酸岩反应动力学实验影响因素研究-论文.pdf

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1、第16卷第5期重庆科技学院学报(自然科学版)2014年10月酸岩反应动力学实验影响因素研究呙义刘平礼吴双夏胜淼魏子超(1．西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都610500；2．兴隆台区辽河油田兴隆台采油厂作业三区，辽宁盘锦124010；3．中国石油吉林油田分公司新木采油厂，吉林松原138000)摘要：酸岩反应动力学实验影响因素主要包括酸液类型、酸液浓度、转子转速以及反应温度等条件，但针对不同的储层，酸岩反应影响因素的影响程度不同。通过改变上述条件，采用Crs—seriesCorrisonReactorSystem仪器

2、进行酸岩反应动力学实验，对酸岩反应的影响因素得到了进一步的认识。关键词：酸岩反应；动力学方程；反应活化能；影响因素中图分类号：TE357．2文献标识码：A文章编号：1673—1980(2014)05—0017—03随着石油勘探技术的进步，越来越多的碳酸盐动力参数。根据阿伦尼乌斯(Arrhenius)理论，由恒岩储层被开发。酸化酸压可为碳酸盐岩储层的有效温下的反应动力学方程得到：开发提供技术支撑。优化酸化酸压设计和酸液体系K=Koexp(一)(3)可提高增产的有效性。酸岩反应动力学实验可为酸式中：K一反应速度常数，(mol／L)一·s

3、～；一频化酸压设计和酸液的优选提供理论依据。在前率因子，(mol／L)～·L／(cm。·S)；E一酸岩反应活人¨对酸岩反应动力学实验研究的基础上，用Crs．化能，kJ／mol；R一摩尔气体常数，kJ／(mol·K)；seriesCorrisonReactorSystem仪器进行酸岩反应动力一热力学温度，K。学实验，找出不同因素对目标储层反应的影响程度。则式(1)可写为：1酸岩反应动力学原理J=K0exp(一(4)1．1酸岩反应动力学方程的确定将式(4)两边取对数得：在一定温度、压力条件下，酸岩反应速率与酸液浓度的m次方成正比J。可表

4、示为：lgJ：lg(KoC)一寺(5)J=KC(1)由式(5)可知在同一酸液浓度下，lgJ与1／T成式中：'，一反应速率(即单位时间流过单位岩石面线性关系，运用回归或作图处理，可求得酸岩反应活积物质的量)，tool／(cm·s)。化能。式(1)两边取对数得：1．3H有效传质系数的计算lgJ=lgK+mlgC(2)在反应釜中，酸液作三维流动。基于奈维一斯托对式(2)作图可求得K值，从而确定酸岩反应克斯方程和连续性方程，求解酸液旋转流动反应时的动力学方程。对流扩散偏微分方程，得到D的解析解为：1．2酸岩反应活化能的确定D=(1．6129

5、vc,-J)。(6)温度对酸岩反应速率有很大影响，特别是深井式中：一旋转角速度，s一；C一t时刻酸液内部浓高温酸压施工设计时，常会用到不同温度条件下的度，mol／L；一酸液平均运动黏度，cm／s。收稿日期：2014—03—20基金项目：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室资助项目；塔里木油田合作科研项目“碳酸盐岩缝洞型油藏酸压地质效果评估研究”(0410013090074)作者简介：呙义(1988一)，男，湖北荆州人，西南石油大学在读硕士研究生，研究方向为油气藏增产措施。·17·呙义，等：酸岩反应动力学实验影响因素研究传质

6、系数。2酸岩反应动力学实验2．2酸岩反应动力学实验设计2．1酸岩反应动力学实验原理实验设计如表1所示，通过改变酸液浓度、反应酸岩反应动力学实验是在一定条件下，让酸液温度、转子转速等单一条件进行实验。温度根据目与岩芯反应，通过酸液反应前后浓度的变化来测定标储层的温度设定。反应动力学方程和酸岩反应活化能，以及H有效表1酸岩反应动力学测试实验设计方案3酸岩反应动力学实验结果蠢3．1求取酸岩反应速度方程粘赵反应条件为压力7MPa，温度100℃，转速500{jlj臼r／rain，根据所测酸液类型进行调整，根据实验数据绘图，得出了不同浓度下常规

7、盐酸、胶凝酸、自转向酸与M油田白云岩反应的速度。常规盐酸酸岩反应关系如图1所示。图2盐酸反应速度常数与温度的关系曲线￡O0E由线性回归曲线得到常规盐酸与岩芯酸岩反应活化能为：导E=26．5877kJ／toolO0EKo=0．026004154反应动力学方程：ooEJ：0．026004154e一腰C。。谢同样得到胶凝酸的酸岩反应活化能为：图1常规盐酸酸岩反应关系图E=31．6349kJ／molK。=0．105216由线性回归曲线得到常规盐酸的反应速度方反应动力学方程为：程为：J=0．105216e一。C。’。，=5×10一C。。．自转

8、向酸的酸岩反应活化能为：同样的方法得到胶凝酸的反应速度方程为：E=27．564kJ／tool，：4×10一C。。。K。=0．03866自转向酸的反应速度方程为：反应动力学方程为：．，=5×10I6c0’。坞J=0．03866e一斛C。