[发明专利]基于溶解扩散的固体防垢块井下投放寿命预测方法

权利要求书

1.一种基于溶解扩散的固体防垢块井下投放寿命预测方法，其特征在于，其具体步骤为：

S1、开展固体防垢块静态溶解实验，根据静态溶解实验结果计算固体防垢块在水中的扩散系数；

S2、根据扩散系数计算井筒内防垢剂浓度分布达到稳定时的扩散通量以及井底口袋释放出的防垢剂与产层产出水混合后的浓度；

S3、根据扩散通量及井底口袋释放出的防垢剂与产层产出水混合后的浓度计算投放到井下的固体防垢块的使用寿命。

2.如权利要求1所述的基于溶解扩散的固体防垢块井下投放寿命预测方法，其特征在于，步骤S1中，计算扩散系数具体步骤为：

S11、模拟固体防垢块投放到井底口袋内，开展固体防垢块溶解扩散实验，测量固体防垢块投放位置处的防垢剂平衡浓度C_o以及不同扩散时间t、不同扩散距离x处的防垢剂浓度C(x,t)；

S12、根据一维菲克第二定律和连续方程得到一维扩散方程表示为：

式中，D_e为固体防垢块在水中的分子扩散系数；

初始条件为：C(x,t)＝0,0≤x∞；C_o(0,t)＝C_o,t0；C_o(∞,t)＝0,t0；

求解公式(1)得到防垢剂浓度C(x,t)计算方程为：

则固体防垢块在扩散时间t内的溶解总量为∑m，通过公式(2)和(3)对扩散距离x积分得到：

式中，A_w为井筒扩散截面积，单位：m²；

S13、令公式(4)中的则：

∑m＝k*t^0.5 (5)

根据实验测得固体防垢块溶解总量∑m与扩散时间t的关系，由公式(5)计算得到k；

井筒扩散截面积A_w和防垢剂平衡浓度C_o已知，则求出分子扩散系数D_e；

根据分子扩散系数D_e计算井底口袋上部防垢剂对流扩散系数D_h和产层混合带防垢剂对流扩散系数D_m。

3.如权利要求2所述的基于溶解扩散的固体防垢块井下投放寿命预测方法，其特征在于，通过公式(6)计算井底口袋上部防垢剂对流扩散系数D_h，通过公式(7)计算产层混合带防垢剂对流扩散系数D_m，公式(6)和公式(7)表示为：

D_h＝D_e+αV_wh (6)

D_m＝D_e+0.5αV_wm (7)

式中，为介质弥散度；V_wh为井底口袋内微弱对流速度，单位：m/s；

V_wm为产层井段平均水流速度，单位：m/s；。