一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法与流程

本发明涉及酸化，具体而言，涉及一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法。

背景技术：

1、碳酸盐岩白云岩和灰岩储层交互发育，优质白云岩储层是主要开发目标，受制于储层整体低孔低渗，基本无自然产能，酸压改造是效益开发必然选择。前期主要采用数值模拟、实验评价手段优化酸压工艺参数，其中实验评价的对象以白云岩为主，由于白云岩和灰岩酸岩反应速率差异大，缺乏有效实验评价手段对白云岩和灰岩同时存在的情况下对两者的酸岩反应速率进行分别测定，导致酸压工艺参数设计精度有限、酸压改造后效果差异较大。

2、专利cn202411414868.6公开一种基于传质控制的酸岩反应速率预测方法，主要基于牛顿冷却定律与菲克第一定律、无量纲传质方程等通过数值模拟分别计算得出纯白云岩、纯灰岩条件下的酸岩反应速率，但是缺乏对白云岩、灰岩同时存在的情况下对两者的酸岩反应速率进行测定。

3、专利cn202410756411.7公开一种页岩多矿物化学动力学反应速率差重分析方法，利用碳酸盐岩矿物和硅质矿物在页岩中的失重量关系，计算了页岩中硅质矿物的反应速率，但是在碳酸盐岩储层中并不适用。

4、专利cn202211292441.4公开一种自生酸酸岩反应速率测试方法，通过酸岩反应过程中的碳酸盐岩消耗量分不同阶段计算自生酸的酸岩反应速率，但是该方法只针对单一的白云岩或灰岩储层，且只适用于自生酸。

5、专利cn202310294502.9公开一种基于改进双尺度模型的碳酸盐岩酸化模拟方法，该发明主要通过旋转岩盘实验获取实验条件下的反应速率与酸液浓度参数，但是也没有对白云岩和灰岩同时存在的情况下对两者酸岩反应速率进行分开测定。

6、因此，目前缺乏针对白云岩和灰岩交互发育储层的有效实验评价手段，以优化酸压工艺参数。

7、有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

1、现有技术存在的问题为缺乏有效实验评价手段对白云岩和灰岩同时存在的情况下对两者的酸岩反应速率进行分别测定，本发明为了解决上述问题，提供一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，能够分别计算出白云岩和灰岩同时存在的情况下、不同酸液体系下的酸岩反应速率，为以优质白云岩为主要改造目标的储层提供酸压工艺参数的依据。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、本发明提供一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，包括如下步骤：

4、s1，将酸液和岩样进行酸岩反应，获取酸岩反应后的剩余酸液；

5、s2，从剩余酸液中取三组样品；

6、s3，对一组样品测定残余酸液的摩尔浓度；

7、s4，对另外两组样品采用化学沉淀法，分别测定ca离子摩尔浓度和mg离子摩尔浓度；

8、s5，通过白云岩和灰岩的化学反应方程式和酸岩反应速率计算公式分别计算白云岩和灰岩的酸岩反应速率。

9、在某一具体实施方式中，步骤s1的具体方法如下：

10、采用酚酞指示液滴定法测定配制好的酸液的摩尔浓度，记为c0；

11、测量岩样反应面的直径和厚度，获得岩样表面积，记为s；

12、酸液和岩样进行酸岩反应，分别记录反应开始时间t0和反应结束时间t；

13、获得体积为v的剩余酸液。

14、在某一具体实施方式中，所述酸液的配方包括盐酸、缓蚀剂、缓蚀增效剂、胶凝剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、助排剂。

15、在某一具体实施方式中，步骤s2的具体方法为，从剩余酸液中取三组样品，每组样品至少包括3个及以上的样品。

16、在某一具体实施方式中，步骤s3的具体方法为，采用酚酞指示液滴定法测定残余酸液平均摩尔浓度，记为c。

17、在某一具体实施方式中，步骤s4的具体方法为：

18、称量一组样品获得平均体积v1，采用化学沉淀法制备获得沉淀草酸钙，称量平均质量为m1，计算ca2+平均摩尔浓度为c1＝m1÷56÷v1。

19、在某一具体实施方式中，步骤s4的具体方法为：

20、称量一组样品获得平均体积v1，向一组样品中加入稀盐酸酸化，用氨水调节溶液ph至4-5；加入过量草酸铵充分反应后，过滤得到生成的沉淀草酸钙，干燥灼烧至恒重，称量平均质量为m1。

21、在某一具体实施方式中，步骤s4的具体方法为：

22、称量一组样品获得平均体积v1，采用化学沉淀法制备获得焦磷酸镁，称量平均质量为m2，计算mg2+平均摩尔浓度为c2＝m2÷222÷v2。

23、在某一具体实施方式中，步骤s4的具体方法为：

24、称量一组样品获得平均体积v2，向样品中加入稀盐酸酸化，用氨水调节溶液ph至4-5；加入过量草酸铵充分反应后，将生成的沉淀过滤，向滤液中加入稀硫酸酸化，加热至沸腾，滤液中加入氨水调节ph至10-11，加入磷酸氢二铵，过滤得到生成的沉淀磷酸铵镁，灼烧得到焦磷酸镁，称量平均质量为m2。

25、在某一具体实施方式中，步骤s5中，白云岩的化学反应方程式为mgca(co3)2+4hcl＝mgcl2+cacl2+2h2o+2co2，计算获得白云岩消耗酸液摩尔浓度为4c2。

26、在某一具体实施方式中，白云岩酸岩竞争反应速率的计算公式如下：

27、

28、在某一具体实施方式中，步骤s5中，灰岩的化学反应方程式为caco3+2hcl＝cacl2+h2o+co2，计算获得灰岩消耗酸液摩尔浓度为2(c1-c2)。

29、在某一具体实施方式中，灰岩酸岩竞争反应速率的计算公式如下：

30、

31、在某一具体实施方式中，白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率比值为2c2：(c1-c2)。

32、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

33、1、本发明实施例提供的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，通过测定酸岩反应后剩余酸液中酸浓度、ca离子和mg离子浓度，再利用化学反应方程式和酸岩反应速率计算公式，能够实现白云岩和灰岩同时存在的情况下对两者的酸岩竞争反应速率进行分别测定；

34、2、本发明实施例提供的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，能够利用现有较为常见的化学反应试剂、实验装置，在白云岩和灰岩同时存在的情况下，测定两种岩性各自的酸岩反应速率，适用于目前已有的主流酸液体系；

35、3、本发明实施例提供的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，能够为以优质白云岩为主要改造目标的储层进行酸压工艺参数优化时提供实验数据支撑，对碳酸盐岩储层改造实验评价和工艺参数设计具有重要意义。

1.一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，步骤s1的具体方法如下：

3.根据权利要求2所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，所述酸液的配方包括盐酸、缓蚀剂、缓蚀增效剂、胶凝剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、助排剂。

4.根据权利要求1所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，步骤s2的具体方法为，从剩余酸液中取三组样品，每组样品至少包括3个及以上的样品。

5.根据权利要求2所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，步骤s3的具体方法为，采用酚酞指示液滴定法测定残余酸液平均摩尔浓度，记为c。

6.根据权利要求5所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，步骤s4的具体方法为：

7.根据权利要求6所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，步骤s4的具体方法为：

8.根据权利要求7所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，步骤s4的具体方法为：

9.根据权利要求8所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，步骤s4的具体方法为：

10.根据权利要求8所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，步骤s5中，白云岩的化学反应方程式为mgca(co3)2+4hcl＝mgcl2+cacl2+2h2o+2co2，计算获得白云岩消耗酸液摩尔浓度为4c2。

11.根据权利要求8所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，白云岩酸岩竞争反应速率的计算公式如下：

12.根据权利要求8所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，步骤s5中，灰岩的化学反应方程式为caco3+2hcl＝cacl2+h2o+co2，计算获得灰岩消耗酸液摩尔浓度为2(c1-c2)。

13.根据权利要求8所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，灰岩酸岩竞争反应速率的计算公式如下：

14.根据权利要求8所述的一种测定白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率的方法，其特征在于，白云岩和灰岩酸岩竞争反应速率比值为2c2：(c1-c2)。