清潔轉(zhuǎn)向酸酸巖反應(yīng)特性研究

【摘要】：清潔轉(zhuǎn)向酸是近年來新興的一種應(yīng)用于油氣田酸化壓裂的酸液體系,它具有低傷害、無殘?jiān)?、轉(zhuǎn)向分流酸化等特點(diǎn)。在酸化過程中,它主要通過粘度的增加來暫堵高滲透層,使酸液也能進(jìn)入低滲透層,因此具有較大的應(yīng)用前景。目前大多數(shù)的研究集中于轉(zhuǎn)向酸在鹽酸濃度較低時的流變性,而忽略了酸巖反應(yīng)速率,或僅研究酸巖反應(yīng)前期的反應(yīng)速率,而沒有對反應(yīng)中后期的速率進(jìn)行研究。因此,本文主要通過研究清潔轉(zhuǎn)向酸與大理石反應(yīng)全過程的速率來探索酸巖反應(yīng)特性的變化。 本文合成了轉(zhuǎn)向酸主劑芥酸酰胺丙基甜菜堿,通過紅外譜圖分析表明,中間體和最終目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)一致。實(shí)驗(yàn)中用pH計(jì)測量高濃度鹽酸的pH值,并以pH值計(jì)算出鹽酸濃度,與酸堿滴定法測量結(jié)果相對比,表明高濃度鹽酸的pH值無法反映真實(shí)鹽酸濃度。 本文中采用靜態(tài)法對特定條件下的酸巖反應(yīng)特性進(jìn)行測試。使用環(huán)氧樹脂包裹大理石巖心側(cè)面和上底面,使下底面與酸液接觸,以單位時間內(nèi)碳酸鈣失重來計(jì)算反應(yīng)速率。靜態(tài)反應(yīng)特性的研究證明了純鹽酸的濃度為20%時,酸巖反應(yīng)速率達(dá)最大值；而清潔轉(zhuǎn)向酸在鹽酸濃度為20%左右時,酸巖反應(yīng)速率達(dá)最小值。Ca2+使清潔轉(zhuǎn)向酸粘度小幅度增加,但酸巖反應(yīng)速率也增加；鮮酸與巖石反應(yīng)前期,鹽酸濃度下降和Ca2+濃度上升的協(xié)同作用使酸液粘度大幅度上升,但反應(yīng)速率僅小幅度下降。 為研究酸巖動態(tài)反應(yīng)特性,本文中設(shè)計(jì)并組裝排水采氣裝置,以單位時間內(nèi)二氧化碳增加的量來計(jì)算反應(yīng)速率。研究表明,僅有轉(zhuǎn)向酸配方為5%VES+20%HCl+添加劑的體系,在酸巖反應(yīng)過程中,酸液粘度先大幅度上升后下降,反應(yīng)速率對應(yīng)地呈現(xiàn)出明顯的先下降,再上升,最終下降至0的趨勢,且速率與粘度呈反比關(guān)系,該組配方在理論上最適宜用于轉(zhuǎn)向酸化。 【關(guān)鍵詞】：清潔轉(zhuǎn)向酸 靜態(tài)酸巖反應(yīng)特性 動態(tài)酸巖反應(yīng)特性
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TE357.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 轉(zhuǎn)向酸化的分類8-10
• 1.1.1 機(jī)械轉(zhuǎn)向8-9
• 1.1.2 泡沫轉(zhuǎn)向9
• 1.1.3 聚合物轉(zhuǎn)向9
• 1.1.4 表面活性劑轉(zhuǎn)向9-10
• 1.2 清潔轉(zhuǎn)向酸研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 清潔轉(zhuǎn)向酸國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 清潔轉(zhuǎn)向酸國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 目前存在的問題13
• 1.4 研究目的及主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 轉(zhuǎn)向酸增粘條件的分析15-19
• 2.1 pH的定義及適用范圍15-16
• 2.2 高濃度鹽酸與pH的對應(yīng)關(guān)系16
• 2.3 哈密特酸度函數(shù)的簡介16-17
• 2.4 pH范圍內(nèi)增粘酸液的應(yīng)用價值17-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第3章 靜態(tài)酸巖反應(yīng)特性研究19-45
• 3.1 芥酸酰胺丙基甜菜堿的合成19-22
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器19-20
• 3.1.2 合成步驟20
• 3.1.3 芥酸酰胺丙基二甲基叔胺鹽酸鹽分析20-22
• 3.1.4 芥酸酰胺丙基甜菜堿紅外分析22
• 3.2 靜態(tài)酸巖反應(yīng)速率測量原理及方法22-23
• 3.3 純鹽酸的濃度對酸巖反應(yīng)速率的影響23-28
• 3.3.1 鹽酸濃度與酸巖反應(yīng)速率的關(guān)系23-25
• 3.3.2 靜態(tài)法測量鹽酸濃度與酸巖反應(yīng)速率的關(guān)系25-28
• 3.4 鮮酸的靜態(tài)酸巖反應(yīng)速率28-37
• 3.4.1 添加劑對靜態(tài)速率的影響28-36
• 3.4.2 氯化鈣對鮮酸反應(yīng)速率的影響36-37
• 3.5 乏酸的靜態(tài)酸巖反應(yīng)速率37-42
• 3.5.1 無添加劑的模擬乏酸下的酸巖反應(yīng)速率38-39
• 3.5.2 有添加劑的模擬乏酸下的酸巖反應(yīng)速率39-42
• 3.6 鹽酸與轉(zhuǎn)向酸的酸巖反應(yīng)特性對比42-44
• 3.6.1 鹽酸與轉(zhuǎn)向酸的酸巖反應(yīng)速率對比42-43
• 3.6.2 粘度與轉(zhuǎn)向酸鮮酸靜態(tài)速率的關(guān)系43-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第4章 動態(tài)法測試酸巖反應(yīng)特性45-62
• 4.1 實(shí)驗(yàn)原理及方法45-46
• 4.2 鹽酸與大理石反應(yīng)動態(tài)特性46-48
• 4.3 轉(zhuǎn)向酸與大理石動態(tài)反應(yīng)特性48-56
• 4.3.1 VES濃度為3%時的動態(tài)反應(yīng)特性48-51
• 4.3.2 VES濃度為4%時的動態(tài)反應(yīng)特性51-53
• 4.3.3 VES濃度為5%時的動態(tài)反應(yīng)特性53-56
• 4.4 不同配方酸液的酸巖動態(tài)反應(yīng)總時間56-57
• 4.5 酸巖反應(yīng)特性影響因素分析57-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第5章 結(jié)論及建議62-64
• 5.1 結(jié)論62
• 5.2 建議62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果70

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