[发明专利]一种用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置及方法，该装置包括高温高压反应釜、预热系统、污染物处理系统和测量系统；所述预热系统包括储酸罐，储酸罐左侧通过阀一与气泵相连，储酸罐右侧通过阀二与高温高压反应釜相连；所述污染物处理系统包括废液处理装置，废液处理装置通过阀四与高温高压反应釜相连；所述测量系统，包括HCl气体处理罐、CO₂气体收集罐和电子天平，所述HCl气体处理罐盛有饱和NaCl溶液，CO₂气体收集罐盛有NaOH溶液CO₂气体收集罐下部安装有电子天平。本发明的测定装置及方法能够真实模拟施工过程中高粘酸液与岩石的化学反应，在不同温度及压力条件下测试酸岩反应速率，用以指导酸压工艺技术措施。

技术领域

本发明涉及一种酸-岩反应速率的测定装置及方法，特别涉及一种用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置及方法，属于石油工程领域。

背景技术

酸压是储层改造常用的有效措施之一，酸岩反应动力学参数是酸压设计的依据。酸岩反应动力学是酸液与孔隙或裂缝中的可溶物接触后发生化学反应速度的描述，酸岩反应速度决定了酸液有效作用距离和裂缝璧面的刻蚀形态，从而决定了酸压后裂缝的导流能力，是最终影响酸压效果的关键因素。

工程实际中，酸液体系中会加入不同类型的表面活性剂或高分子聚合物，酸液体系的粘度、化学反应速率均受温度、压力的影响。所以在不同的温度、压力条件下，研究不同类型的酸岩反应动力学参数对于提高酸压储层改造效果，最大限度发挥油藏潜能，进一步提高整体的开发效益具有重要意义。

2012年8月8日中国专利库授权了一件名称为“不同粘度酸液体系酸岩反应动力学参数测定装置”的专利文件，授权号为：CN1016992828，该装置由一个反应釜和两套不同型号的夹持器构成主体部分，还包括一些给釜体内提供旋转的动力装置及一些简单的测量装置。实验时搅动反应釜内部的液体，酸液沿釜体璧面流过与釜体两侧夹持器固定的岩盘表面发生酸岩反应，从釜体另一侧夹持器的堵头处或釜体下部的卸压口，可以取样进行酸液的离子浓度分析，测定酸岩反应动力学参数。

其不足之处在于：实验操作较为复杂，工作量较大，且用于分析酸液离子浓度的取样点受限于釜体中液体的均匀度，所取得的酸岩反应动力学参数存在一定的误差；酸岩反应动力学参数由酸碱滴定测得，受酸液粘度影响氢离子分布不均，并考虑人工影响，酸碱滴定测定存在一定误差。

2013年8月7日中国专利库公开了一件名称为“一种酸-岩反应速率动态测试装置及计算文件”的专利文件，公开号为：CN103234861A，该装置由预热储液罐及反应釜构成主体部分，还包括冷凝装置及排水测量装置。实验时磁力搅拌器搅动反应釜内部液体，酸液与釜体底部固定的岩盘表面发生酸岩反应，反应产物通过冷凝管变为液体进入缓冲装置中，通过排水测量法计算二氧化碳体积，测定酸岩反应动力学参数。

其不足之处在于：在一定的压力范围内，压力也是酸岩反应动力学参数的重要因素，但是本装置采用排水测量法进行测量，方法的局限性决定本装置无法进行加压处理；温度的影响也会对本装置测量造成误差，温度升高会造成HCl挥发增加测得CO₂体积，影响酸岩反应动力学的准确度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，解决现有技术中实验操作复杂、受酸液黏度及人工操作影响酸碱滴定结果不准确、排水测量法不能进行高温高压实验的局限，提供一种用于高粘液体酸岩反应动力学参数的测定装置及方法，使其能够真实模拟施工过程中高黏酸液与岩石的化学反应，准确计算酸岩反应速率。