酸岩反应动力学的试验研究

本文使用旋转岩盘试验仪,在高温、高压旋转运动条件下,将四川二迭系阳新灰岩、展旦系白云岩以及大理石与不同浓度盐酸液(现场配方)进行了旋转反应试验研究。给出80公斤/厘米3、60℃、500转/分和1000转/分时酸岩反应系统的反应动力学方程;测出盐酸液与大理石和质纯石灰岩反应的反应级数近于1,白云岩和杂质较多的石灰岩的反应级数大于1。试验证明:温度和转速对酸岩反应的反应级数无影响。用不同沮度下的酸岩反应数据,算出酸岩反应系统的反应活化能为6910卡/克分子。     

碳酸盐岩油藏基质酸化水平井表皮因子模型研究(Ⅰ)理论模型建立

水平井开采技术是近年来广泛用于页岩薄层、低渗透等复杂油藏开采的一种主要方法.然而,如何全面考察来自油藏、酸液及酸化过程中的一些主要因素特别是难于用一般方法描述的酸蚀孔洞形成和生长的随机因素对酸化处理效果的影响,则是碳酸盐岩油藏水平井基质酸化技术设计和效果评价时所遇到的难题之一.通过首次综合考虑当代分形理论研究的新成果——酸蚀孔洞形成和生长过程中的分形与分维特征、水平井地层伤害沿水平井筒的椭圆柱体分布形态以及水平井油藏渗透率各向异性特性,提出了一种碳酸盐岩油藏水平井表皮因子综合模型,从而为上述问题的探讨在一定程度上提供了理论基础和可能途径.     

酸在裂缝中流动有效作用距离的计算

酸在裂缝中流动酸液的有效作用距离(L有效),是预测酸压增产效果和科学地进行酸压设计的重要参数。 本文采用数学物理模拟的方法,研究定常情况下酸在裂缝中流动时的有效作用距离。 采用平均滤失速度为常值的流动反应模式(图1),建立描述酸沿裂缝流动时浓度分布的数学规律,即对流扩散偏微分方程(1);我们采用有限差分法求解方程(1),给出电算数值解和确定灰岩酸液有效作用距离的实用图版。 我们采用预先在酸液中高压加入CaCO_3的办法,模拟酸压时酸岩反应的同离子效应,作出有效传质系数和酸浓度的关系曲线D_e=f(c),使所计算的酸液有效作用距离更符合实际。 本文在处理试验数据时,采用抛物线流的数值解,代替了文献[1]使用的柱塞流的解析解。因此,计算出的D_e值更准确。     

同离子效应和温度场对裂缝中酸液有效作用距离的影响

酸液有效作用距离是酸压设计的重要参数,也是影响酸压效果的重要因素。酸液中的反应产场(同离子)和裂缝中温度分布对酸液沿裂缝流动时的有效作用距离影响很大。到目前为止,尚未见到研究同离子效应和温度场对酸液有效作用距离综合影响的文章。本文从酸压设计计算的实际需要出发,考虑影响酸液有效作用距离的主要因素,建立裂缝中酸岩流动反应数学模型,并将该模型与裂缝中温度分布模型、速度场模型和表面反应动力学模型联立求解,编制电算程序,进行系统计算。分析对比,给出了同离子效应、酸液浓度、地层温度、反应生成热等因素对酸液有效作用距离影响的对比数据和图表。本文所编制的计算机程序和得到的结论可供酸压施工和设计计算使用。     

压裂酸化施土时，氢离子有效传质系数变化规律的试验研究

裂缝中流动酸液的有效穿透距离,是压裂酸化施工设计和预测增产效果的一个重要参数。迄今为止,国内外的研究者,在解决这一问题时,均未考虑酸一岩流动反应过程中,酸浓度下降和反应产物浓度升高对氢离子传质速度的影响。我们的研究发现,同离子效应对氢离子有效传质系数的影响较大,是一个不可忽视的重要影响因素。本文在系统试验研究的基础上,给出不同浓度的盐酸和四川二迭系阳新灰岩反应时,氢离子有效传质系数与余酸浓度的关系曲线,用数理统计的方法,给出了无因次氢离子传质系数与无因次余酸浓度及流动雷诺数函数关系的经验方程。将此经验方程代入并求解变系数的对流扩散偏微分方程,即可获得考虑酸浓度变化和同离子效应时的酸液有效穿透距离的计算方法。也可用分段迭加计算法来近似计算这一距离。     

碳酸盐岩油藏基质酸化水平井表皮因子模型研究（Ⅱ）模型实例分析

借助（Ⅰ）文中所建立的碳酸盐岩基质酸化水平井表皮因子综合模型，考察了来自酸液、油藏以及酸化过程中的一些主要因素对碳酸盐岩油藏水平井基质酸化效果的相对影响。经实例分析发现，当酸蚀孔洞径向等效半径小于或等于储层伤害径向半径时，影响其酸化效果的因素主要有酸液浓度、酸液排量、酸液用量、酸蚀孔洞分形维数、地层孔隙度、地层渗透率非均质变量、最大椭圆污染带水平轴长以及未污染与污染带渗透率比值；而当酸蚀孔洞径向等效半径大于储层伤害径向半径时，影响其酸化效果的主要因素则为酸液浓度、酸液排量、酸液用量、酸蚀孔洞分形维数、地层孔隙度。分析结果可为深入进行油井动态分析、评价水平井基质酸化技术有效性以及优化处理施工提供一定的依据和参考。     

水力压裂裂缝壁面上热流密度函数的推导

许多压裂的油气井都具有较高的地层温度 .为了获得最佳的压裂效果 ,在压裂设计计算时应该考虑裂缝中温度变化对压裂液流变特性和滤失速度等的影响 .因此 ,需要建立水力压裂裂缝中的温度场模型 ,用于计算施工过程中裂缝中压裂液的温度随时间和位置的变化 .根据热能平衡方程 ,建立起了滤失和非滤失裂缝缝面附近地层中温度的偏微分方程 ,然后借助于拉普拉斯变换和逆变换 ,获得了这两种情况下 ,裂缝壁面上的热流密度函数 .通过算例分析发现 ,裂缝壁面上的热流密度随注液时间的增加而减小 ;对于滤失性裂缝壁面 ,压裂液的综合滤失系数和地层的孔隙度越高 ,热流密度越低 .