酸压动态条件下酸岩反应动力学参数测试新方法.pdf

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1、第15卷第l8期2015年6月科学技术与工程Vo1．15No．18Jun．20151671—1815(2015)18—0176—04ScienceTechnologyandEngineering⑥2015Sci．Tech．Engrg．酸压动态条件下酸岩反应动力学参数测试新方法高利军蒲阳峰董晓军张明罗立锦王福成(延长石油集团油气勘探公司天然气勘探开发部，延安716000)摘要酸压中活酸作用距离是评价酸压效果的重要因素。活酸作用距离取决于酸岩反应速度，酸岩反应动力学参数是酸压优化设计基础，这些参数的准确性决定优化设计的可靠性。设计了一种测试动态条件下裂缝中酸液有效传质系数和有效消耗时间的新方

2、法，该方法通过酸蚀裂缝导流驱替实验，测试酸化前后岩板质量变化；基于岩板质量变化计算酸液消耗速度、酸液有效传质系数，再基于裂缝中的酸液量和酸液消耗速度计算酸液有效消耗时间。采用延长马家沟组岩板测试了稠化酸和交联酸的反应动力学参数，交联酸比稠化酸黏度高，有效传质系数比稠化酸低，在使用的实验条件下，稠化酸和交联酸在裂缝中的有效消耗时间分别为20min和28min左右。研究为酸压优化设计和酸液体系评价提供了依据。关键词酸压裂缝有效传质系数有效消耗时间测试方法中图法分类号TE357．2；文献标志码B碳酸盐岩酸压中，酸液在水力裂缝中流动、反来较大的计算误差。针对这些不足，本文设计了一应，酸液逐渐消耗

3、，当酸液流动一定距离，酸液消耗种新方法测定动态条件下酸液有效传质系数和有效完毕、变成残酸，酸液从鲜酸变成残酸所经过的距离消耗时间，该方法通过酸蚀裂缝导流驱替实验，测定为活酸作用距离，活酸作用距离决定酸蚀缝长口]。实验前后岩板质量变化，通过岩板质量变化来计算酸岩反应速度决定活酸作用距离，酸岩反应动力学酸液消耗速度、酸液传质系数和有效消耗时间。采参数是酸压优化设计基础，这些参数的准确性决定用延长马家沟组岩板测试了稠化酸和交联酸两种酸优化设计的可靠性。目前主要有两种方法测定酸岩液，该研究成果为酸压优化设计和酸液体系评价提反应动力学参数，一是旋转圆盘仪J，二是盐酸与供了依据和技术支持。碳酸盐岩动

4、态反应速率测定方法标准，’j。这两种1实验设备及方案方法存在不足，旋转圆盘仪用直径1英寸的小直径岩心进行测试，不能模拟酸液在裂缝中流动条件下1．1实验设备的反应；另外，旋转圆盘仪出口酸液浓度不能代表整实验采用高温高压酸岩流动反应仪、酸蚀裂缝个容器中的平均酸浓度，测试精度有限J。盐酸与导流槽和精密天平进行实验(图1)，实验岩板为延碳酸盐岩动态反应速率测定方法标准测定动态反应长马家沟碳酸盐岩，岩板尺寸为(长×宽H×厚)速度，即单位时间、单位面积上岩石溶蚀量，该方法17．78cmx3．81om×(2～3)om，岩板两头为半圆通过测定出口端盐酸浓度变化来反求酸岩反应速弧(图2)。所用酸液为稠化酸

5、和交联酸。度，该方法有这几个方面不足，①酸罐不能加热，只1．2实验步骤是在一段流动管线上和导流槽上加热，不能稳定模(1)岩板制备：用气藏岩心制备尺寸为(长L×拟地层条件下的温度；②用碱中和滴定测出口处酸宽H×厚T)17．78cm×3．81om×(2～3)cm的岩板，岩板两头为半圆弧。液浓度，通过人口与出口处的酸浓度变化计算酸岩反应速度，由于岩板较短，盐酸在这么短的距离内消(2)酸液和盐水制备：根据要求制备需要测试的酸液和盐水，本实验使用酸液为15wt％盐酸配制耗较少，出口处酸液浓度与入口处差异不大，这会带的稠化酸和交联酸，盐水为实验中使用的标准盐水。2015年2月2Et收到(3)盐水饱和

6、岩板，实验前称岩板质量。第一作者简介：高利军(1982～)，男，陕西渭南人，工程师。研究方(4)酸液驱替准备：将酸液和盐水分别注入酸向：气井压裂工艺。E-mail：gaolunl982O8@126．tom。罐和水罐中，岩板置于导流槽中，调节岩板位置使裂缝宽度为需要的宽度，链接好管线，盐水试压检漏，加热到指定温度，本实验中的裂缝宽度为8rnm，温178科学技术与工程15卷耗时间比稠化酸长，从酸岩反应速度角度讲，交联酸有利于降低反应速度，增加活酸作用距离。表3稠化酸传质系数及有效消耗时间Table3Themasstransfercoefficientofthethickeningacidan

7、dtheeffectiveconsumingtime序号篙一。O~6m"s-，／min图5实验酸液照片(左：交联酸，右：稠化酸)Fig．5Theacidphotos(1eft：thecrosslinkedacid，right：thethickeningacid)表4交联酸传质系数及有效消耗时间Table4rI'lIemasstransfercoeficientofthecrosslinked2．2反应动力学参数计算acidandth