一種酸壓中氫離子有效傳質系數的測試裝置及測試方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于石油化工技術領域，具體設及一種酸壓中氨離子有效傳質系數的測試 裝置，還設及采用上述測試裝置的測試方法。
【背景技術】
[0002] 碳酸鹽巖酸壓中，酸液在水力裂縫中流動、反應，酸液逐漸消耗，當酸液流動一定 距離，酸液消耗完畢、變成殘酸，酸液從鮮酸變成殘酸所經過的距離為活酸作用距離，活酸 作用距離決定酸蝕縫長。酸壓優化設計中用氨離子有效傳質系數計算活酸作用距離，該參 數準確性決定優化設計的可靠性。目前氨離子有效傳質系數通過經驗公式計算，而計算該 參數時又需要氨離子擴散系數，氨離子擴散系數常用旋轉圓盤儀測試，該方法存在不足，旋 轉圓盤儀用直徑1英寸的小直徑巖屯、測試，不能模擬酸液在裂縫中流動條件下的反應；另 夕F，旋轉圓盤儀出口酸液濃度不能代表整個容器中的平均酸濃度，測試精度有限。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種酸壓中氨離子有效傳質系數的測試裝置，使用該裝置計 算出的氨離子有效傳質系數誤差小。
[0004] 本發明的另一目的在于提供酸壓中氨離子有效傳質系數的測試方法。
[0005] 本發明所采用的第一種技術方案是，一種酸壓中氨離子有效傳質系數的測試裝 置，包括酸罐和水罐，酸罐和水罐均分別與酸蝕裂縫導流槽的一端連通連接，酸蝕裂縫導流 槽的另一端與廢液罐連通連接。
[0006] 本發明第一種技術方案的特點還在于，
[0007] 酸罐、水罐、酸蝕裂縫導流槽均置于同一恒溫箱內。
[000引酸罐、水罐與酸蝕裂縫導流槽連通的管路上設有恒速恒壓累。
[0009] 酸蝕裂縫導流槽與廢液罐連通的管路上設有回壓閥。
[0010] 本發明所采用的第二種技術方案是，酸壓氨離子有效傳質系數的測試方法，具體 按照W下步驟實施：
[0011] 步驟1、制備巖板
[0012] 用巖性為碳酸鹽巖的油藏巖屯、制備兩塊尺寸為17. 78X3. 81X(2~3)厘米的巖 板，巖板的兩端為半圓弧狀；
[0013] 步驟2、制備待測氨離子有效傳質系數的酸液；
[0014] 步驟3、制備鹽水
[00巧]按照質量百分比，稱取W下原料：化C1 ;3. 5~8.75%，CaCl2;0. 3~0. 75%，MgCl2;0. 2~0. 5%，其余為清水，W上各組分的質量百分比之和為100%，按W上比例將原 料進行混合，得到鹽水；
[0016] 步驟4、稱取兩塊巖板的總質量叫；
[0017] 步驟5、將兩塊巖板置于酸蝕裂縫導流槽中，兩塊巖板之間間隙的寬度為需要的裂 縫寬度；
[001引步驟6、將步驟2制得的待測氨離子有效傳質系數的酸液注入酸罐、將步驟3制得 的鹽水注入水罐中，將恒溫箱調節到制備巖板的碳酸鹽巖所在地層的溫度；
[0019] 步驟7、先酸液驅替，20-100min后停止通酸，然后轉為鹽水驅替，將所有酸液驅出 后，停止恒速恒壓累，將巖板冷卻至常溫，拆除管線，稱兩個巖板的總質量m2，
[0020] 酸液消耗速運
【主權項】
1. 一種酸壓中氫離子有效傳質系數的測試裝置，其特征在于，包括酸罐（1)和水罐 (2) ，酸罐（1)和水罐（2)均分別與酸蝕裂縫導流槽（4)的一端連通連接，酸蝕裂縫導流槽 (4)的另一端與廢液罐（6)連通連接。
2. 根據權利要求1所述的一種酸壓中氫離子有效傳質系數的測試裝置，其特征在于， 所述酸罐（1)、所述水罐（2)、所述酸蝕裂縫導流槽（4)均置于同一恒溫箱（7)內。
3. 根據權利要求1或2所述的一種酸壓中氫離子有效傳質系數的測試裝置，其特征在 于，所述酸罐（1)、所述水罐（2)與所述酸蝕裂縫導流槽（4)連通的管路上設有恒速恒壓泵 (3) 〇
4. 根據權利要求1或2所述的一種酸壓中氫離子有效傳質系數的測試裝置，其特征在 于，所述酸蝕裂縫導流槽（4)與所述廢液罐（6)連通的管路上設有回壓閥（5)。
5. -種酸壓中氫離子有效傳質系數的測試方法，其特征在于，采用酸壓中氫離子有效 傳質系數的測試裝置，其結構為： 包括酸罐⑴和水罐（2)，酸罐⑴和水罐（2)均分別與酸蝕裂縫導流槽⑷的一端連 通連接，酸蝕裂縫導流槽（4)的另一端與廢液罐（6)連通連接； 所述酸罐（1)、所述水罐（2)、所述酸蝕裂縫導流槽（4)均置于同一恒溫箱（7)內； 所述酸罐（1)、所述水罐（2)與所述酸蝕裂縫導流槽（4)連通的管路上設有恒速恒壓泵 (3)； 所述酸蝕裂縫導流槽（4)與所述廢液罐（6)連通的管路上設有回壓閥（5); 具體按照以下步驟實施： 步驟1、制備巖板（8) 用巖性為碳酸鹽巖的油藏巖心制備兩塊尺寸為17. 78X3. 81X (2~3)厘米的巖板 (8)，巖板（8)的兩端為半圓弧狀； 步驟2、制備待測氫離子有效傳質系數的酸液； 步驟3、制備鹽水 按照質量百分比，稱取以下原料：NaCl :3. 5~8. 75%，CaCl2:0. 3~0. 75%，MgCl 2: 0. 2~0. 5%，其余為清水，以上各組分的質量百分比之和為100%，按以上比例將原料進行 混合，得到鹽水； 步驟4、稱取兩塊巖板（8)的總質量m1; 步驟5、將兩塊巖板（8)置于酸蝕裂縫導流槽（4)中，兩塊巖板（8)之間間隙的寬度為 需要的裂縫寬度； 步驟6、將步驟2制得的待測氫離子有效傳質系數的酸液注入酸罐（1)、將步驟3制得 的鹽水注入水罐（2)中，將恒溫箱（7)調節到制備巖板（8)的碳酸鹽巖所在地層的溫度； 步驟7、先酸液驅替，20-100min后停止通酸，然后轉為鹽水驅替，將所有酸液驅出后， 停止恒速恒壓泵（3)，將巖板（8)冷卻至常溫，拆除管線，稱兩個巖板（8)的總質量m 2， 酸液消耗速度
其中4=31〇1/2)2+!1*仏-!1)，1^=17.78為巖板（8)長度，!1 = 3.81為巖板（8)高度， t為步驟7中的通酸時間，為碳酸鹽巖摩爾質量，當碳酸鹽巖為石灰巖時MW_b_te =100g/mol，當碳酸鹽巖為白云巖時MWMA_te= 184g/mol，a為系數，當碳酸鹽巖為石灰巖 時a = 2,當碳酸鹽巖為白云巖時a = 4 ; 酸液有效傳質系f
其中，C為酸液中鹽酸的質量百分比，MWra= 36. 5g/mol為鹽酸摩爾質量，P 為酸液
密度； 酸液有效消耗時間 其中，w為兩塊巖板（8)之間的寬度。
6. 根據權利要求5所述的一種酸壓中氫離子有效傳質系數的測試方法，其特征在于， 所述步驟2中制備待測氫離子有效傳質系數的酸液的具體步驟為：按照質量百分比，稱取 以下原料：稠化劑：〇. 5~1 %，助排劑：0. 6~1 %，鹽酸10~20 %，鐵離子穩定劑：0. 6~ 1%，酸化緩蝕劑：〇. 6~1%，其余為清水，以上各組分的質量百分比之和為100%，按以上 比例將原料進行混合，得到稠化酸。
7. 根據權利要求5所述的一種酸壓中氫離子有效傳質系數的測試方法，其特征在于， 所述步驟2中制備待測氫離子有效傳質系數的酸液的具體步驟為：按照質量百分比，稱取 以下原料：稠化劑：0.5~1%，交聯劑：0.6~0.9%，助排劑：0.6~1%，鹽酸10~20%， 鐵離子穩定劑：〇. 6~1 %，酸化緩蝕劑：0. 6~1 %，其余為清水，以上各組分的質量百分比 之和為100%，按以上比例將原料進行混合，得到交聯酸。
【專利摘要】本發明公開了一種酸壓中氫離子有效傳質系數的測試裝置，包括酸罐和水罐，酸罐和水罐均分別與酸蝕裂縫導流槽的一端連通連接，酸蝕裂縫導流槽的另一端與廢液罐連通連接。本發明還公開了酸壓中氫離子有效傳質系數的測試方法，通過測量巖板酸蝕前后質量變化，計算酸液消耗速度，再通過酸液消耗速度及酸液濃度計算裂縫中酸液有效傳質系數，通過裂縫中酸液量和酸液消耗速度計算裂縫中酸液有效消耗時間。
【IPC分類】C09K8-74, E21B43-27, E21B49-00
【公開號】CN104763399
【申請號】CN201510091460
【發明人】董曉軍, 張明, 蒲陽峰, 羅立錦
【申請人】董曉軍
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年2月28日