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9.1.4 酸液有效作用距离在线视频

9.1.4 酸液有效作用距离

下一节:9.1.5 前置液酸压

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9.1.4 酸液有效作用距离课程教案、知识点、字幕

同学们好

本节我们学习

碳酸岩储层酸压中

非常重要的一个概念

酸液的有效作用距离

首先我们先看几个概念

残酸

什么是残酸呢

当酸浓度降低到一定浓度的时候

比如说是原浓度的2%到3%

基本上失去了对岩石的溶蚀能力

这时候的酸我们称为残酸

那么活性酸的有效作用距离又是什么呢

它指的是酸液由活性酸变为残酸之前

所流经的裂缝中的距离

而酸压的裂缝有效长度指的

是活性酸的有效作用距离内

仍具有相当导流能力的裂缝长度

我们来做一个示意图

如果这是一条酸压裂缝里面

酸液流经的长度

那么这一部分呢

就是酸液变为残酸之前

也就是它具有活性的时候

所流经的一段距离

那么这样的一段距离

我们称为有效的作用距离

而有效的长度指的呢

就是在这样的一个距离范围之内

如果这条裂缝能够得到有效的支撑

那么这段长度我们就称为有效的长度

所以整个酸的距离不等于有效的距离

而有效作用距离之内呢

又不等于真正的起作用的有效长度

这几个概念希望同学们要加以区别

那么在研究酸液的有效作用距离

和裂缝的有效长度的时候

我们发现无论是有效作用距离也好

还是裂缝的有效长度也好

都跟酸液在裂缝中的浓度分布

是有关系的

所以为了能够获得正确的有效作用距离

为了能够取得正确的裂缝的有效长度

我们需要知道酸液

在裂缝中行进的时候

它的流动规律

以及浓度的分布是什么样的

那么关于裂缝中酸浓度的分布规律

我们一般采用的办法

是用数学模拟的方式来

建立酸浓度分布的数学模型

那么其中重要的氢离子传质系数的确定

是采用物理模拟实验的方式来完成的

首先我们先看一下

酸液在裂缝中流动

它反应的偏微分方程是如何建立的

我们做如下的假设

首先是恒温恒压下

酸沿裂缝呈稳定的层流状态

另外就是酸液为不可压缩的液体

第三是酸的密度假定是均一的

最后传质系数呢与酸液的浓度无关

在这样的假设条件之下

我们有这样的一个模型

那么这个示意图

表达的是一个平板的裂缝

俯视的一个俯视图

这是裂缝的入口

酸液的流速

初始流速U0

初始的浓度C0

经过裂缝流动之后达到的浓度C

以及它的流速U

那么在裂缝里面

沿裂缝的平行方向我们称为X方向

垂直于裂缝平板的方向称为Y的方向

酸液在裂缝中的平均滤失速度称为V

在这样的一个系统里面我们列出

它的对流扩散偏微分方程式

是如下的一种形式

它表达了沿X方向Y方向它的流动速度

浓度的分布

以及它的传质系数之间的对应关系

这个方程它的边界条件是什么呢

其中在裂缝的入口位置浓度是C0

那么在沿裂缝的壁面位置

它的浓度我们认为是零

为什么是零呢

就是酸液到达裂缝壁面的时候

我们认为这种表面反应是瞬间完成的

从而使得酸液的浓度降为最低降为零

最后的这个边界条件指的是

在裂缝的中心位置

就是酸液的浓度沿Y方向它的梯度为零

在这样的边界条件之下

我们求解这个偏微分方程

得到了如下的图版

这是一个无因次的图版

它的两个坐标轴分别是

纵轴

我们称为无因次的皮克利特数

是用这个计算式来表达的

那么它的横坐标呢

是无因次的有效作用距离

是用这个式子来计算的

其中无因次的皮克利特数

里面有滤失速度裂缝的平均宽度

以及氢离子的传质系数

无因次的作用距离呢

用滤失系数X表达的是

在裂缝中具体的距离

也就是它的位置

而U0表示的是初始的流速

W表示裂缝的宽度

这样的一个图版就给我们一种可能

就是去计算在不同的位置

它的浓度分布情况是怎么样的

应用这个无因次图版我们可以做两件事

第一就是我们可以

在已知断面位置的情况之下

来求这个位置

对应的酸浓度是多少

如何来求呢

就是指定一个位置X之后

我们就可以计算出

它的无因次的作用距离

知道了无因次的作用距离

我们又能计算出

它对应的皮克利特数

然后我们就可以得到一个交点

这个交点对应的图版里面的一条曲线

表达的就是它的浓度

那么图板里面的每条曲线

表示的是C比C0代表的这条曲线

C表示的是当前的浓度

C0表示的是

在酸液进入裂缝之前的初始浓度

利用这个图版可以做的第二个应用是

我们可以已知浓度的情况之下

来求对应这个浓度的距离是多少

也就是你指定一个浓度

我们可以通过这个图版确定出

对应这个浓度的位置在哪里

这个的计算方法呢跟刚才是类似的

也就是我们知道了浓度

我们就可以找到对应的那条曲线

然后根据皮克利特数呢和这条曲线相交

交点的横坐标我们就得到了

一个无因次的距离

那么通过无因次距离

就可以求出具体的位置X来

下面我们通过一个实例

来看一下具体的应用

也就是地层破裂之后

某一个时刻活性酸

有效作用距离是多少

这是我们刚才所说的在酸化压裂里面

非常重要的一个概念

求它的有效作用距离

怎么来求呢

首先我们通过滤失系数

可以求出滤失速度

这一点跟我们前面所讲的

水力压裂是一样的

那么根据T时刻我们可以求出所对应的

裂缝长度以及裂缝的宽度

根据酸液的排量

裂缝的高度以及裂缝的宽度

我们可以求出在缝中的流速是多少

通过这样的一些计算

我们可以算出皮克利特数

那么通过活性酸的浓度

我们可以通过查图版呢

得到了它对应的无因次作用距离

通过无因次作用距离我们可以求出来

它的实际的距离X

也就是我们要求的活性酸的

有效作用距离是多少

那么增加酸液有效作用距离

的方法有哪些呢

通过刚才我们的数学模型

我们可以知道

在地层中产生较宽的裂缝

实现较低的氢离子有效传质系数

采用较高的排量

以及尽可能小的滤失量

这些方法都可以有效的

去增加酸液的有效作用距离

那么在现场中呢

我们一般采取了以下的措施

就是采用泡沫酸

乳化酸或者是胶化酸

来减少氢离子的传质系数

那么通过前置液酸压的方法

来增加裂缝的宽度

最后就是通过

适当增加排量以及防滤失剂

来提高有效酸液深入裂缝的能力

以上就是本节介绍的主要内容

同学们再见

采油工程课程列表:

第一章 绪论

-1.1 采油工程的主要任务

--1.1 采油工程的主要任务

-1.2 油井生产系统中的流动

--1.2 油井生产系统中的流动

-课后习题--作业

第二章 油井流入动态

-2.1 油井流入动态曲线与油井产能

--2.1.1 单相液体流入动态

--2.1.2 油井产能与 IPR 曲线

-2.2 Vogel 方程及其应用

--2.2.1 Vogel 方程

--2.2.2 利用 Vogel 方法计算油井 IPR 曲线

--2.2.3 表皮系数与流动效率

--2.2.4 非完善井 Vogel 方法修正

--2.2.5 单相-两相共存流入动态

-课后习题--作业

第三章 井筒举升能力

-3.1 井筒气液两相流基本概念

--3.1.0 井筒多相流动概述

--3.1.1 垂直管流的流型

--3.1.2 滑脱现象

--3.1.3 流动特性参数

-3.2 垂直管流计算方法

--3.2.1 井筒压力梯度基本方程与计算

--3.2.2 奥氏方法流型判断

--3.2.3 奥氏方法压降计算

-3.3 举升能力与 VLP 曲线

--3.3 举升能力与 VLP 曲线

-课后习题--作业

第四章 节点系统分析方法

-4.1 节点分析方法

--4.1.1 什么是节点系统分析方法

--4.1.2 井底为求解点

--4.1.3 井口为求解点

-4.2 嘴流规律

--4.2.1 嘴流特性

--4.2.2 油嘴为求解点

-课后习题--作业

第五章 气举采油

-5.1 气举原理

--5.1.1 认识气举

--5.1.2 气举启动

-5.2 气举阀与气举管柱

--5.2.1 气举阀原理

--5.2.2 气举管柱

-5.3 气举设计

--5.3.1 定产量设计

--5.3.2 定注气量设计

--5.3.3 安装启动阀后的启动过程

--5.3.4 图示法启动阀设计

-课后习题--作业

第六章 有杆泵采油(一)

-6.1 抽油装置介绍

--6.1.1 抽油机

--6.1.2 抽油杆

--6.1.3 抽油泵

-S1 第二课堂 油田现场的抽油机

--1 实际抽油机介绍

--2 抽油机启动与停机操作

--3 抽油机冲程调节操作

--4 抽油机冲次调节操作

--5 油井井口采油树介绍

-6.2 泵的基本原理

--6.2.1 泵的抽汲过程

--6.2.2 泵的排量

-6.3 悬点运动规律

--6.3.1 悬点运动规律-简谐运动

--6.3.2 悬点运动规律-曲柄滑块运动

-6.4 悬点载荷计算

--6.4.1 静载荷

--6.4.2 动载荷

--6.4.3 悬点最大载荷与最小载荷

-课后习题--作业

第六章 有杆泵采油(二)

-6.5 抽油机平衡、扭矩与功率计算

--6.5.1 抽油机平衡

--6.5.2 平衡计算

--6.5.3 扭矩与扭矩因数

--6.5.4 扭矩曲线

--6.5.5 电动机选择与功率计算

-S2 第二课堂 抽油机平衡调节操作

--抽油机平衡操作

-6.6 泵效计算

--6.6.1 冲程损失

--6.6.2 气体对泵工作的影响

--6.6.3 提高泵效的措施

-6.7 有杆泵设计

--6.7.1 抽油杆柱强度计算及设计

--6.7.2 有杆泵抽油机生产系统设计

-6.8 有杆抽油系统工况分析

--6.8.1 抽油井液面测试与分析

--6.8.2 认识示功图

--6.8.3 典型功图分析

-S3 第二课堂 抽油机示功图测试

--抽油机示功图测试操作

-课后习题--作业

第七章 注水

-7.1 注水系统

--7.1.1 水源与水处理

--7.1.2 注水系统

-S4 第二课堂 油田注水系统介绍

--油田注水系统介绍

-7.2 吸水能力的分析

--7.2.1 注水井的吸水能力

--7.2.2 分层吸水能力测试方法

-7.3 分层注水管柱

--7.3 分层注水管柱

-7.4 注水指示曲线分析与应用

--7.4.1 注水指示曲线分析

--7.4.2 水嘴调配

-课后习题--作业

第八章 水力压裂技术(一)

-8.0 水力压裂概述

--8.0 水力压裂概述

-8.1 造缝机理

--8.1.1 基本岩石力学参数

--8.1.2 地应力

--8.1.3 井壁上的应力

--8.1.4 造缝条件

-课后习题--作业

第八章 水力压裂技术(二)

-8.2 压裂液

--8.2.1 认识压裂液

--8.2.2 压裂液滤失性

--8.2.3 压裂液流变性

-8.3 支撑剂

--8.3.1 认识支撑剂

--8.3.2 裂缝导流能力

--8.3.3 悬浮型支撑剂分布

--8.3.4 沉降型支撑剂分布

--8.3.5 支撑剂选择

-8.4 压裂设计

--8.4.1 压裂井增产幅度

--8.4.2 裂缝几何参数计算模型

--8.4.3 基本压裂设计过程

-课后习题--作业

第九章 酸处理技术

-9.0 酸处理概述

--9.0 酸处理概述

-9.1 碳酸盐储层盐酸处理

--9.1.1 碳酸盐储层酸化原理

--9.1.2 影响酸盐反应速度的因素

--9.1.3 酸化压裂基本概念

--9.1.4 酸液有效作用距离

--9.1.5 前置液酸压

-9.2 砂岩储层土酸处理

--9.2.1 砂岩储层酸化原理

--9.2.2 土酸处理设计

-9.3 酸处理工艺

--9.3.1 酸液及添加剂

--9.3.2 酸处理工艺

-课后习题--作业

期末考试

-期末考试

9.1.4 酸液有效作用距离笔记与讨论

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