9.1.2 影响酸盐反应速度的因素在线视频

同学们好

本节我们学习

影响酸岩反应速度的因素

对于酸化过程来说

反应速度是一个非常重要的量

我们在酸化处理的时候

要尽量的追求比较低的反应速度

提高酸化的作用距离

这是酸化处理的主要的目标

酸化的反应速度

到底跟哪些因素有关呢

首先我们先看一下

酸化复相反应速度的表达式

我们知道酸化反应的反应速度

是取决于氢离子的传质速度的

而费克定律表达了

传质情况之下

反应速度的关系式

这个关系式

主要是由这么几个部分组成

酸岩反应的速度

是用了单位时间之内浓度变化

这样的一个指标

这是反应的速度常数

DH表达的是氢离子的传质系数

这是面容比

这个是酸液的浓度梯度

在这样的一个表达式里面

我们看到了一些影响反应速度的因素

同时还有其它的一些因素

会影响到这些参数

因此下面我们就分别的来看一下

影响酸岩反应的具体因素有哪些

首先就是面容比

面容比越大

单位体积之内的酸液

氢离子传到岩石表面的数量就越多

从而反应速度也就越快

对于这样的一个结论

我们看在油田中两个实例

第一个就是低渗的孔隙地层

对于低渗地层来说

它的面容比大

接触的面积比较大

这个时候反应速度也就比较快

酸化效果就受到了影响

这和我们的期望就有了差别

也就是对于低渗储层

我们希望通过酸化处理

提高它的酸化效果

但是因为渗透率的原因

因为它的面容比的原因

导致了它的反应速度比较快

影响到了酸化效果

另外的一个方面

就是我们如果是采用酸液

作为压裂液压开裂缝的话

我们知道压开裂缝以后的面容比

是减小了很多的

这个时候它的反应速度

也就相对变慢了

而酸化的效果就会比较显著

也就是通过酸液压开裂缝的方式

能够提高酸化的效果

第二个方面是酸液的流速

酸液的流速是有正反两个方面

影响到了酸岩的反应速度

其中一个就是

酸液的流速增加

会使得新鲜酸液

源源不断地补充到岩石表面

这时使得氢离子的传质速度增加

酸液的反应速度变快

那另外一个方面

就是酸液的流速加大了之后

酸液渗流的作用加强了

也就是它能够穿透更远的距离了

综合正反这两方面的因素

我们说

因为流速的增加导致了反应速度的加快

它的倍数没有流速增加的倍数大

我们可以这样来理解这句话

也就是酸液的流速增加了之后

酸液还没来得及反应

就深入到了更远的深处

因此我们有这样的结论

也就是增加酸液的流速

可以提高酸液的有效作用距离

正是因为有这样的结论呢

在工程上我们就增加施工的排量

来提高酸化的效果

第三就是酸液的类型

一般来说强酸的反应速度快

弱酸的反应速度慢

这个比较好理解

就是强酸它的电离作用强

电离出来的氢离子的浓度也就大

它的反应速度就快

为了减缓这样的一种趋势

在工程上就常采用

盐酸与醋酸混合的方式

来处理地层

第四个方面是盐酸的浓度

盐酸的浓度按照我们前面学习

我们知道高浓度的盐酸

可以在比较少的体积量的情况之下

处理更多的地层

同时产生的余酸也比较容易返排

但是高浓度的盐酸

它的反应速度又是怎么样的呢

通过一定的实验我们有这个曲线

我们来看

首先就是这条实线

它代表的是新鲜酸液

不同浓度的时候

它的反应速度怎么样

通过这种变化趋势我们发现

这个地方有一个最高值

也就是新鲜酸的浓度

达到24%到25%的时候

它的反应速度是最快的

而超过了这个浓度之后

也就是大于了24% 25%之后

也就是随着浓度进一步地加大

它的反应速度反倒下降了

这一点就给我们一种启示

对于新鲜酸来说

浓度越高的情况之下

它的反应速度是下降

另外一个方面

我们来看一下这个虚线

虚线代表的是新鲜酸反应之后的余酸

经过不同浓度的时候

它的反应速度的情况

这里面给我们两个启示

首先一个我们来看一个例子

28%的新鲜酸

它在变成余酸的时候呢

它是经过这条曲线进行变化的

当余酸的浓度达到了15%的时候

到这个点的位置的时候

我们注意到它对应的反应速度

是50%

而新鲜的15%的酸

它的反应速度是70%

也就意味着余酸它的反应速度

比同等浓度的新鲜酸

它要低很多

这是一个方面的认识

另外一个方面我们来看

新鲜酸的浓度越大的时候

它变成余酸

它的反应速度越小

也就说这些曲线

新鲜酸的浓度越大

它的余酸的曲线越在下方

总结这两个认识我们知道

初始的盐酸浓度越大

余酸的反应速度就越慢

因此高浓度的盐酸

有利于延长酸液的作用距离

另外一点就是高浓度的盐酸

降为低浓度时

其反应速度比相应浓度的新酸

它的反应速度要慢很多

所以我们要选用高浓度的酸

因此和前面所讲的

使用高浓度酸的优点类似的

我们使用高浓度的酸

从反应速度这个方面来说

也是有优势的

第五就是温度的影响

温度的影响里面我们看到

温度升高氢离子的运动加剧

传质的速度加快

因此酸岩的反应速度加快

这是不同温度的情况之下

反应速度的一条曲线

这条曲线也就说明了

我们在酸化反应的时候

特别是在井下的温度比较高的情况之下

我们有必要采取合适的

一些降温的措施

来降低井下的温度

从而减缓酸岩的反应速度

第六个方面是压力

不同的岩石类型

都有随着压力的增加

它的反应速度降低的

这样的一个过程

但是这里面我们看到

当压力超过了5到6兆帕的时候

它的影响范围是比较小的

除了以上的因素之外

还有其它的几个方面因素

也影响到了酸岩的反应速度

其中岩石的化学成分

里面泥质含量越高的时候

它的反应速度呢是越慢的

另外就是岩石

如果表面粘接有油膜的情况之下

会降低反应速度

另外酸液的粘度增加

反应速度就会降低

以上就是我们介绍了

影响酸岩反应速度的主要的一些因素

通过这些因素的研究

我们可以知道

通过降低酸岩反应速度

提高酸化效果的措施

有以下的几个方面

第一就是降低面容比

第二就是提高酸液的流速

第三是使用稠化酸

高浓度的盐酸和多组分酸

来降低反应速度

最后就是通过降低井底温度的方式

来降低反应速度

提高酸化的效果

以上就是本节介绍的主要内容

同学们再见