碳酸鹽巖自轉向酸酸巖反應動力學實驗研究

童智燕

（長江大學石油工程學院，湖北荊州 434023）

碳酸鹽巖自轉向酸酸巖反應動力學實驗研究

童智燕

（長江大學石油工程學院，湖北荊州 434023）

酸巖反應動力學參數為正確分析酸巖反應速率規律、指導基質酸化/酸壓施工設計提供了基礎。利用旋轉巖盤實驗儀進行碳酸鹽巖自轉向酸酸巖反應動力學參數的測定，建立了酸巖反應動力學方程，并分析其影響因素。結果表明，自轉向酸具有較低的反應速率及傳質速率，其在80℃、500 r/min、7.5 MPa條件下，酸巖反應級數m=1.144，反應速率常數K=4.34×10-7（mol·L）-m·mol/（cm2·s），反應速率方程為J=4.34×10-7Ct1.144；其活化能Ea=34991 J·mol-1，頻率因子K0=6.53×10-2（mol·L）-m·mol/（cm2·s），酸巖反應動力學方程為J=6.53×10-2e-34991/RTC1.144；并通過轉速～De及Re～De分析可知，影響H+有效傳質系數的因素包括轉速和酸液濃度。

自轉向酸；酸巖反應；動力學參數；碳酸鹽巖

酸巖反應動力學實驗研究是酸化/酸壓技術的重要組成部分，其實驗結果為酸化/酸壓設計的優化和酸液體系的優選提供參數和依據。為正確指導酸化/酸壓和優化設計及現場施工，需要進行酸巖反應機理研究和相關參數的模擬實驗研究，以確定設計和施工的各項參數。酸巖反應特性決定著酸的有效作用距離和裂縫表面的溶蝕形態，從而決定酸壓后裂縫的導流能力、裂縫長度及酸壓裂縫的有效期[1]。

目前國內外用于酸巖模擬實驗主要是旋轉圓盤實驗及平行板流動實驗[2]。旋轉圓盤實驗中邊界層的厚度均勻分布，可以比較準確地測量出酸液體系中H+的有效傳質速率及表面反應動力學參數[3]。因此，本論文利用旋轉圓盤反應儀來研究自轉向酸的反應動力學。……