浅谈酸压施工中减缓酸岩反应速率、降低酸液滤失的技术

在酸压施工过程中,通过在注酸之前注入前置液、利用乳化作用、胶凝酸（稠化酸）酸压、泡沫酸、酸液中添加酸岩反应阻滞剂以及加入降滤失剂等技术,在不同的碳酸盐岩储层中起到了减缓酸岩反应速率、降低酸液滤失增加酸蚀裂缝的穿透深度的作用,达到了油气田增产的目的。     

碳酸盐岩储层不同酸液体系酸岩反应动力学实验研究

酸岩反应动力学实验研究是酸压技术的重要组成部分,其实验结果为酸压设计的优化和酸液体系的优选提供准确参数和依据。利用旋转圆盘试验仪测试了碳酸盐岩储层与普通酸、稠化酸、交联酸的酸岩反应动力学方程,以及普通酸、稠化酸的反应活化能和H+有效传质系数,并且总结了面容比对反应速率的影响,为后期酸压施工设计提供了基础数据。     

马家沟组碳酸盐岩储层酸岩反应速率影响因素实验研究

酸岩反应动力学实验是研究酸岩反应机理和进行酸化设计的必要手段,酸岩反应动力学参数其值的准确程度,直接影响着酸压施工设计计算和酸压效果分析的精度。本文利用旋转岩盘测试了马五储层碳酸盐岩与酸液的反应速率,以实验数据为基础,分析了影响酸岩反应速率的主要因素：岩石类型、酸液类型（粘度）、酸液浓度、转速、温度,得出主次关系为岩石类型＞粘度＞浓度＞转速＞温度。与此同时还考虑了同离子效应对酸岩反应速率的影响,为更加准确的设计和评价酸压施工效果提供了依据。     

酸岩反应中的H~+扩散系数规律

H~+扩散系数是酸岩反应模型计算的关键参数,分析判断酸岩反应过程中H~+扩散系数规律,有助于优化酸压工艺设计方案,提高改造效果。通过引入幂律流体雷诺数与施密特数,修正了不同黏度酸液酸岩反应动力学参数测定装置的H~+扩散系数计算方法。结合在不同酸液浓度、反应温度和流速条件下的酸岩反应实验,获得了稠化酸和交联酸的酸岩反应速率及H~+扩散系数相关规律。结果表明:酸液浓度、反应温度和流速增大时,酸岩反应速率均加快,酸液黏度升高会导致各因素对酸岩反应的影响程度降低。酸液浓度为0.006mol/cm~3,离子间的牵制作用导致H~+扩散系数最小。酸液流动过程存在边界层效应,当稠化酸和交联酸流速分别超过113.21cm/s和158.38cm/s时,H~+扩散系数趋于稳定。     

真实面容比对酸岩反应动力学参数影响实验研究

酸岩反应动力学实验研究是酸压技术的重要组成部分,其实验结果为酸压设计的优化和酸液体系的优选提供准确参数和依据,本文选用成都理工大学自主研发设计适用于测试高粘度酸液酸岩反应“不同粘度酸岩反应模拟实验装置”测定酸岩反应速率,在实验数据的基础上结合三维激光数字扫描数据,探讨了真实面容比对反应动力学方程的影响,分析得出面容比越大反应速率越大,真实面容比对酸岩反应动力学方程主要影响反应速度常数,真实面容比越大反应速度常数也越大,进一步为更加准确的设计和评价酸压施工效果提供了依据。     

真实面容比对酸岩反应动力学参数影响的实验研究

酸岩反应动力学实验研究是酸压技术的重要组成部分,其实验结果为酸压设计的优化和酸液体系的优选提供准确参数和依据,选用成都理工大学自主研发设计适用于测试高黏度酸液酸岩反应"不同黏度酸岩反应模拟实验装置"测定酸岩反应速率,在实验数据的基础上结合三维激光数字扫描数据,探讨了真实面容比对反应动力学方程的影响,分析得出面容比越大反应速率越大,真实面容比对酸岩反应动力学方程主要影响反应速度常数,真实面容比越大反应速度常数也越大,进一步为更加准确的设计和评价酸压施工效果提供了依据。     

酸液浓度对酸压改造效果影响实验研究—以胶凝酸为例

目前酸压是国内油田针对碳酸盐岩储层改造手段最常用的手段之一,而胶凝酸是最常用的酸化压裂液之一。合适的酸液浓度不仅能取得很好的增产效果,也能较好的降低经济成本。针对利用室内实验研究胶凝酸不同浓度对酸岩反应速率、滤失速率、酸蚀后导流能力的影响,并利用Fracpro PT软件模拟,通过实验手段来进行研究分析酸液浓度对酸压改造形成的影响,通过优化酸压施工设计方案来寻找最优酸液浓度提高酸压施工效果,对以后的压裂设计和现场施工都有着更长远的指导意义。     

深层碳酸盐岩储层有机酸深穿透酸压工艺

利用常规酸液体系对深层碳酸盐岩储层进行酸压改造时面临着酸蚀缝长短、导流能力递减快等问题。为实现这类储层的高效改造,对有机酸、胶凝酸等不同的酸液体系获得的有效作用距离及长期导流能力进行实验研究。对比不同酸液体系的酸岩反应动力学方程,可知相较于胶凝酸,有机酸有效作用距离能提高10倍以上,但有机酸在低闭合应力(10 MPa)和高闭合应力(60 MPa)下长期导流能力均低于胶凝酸液体系。为在实现酸蚀裂缝长有效缝长及高导流能力,提出了"有机酸+胶凝酸"注入方式,先用有机酸进行远端刻蚀,再用胶凝酸提高近井导流能力。并对典型井优化,得到施工排量8～10 m~3/min,施工液量850～950 m~3,施工段塞在2～3段能取得较好的酸压施工效果。     

碳酸盐岩气藏不同酸液体系酸岩反应动力学实验研究

酸岩反应动力学实验是研究酸岩反应机理和进行酸化设计的必要手段,酸岩反应动力学参数其值的准确程度,直接影响着酸压施工设计计算和酸压效果分析的精度。针对靖边南碳酸盐岩储层,选用的酸液配方不同,则酸岩反应规律及动力学参数也不尽相同,需用室内实验方法确定。利用旋转岩盘试验仪,在100℃、120℃、140℃,7 MPa,不同转速条件下,时间限定5 min,分别对稠化酸、交联酸及转向酸三种酸液体系酸岩反应动力学参数进行测定,实验研究表明:转向酸浓度的变化对反应速度的影响更明显;三种酸液体系活化能高低顺序为:转向酸稠化酸交联酸,与此同时还考虑了氢离子传质对酸岩反应速率的影响,为更加准确的设计施工参数提供了依据。     

河砂颗粒与缓速土酸的反应动力学模型

通过实验研究了河砂颗粒与高浓度缓速土酸的酸岩反应过程及其影响因素.实验结果表明:在一定温度下,随着反应时间的延长,4种不同粒径河砂的损失量增大而反应速率减小;随着河砂颗粒变小,颗粒损失量增大,反应速率也增大;随着反应温度的增加,颗粒的损失量增加,反应速率也增大.基于未反应收缩核模型,建立了描述酸岩反应的反应动力学模型,可描述酸岩反应过程中岩石颗粒的损失量随时间的变化规律.     

Kinetic study of the reaction of chlorine atoms with 3-methyl-3-buten-1-ol

The reaction of a typical unsaturated alcohol, 3-methyl-3-buten-1-ol （MBO331）, with Cl atoms, was investigated for the first time. The reaction was investigated using discharged flow-tube coupled with electron impact mass spectrometer. The experiments were performed over the temperature range of 248 K-298 K and at pressure of 1 torr in He as the bath gas. The obtained kinetic data were used to derive the Arrhenius expression： k1 = （3.47 ± 1.21） × 10^-11 exp[（ 599 ±69）/7] cm^3 molecule^-1 s^-1. Finally, atmospheric lifetimes of the MBO331 with respect to OH radicals, NO3 radicals and CI atoms have been calculated and the atmospheric implications are considered briefly.     

Organic media enhanced spectrofluorimetric determination of L-ascorbic acid

A novel spectrofluorimetric method for the determination of L-ascorbic acid is proposed. It is based on the inhibition of L-ascorbic acid on the formation of 2,3-diaminophenazine, which is an oxidation product ofo-phenylenediamine catalyzed by laccase. The fluorescence (at λ_cx/λ_cm=464 nm /530 nnm) was enhanced strongly in the presence of organic media. The mechanism ofo-phenylenediamine oxidation reaction catalyzed by laccase in the presence of L-ascorbic acid is discussed. L-ascorbic acid is determined in the ethanol, 1,4-dioxane and acetone over the linear range of 4.0×10⁻⁷≈1.2×10⁻⁴ mol/L, 4.0×10⁻⁷≈8.0×10⁻⁵ mol/L and 4.0×10⁻⁷≈1.0×10⁻⁴ mol/L with a detection limit of 1.20×10⁻⁵ mol/L, 1.19×10⁻⁵ mol/L and 1.24×10⁻⁸ mol/L, respectively. The method has been successfully applied to the simple and rapid determination of L-ascorbic acid in pharmaceuticals and milk powder. Supported by National Natural Science Foundation of China and the Special Funds of State Education Committe for Doctorate Research Huang Zuyun: born in Aug. 1963. Ph.D     

Determination of some carbonyl carboxylic acids using chemiluminescent reaction of Ru(bipy)3 2+−Ce(IV)

A coupled chemiluminescence method for the determination of some carboxylic acids was developed, based on their enhancement the chemiluminescence light emission of the reaction of tirs (2,2′-bipyridine) ruthenium(II) and Ce(IV) in sulfuric acid medium. The conditions for their determination were optimized. The following detection limits were obtained: oxalic acid, 2.67×10⁻⁸ mol/L; propandioic acid, 1.20×10⁻⁶ mol/L; pyruvic acid, 1.35×10⁻⁸ mol/L; citric acid, 5.10×10⁻⁸ mol/L; barbituric acid, 2.48×10⁻⁷ mol/L. The proposed method was successfully applied to determination of oxalic acid. The coupled chemiluminescent reaction mechanism and rate equation are proposed. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China and the Natural Science Foundation of Hubei Province Biography: HAN He-you (1962-), male, Associate professor, phD, graduate candidate     

HPLC determination of ascorbic acid using luminol-Cu (II) chemiluminescence-application to the analysis of Juice beverage

The chemiluminescence (CL) of luminol-Cu (II) was applied to HPLC determination of ascorbic acid, which was separated by a C₁₈ reverse-phase column with a mobile phase of 0.25 mol/L HAc. The eluted ascorbic acid was mixed with 0.3 mmol/L luminol and 0.05 mol/L CuSO₄. The light emission from the reaction of Cu(II) oxidized ascorbic acid and luminol was detected by a modified luminometer. The detection limit was 3.6×10⁻⁶ mol/L for ascorbic acid at aS/N ratio of 3, and the linear calibration range was 2×10⁻⁴–2×10⁻³ mol/L. The relative standard deviation for 5 replicate injections of 1×10⁻³ mol/L ascorbic acid was calculated as 4.3%. The method was successfully applied to determination of ascorbic acid in juice beverage. Foundation item: National Natural Science Foundation of China (29605001) Biography: Wu Feng-wu(1963-), male, research direction: analytical chemistry.     

白云岩储层酸岩反应控制模式界限

为明确白云岩储层酸岩反应控制模式界限,以中亚某区块白云岩储层岩心为对象,开展酸岩反应动力学试验和数值模拟研究,并通过扫描电镜对比分析灰岩与白云岩酸蚀机制的差异;建立不同因素控制下的白云岩酸岩反应动力学方程,明确温度90℃、转速500 r/min为表面反应控制模式、表面反应和传质共同控制模式的界限。结果表明相同试验条件下,随着白云质体积分数的升高,酸岩反应速度迅速降低;当白云质体积分数超过75%时,酸岩反应速度降到最低并趋于稳定;白云岩储层的酸压改造方向应区别于灰岩储层,在允许范围内可以适当提高酸岩反应速度,以改善裂缝壁面的非均匀刻蚀程度,增大酸蚀裂缝的导流能力。     

糖蜜酒精废液脱钾树脂的解吸动力学

【目的】研究糖蜜酒精废液脱钾树脂BK-001中K~+的静态解吸过程。【方法】考察洗脱剂温度、浓度及树脂粒径对K~+解吸过程的影响,用动边界模型描述K~+的解吸过程。【结果】确定糖蜜酒精废液脱钾树脂BK-001中K~+的解吸过程为颗粒扩散控制,该反应的表观活化能为40.9kJ/mol,反应级数为1.19,表观频率因子为5.27×10~4 min~(-1),假二级动力学模型更适合描述K~+的解吸过程(R~20.995)。K+解析过程的总动力学方程式为1-3(1-F)~(2/3)+2(1-F)=5.27×104r20[H2SO4]~(1.19)e_((-4.09×10~4))/RT。【结论】脱钾树脂BK-001的解吸动力学方程为糖蜜酒精废液脱钾树脂的再生及钾盐资源的综合利用提供理论依据。     

多级交替注入酸压温度场数值模拟

深层碳酸盐岩油气藏在全球油气生产中占据着非常重要的地位,但是由于储层高温导致酸岩反应速度较快,酸蚀有效作用距离短,这严重影响到储层酸压改造的效果。多级注入酸压技术通过交替注入低温的前置液与酸液,持续对储层进行降温,并形成酸液在前置液中指进的现象,大大提高了酸液有效作用距离,因此被广泛应用于现场。为探究交替注入酸压温度场与作用距离的关系以及不同参数对温度场的影响规律,基于有限元方法利用VOF模型和UDF方法模拟了交替注入的酸压温度场,分析了注入速度、黏度比及酸岩反应热对缝内温度场的影响并且优化了4级注入时酸液和前置液的用量比。结果表明,注入速度越大,裂缝壁面温度越低,液体对地层的降温作用越明显,速度提高2倍时,平均壁面温度下降幅度增加35.76%;黏度比越大,裂缝壁面温度越低,黏度比提高1.5倍时,平均壁面温度下降幅度增加5.18%;酸岩反应热越小,裂缝壁面温度越低,酸岩反应热每增加10 KJ/mol时,平均壁面温度下降幅度减少13.26%。从深层储层降温的角度,建议选择酸液与前置液用量比为0.8~0.9,以递减的方式注入,为交替注入施工参数优化提供了一种新思路。     

Kinetic study on the direct nitridation of silicon powders diluted with α-Si3N4 at normal pressure

Silicon nitride (Si₃N₄) powders were prepared by the direct nitridation of silicon powders diluted with α-Si₃N₄ at normal pressure. Silicon powders of 2.2 μm in average diameter were used as the raw materials. The nitriding temperature was from 1623 to 1823 K, and the reaction time ranged from 0 to 20 min. The phase compositions and morphologies of the products were analyzed by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, respectively. The effects of nitriding temperature and reaction time on the conversion rate of silicon were determined. Based on the shrinking core model as well as the relationship between the conversion rate of silicon and the reaction time at different temperatures, a simple model was derived to describe the reaction between silicon and nitrogen. The model revealed an asymptotic exponential trend of the silicon conversion rate with time. Three kinetic parameters of silicon nitridation at atmospheric pressure were calculated, including the pre-exponential factor (2.27 cm·s^?1) in the Arrhenius equation, activation energy (114 kJ·mol^?1), and effective diffusion coefficient (6.2×10^?8 cm²·s^?1). A formula was also derived to calculate the reaction rate constant.     

淀粉水热还原铬酸钠过程动力学研究

为避免传统氧化铬工艺所产生的含铬副产物对环境的污染,本文提出了用淀粉水热还原铬酸钠生产氧化铬的新工艺。在对水热还原过程的反应规律及反应机理进行分析的基础上,对淀粉水热还原铬酸钠过程的动力学进行了研究,调查了影响六价铬还原转化率的因素。结果表明,反应温度、反应物浓度和反应时间是主要因素。选择等温、恒容、不可逆反应动力学模型来描述其反应过程,其动力学方程为：r=-d［Cr(Ⅵ)］/dt=1.367×10¹³e^{-100.566×1000/RT}［Cr(Ⅵ)］［St］,即指前因子、表观活化能和总反应级数分别为1.367×10¹³L/(mol·h)、100.566kJ/mol和二级或拟二级。该反应属化学反应控制,对Cr（Ⅵ）和淀粉均表现为一级或拟一级。