酸岩反应动力学的试验研究
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一、油田常用专业压裂软件国外压裂设计分析软件主要包括:E-StimPlan、Terrfrac、GOHFER、Meyer、FracproPT 等。
其中Terrfrac是由美国Cliffton教授开发,水力裂缝扩展理论最为完善,它采用了二维流动方式实现了裂缝扩展的全三维模拟,主要应用地热开发、核废料处理等领域,但是它仅针对水力压裂已知方案模拟,可以对压裂裂缝扩展的敏感性因素进行分析,在国外很少见到该软件设计的油田压裂实例。
GOHFER是美国Stim-Lab公司开发的,采用定向网格式储层描述技术,其特点是采用有限元求解,具有较好的模拟复杂地质条件下裂缝扩展的能力,但是该软件的导流能力预测、产能预测模块尚不完善,无法进行压裂方案的经济优化设计,不能开展泵注程序的优化。
同时该软件在压裂测试诊断方面的功能不齐全,只有二维压力降落诊断分析功能。
FracproPT是美国GRI开发的,该软件优点是比较适合现场技术和施工人员应用,但是其模型是无计算网格的拟三维模型或者说是裂缝的形态是预先假设好的圆形/椭圆的固定形状,该软件在进行弱遮挡储层的裂缝扩展模拟时缝高容易出现失控和对于由于岩性差异造成纵向裂缝形态的重要影响由于模型过于简单而掩盖了(如泥岩段与砂岩段缝宽上的差异等)。
这样大大制约了在弱遮挡储层及多层砂岩油藏压裂设计方面的应用。
MEYER是一套拟三维压裂设计分析软件,其优点是采用类似人工智能的技术进行压裂设计和分析,在国内外相对应用较少。
E-StimPlan是由国际上久负盛名的压裂专家.Nolte、Mike Smith先生创建的NSI公司开发的全三维压裂设计与分析软件,它不仅继承了压裂酸化领域的最新研究成果,适合压裂工程师进行压裂优化设计,尤其是Nolte、Smith创建的压裂压力诊断技术,特别适合现场工程师进行现场压裂分析。
E-StimPlan压裂设计分析软件具备目前进行压裂优化设计所需要的压裂设计、压裂分析/诊断、压裂油藏模拟和经济优化评价功能,能够完成压前地层评估、压裂方案设计与优化、全三维压裂模拟与敏感性分析、压裂过程及压后压力降落实时数据采集与分析、压力历史拟合和压裂效果评价等工作。
油井生产系统可分为三个子系统:从油藏到井底的流动——油层中渗流 从井底到井口的流动——井筒中流动从井口到地面计量站分离器的流动——在地面管线的水平或倾斜管流流入动态曲线:IPR 曲线 单相!定压!稳定流动条件下产量⎪⎪⎭⎫⎝⎛+--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛S r r B p p CKh q w e O O wfo r 21ln μ封闭!拟稳态条件下产量⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛S r r B p p CKh q w e O O wfo r 43lnμ单位制产量q渗透率K 厚度h 粘度μo 压力p 系数C 法定标准 m 3/d 10-3μm 2mmPa.sMPa0.543J O 称为采油指数 定义:单位生产压差下的油井产量意义:反映了地层性质、流体参数、完井条件以及泄油面积等与产量之间的关系()wfr o o wf r o o p p q J p p J q -=⇒-=油气两相流的流入动态r p <b p 2max8.02.01⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=rwfr wf o o p p p p q q非完善井:打开性质上的不完善井 S>0 打开程度上的不完善井 S>0 地层受伤 S>0 经过压力、酸化等措施的油井 S<0流动效率E f 定义:油井在同产量下,理想完善情况的生产压差与实际生产压差之比wft wf t f p p p p E --=' wf p '—理想完善情况的井底的流压完善井S=0或E f =1;超完善井S<0或E f >1;不完善井S>0或E f <1。
单相流与两相流的组合r p >b p >wf p()wf r o o p p J q -=当b wf p p =时 ()b r o b p p J q -= 当b wfp p <时 ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=28.02.01b wf b wf v b o p p p p q q q 在b wf p p =点二导数相等,得8.1bo v p J q =当b wftest p p ≥,采油指数wftestr otest o p p q J -=当b wftest p p <,单相油流采油指数⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+-=28.02.018.1b wftest b wftestb b r otesto p p p p p p p q J气液两相管流:游离气体和液体在圆管中同时流动的情况整个油井生产系统总压降的大部分消耗于举升管柱中的重力和摩阻损失由于气相密度明显小于液相密度,在上升流动中,气相的流动速度会快于液相。
储盖界面水岩反应耦合响应机制
王紫剑;唐玄;荆铁亚;赵文韬;周娟
【期刊名称】《地质论评》
【年(卷),期】2024(70)S01
【摘要】二氧化碳(CO_(2))地质封存是最直接有效的减少大规模温室气体排放的重要技术手段之一,在实际的地质条件下咸水层中CO_(2)会由于压力差和浮力作用不断向上运移,最终被封存在由咸水层、储层顶部和盖层底部构成的储盖界面中。
因此对储盖界面内CO_(2)—水—岩反应耦合机制的研究至关重要。
【总页数】2页(P39-40)
【作者】王紫剑;唐玄;荆铁亚;赵文韬;周娟
【作者单位】中国地质大学(北京)能源学院;自然资源部页岩气战略评价重点实验室;华能清洁能源研究院高效柔性燃煤发电与碳捕获利用与封存国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】X701;TE311
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浅析PBL在“油水井增产增注技术”教学中的应用摘要:本文通过对PBL教学方法在油水井增产增注技术课程的应用研究,介绍了PBL教学的内涵和组织方式。
教学实践证明PBL可以调动学生的学习兴趣,加强培养学生分析问题和解决问题的能力,是对石油工程专业课的教学手段的有效改进。
关键词:PBL 油水井增产增注酸岩反应The Application of PBL to oil and water wells stimulation courseAbstract:Based on the PBL teaching method in the yield of oil and water wells stimulation technology courses application,introduces the PBL teaching content and organization.PBL teaching practice proved that the students interest in learning can be mobilized to strengthen the students analyze and solve problems,is a petroleum engineering major courses teaching methods of effective improvement.Key Words:PBL;oil and water wells stimulation;acid-rock reaction 油水井增产增注技术这门课程是石油工业的重要组成部分,主要涉及原油和天然气在开采过程中用于采油井和注水井增产增注的水力压裂、油层酸处理、高能气体压裂、超声波、人工地震与井下脉冲放电技术和水动力学处理油层等技术,该课程包括各种增产增注措施的基本概念、作用原理、现场施工工艺设计、施工过程及应用效果等多方面内容,涵盖了工程流体力学、渗流力学、普通化学和普通物理学等方面知识,既有一定的理论深度,又有较强的实践性。
特殊酸液体系在塔里木油田碳酸盐岩油气藏的应用与认识张祥枫;吴安林;邓世杨【摘要】对油气藏进行酸化改造,酸液体系的选择至关重要,决定着储层改造的成功与否.文章概述了塔里木油田近几年针对复杂碳酸盐岩油气藏所应用的新型酸液体系,分析了各酸液体系的原理及其特征,以及现场应用所取得的效果,并提出了新的认识.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】3页(P154-156)【关键词】碳酸盐岩;油气藏;酸液体系;认识【作者】张祥枫;吴安林;邓世杨【作者单位】中国石油川庆钻探井下作业公司新疆分公司,新疆库尔勒841000;中国石油川庆钻探井下作业公司新疆分公司,新疆库尔勒841000;中国石油川庆钻探井下作业公司新疆分公司,新疆库尔勒841000【正文语种】中文【中图分类】P618.130.9塔里木盆地油气储层大多为碳酸盐岩油气藏,地层多数为高温、高压、高含硫、缝洞性储层,这类储层的特点大多为低孔、低渗、低饱和度。
这就造成了酸化施工中液体滤失量大,酸液有效作用距离短、施工泵压高等难题,为解决这些难题,近几年研究出了适合塔里木盆地储层改造的高温胶凝酸,清洁转向酸、地面交联酸、温控变粘酸、醇醚酸等酸液体系,在现场应用并取得了一定的效果。
1 特殊酸液体系应用概况1.1 胶凝酸体系胶凝酸体系是在酸液中加入胶凝剂,提高酸化工作液的粘度,束缚H+的传递速度,使H+的传递限于扩散,降低酸岩反应速度和酸液滤失速度,同时活性酸能达到储层的深部,提高穿透距离,达到深部酸化的目的。
现场配置的胶凝酸,胶凝剂的加量一般为0.8%,配置酸液表观粘度一般在33~39mPa·s之间。
胶凝酸在石灰岩和白云岩中的穿透距离如图1所示。
条件为:裂缝宽度0.063m,滤失速度为0,酸液浓度为15%[1]。
图1 酸液粘度与穿透距离的关系塔里木玛5-1H井,岩性为生屑灰岩,测井解释孔隙度为4.8%,应用1900m3胶凝酸喷射酸化改造后,经测试求产获得了日产107.0985万方天然气,取得了很好的储层改造效果。
西南石油学院学报1984年第2期
酸岩反应动力学的试验研究
赵立强陈砚.任书泉
~~
一一产心~
摘要
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,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
引言对破酸盐岩油气层进行酸化处理,常要用到化学反应动力学方面的数据,其中酸岩反应速度和反应动力学方程更为常
用
酸岩反应动力学方程分为两类:1酸岩反应系统的反应动力学方程,简称系统反应
动力学方程,2酸岩反应表面的反应动力学方程,简称表面反应动力学方程前者表示
反应系统的反应速度与系统中酸液浓度之间的关系后者表示酸岩反应表面上的反应速
度与反应表面上酸液浓度之间的关系借助试验只能求出系统反应动力学方程,表面反
应动力学方程播要通过计算来获取[l2],目前对此问题还没有很好地解决我们与四川石油管理局井下作业处合作,于1980年研制出第一台旋转岩盘试验
仪【幻自1081年起,利用研制出的旋转岩盘仪对四川地区主要油气产层—二迭系
阳
新灰岩和展旦系白云岩与盐酸液反应的反应动力学开展了试验研究重点研究了高温
高压稳定旋转运动时酸岩反应速度和酸岩系统的反应动力学方程确定该方程时使用
常用的VantHoff法,即微分法试验成果
在恒温恒压稳定搅动条件下,酸岩反应系统的反应动力学方程为
J二KC.(1)式中
C—某瞬时系统内的酸液浓度,克分子HCI/升.
acrV
、~,一、、一
~
。~
J=逻匕【一妥一,,酸岩反应速度,克分子HCI/厘米.秒
at、S,一同一一一一~~一一一,
里生一某瞬时酸浓度随时间的变化率,克分子HCI/升秒
at一一一一一
V—反应酸浓体积,升.
S—反应表面积
,
厘米名,
m—反应级数,
二_。。
:‘
。*.了克分子、’一,升
K—反应速度常数,!卫要上,二书卜
~
~一~~~、升/厘米二秒
对(1)式两边取对数,则IgJ=lgK+mlgC(2)
将坛J对坛C作图,可得一直线,用直线的截距可求得反应速度常数K,直线的料率可求得反应级数m值在进行数据处理时,可直接将CJ值绘于双对数坐标纸上为减少作图误杀,本
文求方程时,均采用回归分析
1盐酸与大理石反应
控制温度为60℃,压力为80公斤/厘米名(表压),在转速为600转/分条件下,不同浓度的盐酸液(配方为C%HCI+3%HAC+2%HCHO+1%AS,下同)与大理石反应,各测点反应时间均为1分钟实验数据如表
1
测点
123466
酸液浓度12562963444860247091:8944(克分子HCI/升)
反应速常115032903605432457008464,x,。·‘
蔷蝶
l)
将表1数据在双对数格纸上作图得一直线,如图1所示根据图1直线,处理后求得
m=0923E
、,产
K=9eo4xro
一
‘
(克分子HC
I
升升
厘米二秒
,(瑙笋
粤
铲
)
O/
盆度
60C
转速500
r
pm/
乙
压力即
k
以c
m
,
l}
吧/声
//
//气
1111C(克分子/升
)
图1盐酸液与大理石反应,反应速度与酸液浓度的关系曲线
将mK值代入(1)式,得反应动力学方程J=9804x10一6C“
。2.
(
3)
式(3)即为60℃,SOkg/。m:500转/分条件下盐酸与大理石的系统反应动力学方程
式
2盐酸液与石灰岩反应
(渡
)
在80公斤/厘米.压力,60℃温度,50转/分转速条件下,用盐酸与四川二迭
系阳新统灰岩反应,反应时间1分钟,第一种石灰岩样与盐酸反应数据如表2。
将表2数据在双对数纸上作图得
一
直线,如图2所
示
处理后,求得
m=086-
K一‘,
‘33X‘0
‘(克“
弄
HC’
升
厘米二秒
.一、
,/
则系统反应动力学方程为J=1183sx10一
,
Co克分
子HCI/升)
反应速度,x,0
·
馏矫弩与
,(偿笋移导),Z温度60℃
江、
转速
50
rPm
压力8
0kg/emZ
月r.’
/r
,/
/才
/】!!
345678910C(克分子/r}
图2石灰岩I与盐酸液反应反应速度与浓度的关系曲线式(4)表示石灰岩I与盐酸液反应时,反应速度随浓度的变化规律,此即上述条
件下的反应动力学方程(2)同样条件下(即压力80公斤/厘米“温度T=60
℃,转速n=60转/分,侧
点时间1分钟),用石灰岩I与盐酸反应,取得数据如表
3
将表3数据绘于双对数纸上仍为直线,如图3)诉示经回归处理后,求得(克分子HCI/升)反应速度:。
,
n。,
克分子
HCI
JX10.(哭岁另声答粼
一一厘米二秒
1361273244306070694
179940147042
一一、户
,(馨尸公)//
温度60℃转速500rp
m/
压力名ok
以
em
之
/厂
//
//
…//一11!
图3石灰岩I与盐酸液反应,45678910C(克分子/升)反应速度与浓度的关系曲线m二160.一、,.
了
K一‘o‘x‘0一
(克
分子
HCI
升升
厘米二秒
则系统反应动力学方程为J=407x10一CI二。(5
)
式(5)即为上述条件下,灰岩I与盐酸的反应动力学方程。3盐酸与白云
岩反应
(1)第一次试验
试验条件:温度T=60
℃,
压力
p=aok:/cIU
’.
转速n=1000转/分.反应时间3分钟:
岩石:威远展旦系白云岩;盐酸
:C%HCI+3%HAC+2%HCHO+1%AS
试验数据如表4所示用表4数据作出J、C关系曲线如图4所示
酸(克分子HCI/升)383反应速度JX10.(克分子HCI厘米二秒289443360247393
2613
处理后,求得
m=165
升厘米二秒.一、,夕K一’,66X‘0一(克分子HCI升
将mK值代入(1)式,则J=1366x10一C
:。。
(2)第二次试验
试验条件同(1),数据如表5所示
将表6中数据绘于双对数纸上如图6所示数据处理后,求得
川=l60
(6)