多孔介质中酸液的流动反应行为研究

基本信息
批准号:51574197
项目类别:面上项目
资助金额:59.00
负责人:李年银
学科分类:
依托单位:西南石油大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵立强,刘平礼,罗志锋,杜娟,刘飞,薛衡,代金鑫
关键词:
酸岩反应动力学格子Boltzmann方法多孔介质对流扩散酸化模型
结项摘要

Acidizing is the key technology for well stimulation. Due to the various rock mineral compositions and rock structures, the flow-reaction behavior of acid fluid in porous media is very complicated. Based on chemical reaction thermodynamic theories and influence multi-factor, the acid-rock multistage reaction equilibrium and reaction product distribution were researched, and a mathematical model of reaction heat was established. In view of adsorption theory and reaction kinetics theory, the reaction forms of hydrochloric-hydrofluoric acid dissolving siliceous.sandstone minerals was researched, and then the acid-rock reaction rate mechanism model was established with considering the HCl catalysis for HF dissolution reaction. In virtue of rotation rock plate, the acid –rock reaction kinetic parameters and reaction production distribution were measured. Taking multistage heterogeneous reaction, acid-rock reaction heart, acid convection and diffusion into accounts, a flow-reaction coupling model of acid fluid inporous media was established based on Boltzmann numerical method. 3D pore medium digital core was structured with the help of non-destructive detection technology, and on account of the numerical simulation results, flow-reaction behaviors of acid fluid in porous media was characterized by utilizing numerical visualization technology to restructure the digital image. This project revealed acid –rock reaction mechanism and flow-reaction rule in porous media, which laid a theoretical basis for optimizing acid systems, controlling the reaction conditions and improving acidizing effect.

酸化是油气井增产、注入井增注的重要技术措施。由于地层矿物组成和结构的复杂性,使得酸液在多孔介质中的流动反应行为十分复杂。基于化学反应热力学理论,考虑多因素影响,研究酸岩多级反应平衡和反应产物分布,并建立标准反应热数学模型;基于吸附理论和反应动力学理论,研究HF溶解硅质矿物的作用型体,考虑HCl对HF溶解反应的催化作用,建立酸岩反应速率机理模型。借助旋转岩盘和长岩心多节点流动反应试验仪,测定酸岩反应动力学参数及反应产物分布。考虑多级非均相反应、酸岩反应热、酸液的对流扩散,基于格子Boltzmann数值方法,建立酸液在多孔介质中的流动反应耦合模型;借助无损探测技术构建3D 孔隙介质数字岩心,基于数值模拟结果,利用数值可视化技术实现数字图象重构,表征酸液在多孔介质中的流动反应行为。通过本项目研究,揭示酸岩反应机理及流动反应规律,为优化酸液体系、控制反应条件、提高酸化效果奠定理论依据。

项目摘要

酸化是油气井增产、注入井增注的重要技术措施。由于地层矿物组成和结构的复杂性,使得酸液在多孔介质中的流动反应行为十分复杂。基于化学反应热力学理论,考虑多因素影响,研究酸岩多级反应平衡和反应产物分布,并建立标准反应热数学模型;基于吸附理论和反应动力学理论,研究HF溶解硅质矿物的作用型体,考虑HCl对HF溶解反应的催化作用,建立酸岩反应速率机理模型。借助旋转岩盘和长岩心多节点流动反应试验仪,测定酸岩反应动力学参数及反应产物分布。考虑多级非均相反应、酸岩反应热、酸液的对流扩散,基于格子Boltzmann数值方法,建立酸液在多孔介质中的流动反应耦合模型;借助无损探测技术构建3D 孔隙介质数字岩心,基于数值模拟结果,利用数值可视化技术实现数字图象重构,表征酸液在多孔介质中的流动反应行为。通过本项目研究,揭示酸岩反应机理及流动反应规律,为优化酸液体系、控制反应条件、提高酸化效果奠定理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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