[發(fā)明專利]一種測定碳酸鹽巖與鹽酸反應(yīng)速度的實(shí)驗(yàn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810046439.2
• 申請日: 2008-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN101458241A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊兆中;李小剛;蔣海;孫健
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N31/00
• 分類號(hào): G01N31/00;G01N21/35
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于酸化壓裂實(shí)驗(yàn)室、研究室測定碳酸鹽巖與鹽酸反應(yīng)速度的實(shí)驗(yàn)方法。?

背景技術(shù)

酸壓是碳酸鹽巖油氣層重要的增產(chǎn)技術(shù)。酸壓設(shè)計(jì)是酸壓施工的基礎(chǔ)，酸巖反應(yīng)速度是酸壓設(shè)計(jì)必須的參數(shù)。現(xiàn)有酸巖反應(yīng)速度測定實(shí)驗(yàn)方法可以歸納為靜態(tài)方法和動(dòng)態(tài)方法兩大類。?

靜態(tài)實(shí)驗(yàn)是將一定體積的巖石放在裝有酸液的高壓釜內(nèi)，保持恒溫、恒壓和一定的面容比，使酸巖在高壓釜內(nèi)反應(yīng)。靜態(tài)試驗(yàn)不能反映酸液在地下流動(dòng)反應(yīng)的真實(shí)情況，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果只能作為酸液配方對比的依據(jù)，而不能作為酸壓設(shè)計(jì)的依據(jù)。?

動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)方法有動(dòng)力模擬實(shí)驗(yàn)和流動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)兩種。動(dòng)力模擬實(shí)驗(yàn)，又稱旋轉(zhuǎn)圓盤實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中從地層巖心中切取的巖盤被放在裝有酸液的高壓釜內(nèi)旋轉(zhuǎn)并與酸液反應(yīng)，動(dòng)力模擬實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了酸壓過程中酸巖反應(yīng)的動(dòng)態(tài)性，但是高壓釜內(nèi)流場與實(shí)際酸壓裂縫內(nèi)的流場差別很大。流動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)，又稱人工裂縫模擬實(shí)驗(yàn)，采用露頭巖石制成大小相同的兩塊巖板，然后粘合成一條人工裂縫，酸液在縫內(nèi)流動(dòng)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)過程與地層條件下的酸液流動(dòng)反應(yīng)過程的相似程度高于其它實(shí)驗(yàn)方法。?

但是，無論是靜態(tài)實(shí)驗(yàn)方法還是動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)方法，都是從反應(yīng)物濃度變化的角度求取酸巖反應(yīng)速度，即：每隔一定時(shí)間取酸樣、并滴定測定其濃度，作酸巖反應(yīng)速度隨時(shí)間的變化曲線，由此計(jì)算酸巖反應(yīng)的速度。滴定操作的精度對所求得酸濃度的精度影響很大，而且間隔取樣操作不連續(xù)，不能發(fā)現(xiàn)取樣間隔期間反應(yīng)速度可能出現(xiàn)的異常波動(dòng)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：為了克服酸壓實(shí)驗(yàn)中間隔取樣的不連續(xù)性和滴定法測試酸液濃度可能造成的誤差，提高測定碳酸鹽巖與鹽酸反應(yīng)速度的準(zhǔn)確性，特提供一種測定碳酸鹽巖與鹽酸反應(yīng)速度的實(shí)驗(yàn)方法。?

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：?

一種測定碳酸鹽巖與鹽酸反應(yīng)速度的實(shí)驗(yàn)方法，其特征是：先在儲(chǔ)罐中裝入適量的常溫蒸餾水作為驅(qū)替流體，而后將驅(qū)替流體用恒流泵以預(yù)設(shè)的恒定排量泵出并輸入第一中間容器，驅(qū)動(dòng)第一中間容器中的活塞，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)活塞另一側(cè)的酸液離開第一中間容器，并經(jīng)水浴中的預(yù)熱盤管加熱升溫至預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)溫度，然后進(jìn)入雙巖板模擬裂縫反應(yīng)器與壁面巖石發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)后的殘酸及包含有二氧化碳的反應(yīng)生成物經(jīng)過換熱器冷卻至常溫，并經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入立式氣液分離器，同時(shí)氮?dú)鈴牧⑹綒庖悍蛛x器底部入口注入，使溶解在液體中的二氧化碳析出；包含有氮?dú)夂投趸嫉幕旌蠚怏w從分離器的頂部出口排出，殘酸及其它液體從分離器的底部出口排出；從分離器的頂部出口排出的包含有氮?dú)夂投趸嫉幕旌蠚怏w進(jìn)入裝有蒸餾水的第二中間容器，脫除氣體中混雜的氯化氫，隨后混合氣體從底部進(jìn)入裝有固態(tài)五氧化二磷的第三中間容器，脫出氣體中混雜的水分，從第三中間容器的頂部出口排出的混合氣體進(jìn)入裝有濃硫酸的第四中間容器，進(jìn)一步脫除混合氣體中的水分；最后，混合氣體經(jīng)過紅外氣體分析儀，測得混合氣體中二氧化碳的相對含量，并通過氣體流量計(jì)、壓力計(jì)、溫度計(jì)分別測得混合氣體的總流量、壓力和溫度，結(jié)合氣體狀態(tài)方程和化學(xué)反應(yīng)式，經(jīng)換算可得出以二氧化碳生成速度或酸液消耗速度表示的酸巖反應(yīng)速度。?

在雙巖板模擬裂縫反應(yīng)器的進(jìn)液口和排液口均安裝溫度計(jì)、壓力計(jì)和氣液兩相流量計(jì)，則此流程具有了裂縫流變儀的基本功能，根據(jù)壓力、流量和模擬裂縫幾何尺寸間的關(guān)系，可求出酸巖反應(yīng)條件下縫內(nèi)流體的流變參數(shù)。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：(1)克服了間隔取樣不連續(xù)性和滴定法測試酸液濃度的可能造成的誤差；(2)一套流程具有多種用途，在雙巖板模擬裂縫的進(jìn)液口和排液口均安裝溫度計(jì)、壓力計(jì)和氣液兩相流量計(jì)后，此流程就具有了裂縫流變儀的功能，根據(jù)壓力、流量和模擬裂縫幾何尺寸間的關(guān)系，可以求出酸巖反應(yīng)條件下縫內(nèi)流體的流變參數(shù)；(3)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)方法，操作方便、準(zhǔn)確性較高，可用于酸壓實(shí)驗(yàn)室、研究室測定碳酸鹽巖與鹽酸的動(dòng)態(tài)反應(yīng)速度。?

附圖說明

附圖為本發(fā)明測定碳酸鹽巖與鹽酸反應(yīng)速度的實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)流程示意圖。?

圖中：1、儲(chǔ)罐，2、恒流泵，3、第一中間容器，4、活塞，5、預(yù)?熱盤管，6、雙巖板模擬裂縫反應(yīng)器，7、換熱器，8、過濾器，9、立式氣液分離器，10、分離器底部入口，11、分離器底部出口，12、分離器頂部出口，13、第二中間容器，14、第三中間容器，15、第四中間容器，16、紅外氣體分析儀，17、氣體流量計(jì)，18、壓力計(jì)，19、溫度計(jì)。?

具體實(shí)施方式

根據(jù)附圖所示的實(shí)驗(yàn)流程圖，本發(fā)明的具體實(shí)施方式如下：?