为孔隙—孔洞型,叠层石白云岩和凝块石白云岩的储集空间类型从孔隙型演变为溶孔—溶缝型。由此说明在埋藏环境中,有机酸对白云岩具有较强的溶蚀性,白云岩储层的初始孔隙结构控制着最终储集空间类型;埋藏溶蚀作用从开始相对均匀溶蚀逐渐转变为非均匀溶蚀,导致溶孔、溶缝非均质发育,局部孔隙间连通性变好。因此埋藏溶蚀作用对改善白云岩储层渗透率的贡献更大。      

石炭岩颗粒酸溶蚀前后表面结构的分形特征

将地层取芯石灰岩样捣碎、筛析、酸溶蚀、测比表面，根据分形理论分析实验结果。在一定条件下，石灰岩颗粒酸溶蚀前后的表面结构具有分形特征，表面不规则的复杂程度可借表面分维大小加以定量描述。对于给定的石灰岩颗粒，酸溶蚀导致表面分维值增加。     

地层温度下疏松砂岩酸溶实验研究

生产测试表明，文昌油田6个疏松砂岩储层都存在不同程度的储层伤害，欲进行酸化解堵。6个储层岩石与盐酸、土酸、氟硼酸、醋酸的酸溶实验表明，储层岩石均可溶蚀但程度不同。同种酸液不同浓度溶蚀率不同，不同酸液溶蚀率也不同；不同酸液的有效成分溶蚀了岩石的不同组成，包括岩石骨架、基质和胶结物。4种酸对疏松砂岩溶蚀率不同的原因与酸的强度、浓度、反应条件以及岩石的成分有关，用四种酸液酸化疏松砂岩会影响储层岩石强度进而影响油井寿命，应慎重使用。     

新型砂岩酸——有机膦酸体系的性能研究

为了克服常规酸化工艺中酸液反应快、作用距离短的缺点，研制出了一种新型砂岩酸体系——DST-1酸液体系，并考察了该体系的性能，结果为：DST-1酸液体系与天然砂岩样的反应速率缓慢，在82℃下15min内的溶蚀率仅为常规土酸的1／3，反应480min的总溶蚀率则与常规土酸相当；在90℃和120℃下，Fe^3＋浓度为5000mg／L时，稳定铁离子的能力达到3720mg／L；DST-1酸液体系残酸样对黏土及细粉状碎屑的悬浮和分散作用强，静置240min以上，残酸液才趋向澄清。岩心实验中，DST-1酸液体系对短岩心渗透率的提高倍数是常规土酸的1．6倍，对串联岩心各段岩心渗透率的提高倍数相当。     

酸压过程中多尺度酸岩反应特征实验研究

前人有关碳酸盐岩与酸液反应的研究多局限于单一尺度,尚缺乏对酸岩反应特征的多尺度探索。该文采用正交实验方法,进行了9次四川二叠系长兴组灰岩颗粒的酸液溶蚀实验,探索了主体酸浓度、温度、反应时间和酸型等4种因素影响下的宏观反应速率和介观反应机理。在所分析的因素中,酸型对宏观反应速率影响最强,其次是主体酸浓度。酸蚀前后的岩样在扫描电镜下的孔、缝、面的变化表现出多样性,表明碳酸盐岩酸蚀存在多种介观机理,前人所述的酸液对碳酸盐岩"通缝扩喉"的反应机理,只是其中的一种情况。对比不同尺度的反应特征,发现宏观反应速率与介观反应机理之间的相关性不明显。      

高岭石在酸中的化学行为实验研究

利用X-射线衍射分析仪、XL-30能谱电镜等岩矿测试手段，系统评价了高岭石在5%HCl 、5%HCl+0.5%HF、5%HCl+1.0%HF、0.5%HF、1.0%HF、8%HBF₄、5% HCl+7%HBF₄等７种酸体系在60℃条件下的化学行为，重点分析了残酸液中硅、铝元素离子浓度、酸蚀量、晶体结构稳定性等参数随时间、酸浓度、酸类型变化规律。研究指出：单一氟硼酸、氟硼酸/盐酸体系与高岭石反应显示强酸的特性，但是比土酸滞后0.5～1 ｈ；酸对高岭石晶体中硅、铝元素的溶蚀程度不同，对铝氧八面体的破坏程度强于硅氧四面体；高岭石与各种酸体系分别反应0.5、1、2 ｈ后，高岭石在盐酸、HF、土酸中比较稳定，衍射峰没有明显的变化，但土酸体系中的高岭石峰强度有微弱的降低；氟硼酸体系反应后的残余高岭石衍射峰强度明显变弱，尤其是反应12 ｈ，这是由于结晶度下降，晶体结构局部遭受破坏所致。在该次研究的条件下，高岭石没有明显的峰消失和新峰出现。     

酸蚀蚓孔的分形性和酸液类型对蚓孔的影响

建立双尺度(达西尺度和孔隙尺度)蚓孔扩展模型,研究碳酸盐岩油藏酸化酸蚀蚓孔的分形性及酸液类型对酸蚀蚓孔形成条件的影响。模型考虑了孔隙中的对流传质和液固表面的酸岩反应,并用盒维数法计算了酸蚀溶解形态的分形维数。结果表明,蚓孔是对流作用与扩散作用相当时形成的,对流作用占主导作用时形成均一溶蚀,扩散作用占主导作用时形成面溶蚀;对于孔隙度大于0.7的区域,面溶蚀、蚓孔和均一溶蚀的分形维数分别为1.46、1.50和1.44,其中蚓孔的分形维数与Daccord和Lenormand得到的实验结果(1.6±0.1)相近;弱酸与岩石反应受反应动力控制,酸蚀蚓孔较粗,消耗酸液量较多;强酸与岩石反应受传质作用控制,酸蚀蚓孔较细,消耗酸液量较少。通过算例模拟发现,水平井段较长时,产生蚓孔所需的排量大,不可对其笼统酸化,宜采用分段酸化方式。     

鄂尔多斯盆地延长组低渗透致密岩性油藏成藏机理

以层序地层学为指导,从成藏条件解剖入手,从孔隙演化的角度分析鄂尔多斯盆地中生界上三叠统延长组低渗透致密岩性油藏成藏机理,归纳其成藏演化模式。延长组低渗透致密岩性油藏分布于优质烃源岩范围内,湖相重力流沉积与三角洲前缘沉积为主要储集砂体类型。延长组低渗透致密砂岩在早期成藏期具有高孔高渗的特点,早期生成的油气在浮力作用下正常成藏,中后期成藏过程中经历了持续压实致密过程;后期主生烃期生成的原油在浮力和源储压差共同作用下沿先前残余路径以浸润方式运聚,达到致密条件时,油气停止运移。晚侏罗世—早白垩世中期,油气在高孔隙砂岩中近源多点面状充注大面积成藏,油气从湖盆中心向四周运移;早白垩世晚期,砂岩储集层成岩作用加强,储集层发生致密化。晚白垩世之后,受西倾东翘的构造挤压抬升运动影响,形成现今低渗透致密岩性油藏。     

鲁克沁油田缓速酸体系研究

介绍了鲁克沁油田油藏特性,考察了盐酸、土酸及缓速酸对鲁2井岩粉和岩块的缓速性能。结果表明,土酸对岩粉溶蚀率最高,达50％以上;由15％HCl＋10％黏土酸组成的缓速酸和12％HCl＋3％氟硼酸组成的缓速酸对岩粉和岩块溶蚀率均较低,对岩粉溶蚀速度较慢,尤其是起始溶蚀速度明显小于土酸。对酸液中添加剂进行筛选,确定缓速酸体系由缓速酸（15％HCl＋10％黏土酸）＋黏土稳定剂（1％MW-2）＋铁离子稳定剂（TW-1）＋缓蚀剂（HS-6）组成。     

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。     

渤海油田注水井延效酸化技术研究与应用

针对渤海油田注水井重复酸化效果逐渐变差的问题,进行了注水井延效酸化技术研究.采用3种低浓度深部缓速酸进行协同增效,加强酸液的储层保护性能,并加入防膨剂和表面活性剂,配制了延效酸;在温度60℃条件下,测试了延效酸对现场垢样、钙蒙脱石和二氧化硅的溶蚀效果,抑制注入水结垢性能、洗油性能、缓速和总溶蚀性能,以及动态驱替延效性能...     

渤海湾盆地济阳坳陷中生界复杂岩性风化壳储层特征、质量控因与甜点模型

以渤海湾盆地济阳坳陷中生界为研究对象,利用岩心、薄片和分析化验等资料,研究风化壳储层的复杂岩性特征、成岩作用类型和储集空间特征,分析风化壳储层质量控制因素,建立多元控储模型,为济阳坳陷乃至中国陆相含油气盆地风化壳储层勘探与开发提供地质依据.研究表明:济阳坳陷中生界风化壳储集层发育陆源碎屑岩、火山碎屑岩、火山熔岩、次火山...     

溶蚀作用对火山岩有效储层形成的控制作用——以松辽盆地徐家围子断陷营城组为例

针对火山岩储层岩石类型复杂、储层非均质性较强的特点,通过大量岩心观察和铸体薄片鉴定,对松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩储层进行系统的成岩作用和孔隙演化研究。结果表明,研究区火山岩有效储层主要为流纹岩和晶屑凝灰岩,先后经历了6个成岩作用阶段,但是不同岩性的储层经历的成岩作用类型、阶段和演化规律有差异,从而导致孔隙演化和储层物性的差异。本区对有效储层发育贡献最大的是溶蚀作用,包括有机酸溶蚀和含CO₂酸性水溶蚀两种类型,有机酸溶蚀酸性火山岩形成的次生孔隙是对形成有效储层贡献最大。控制溶蚀作用的因素包括原生孔隙体系的发育程度、后期断裂活动强度与构造裂缝的分布、火山岩顶底的不整合面等。