高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置及方法。高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置包括：儲(chǔ)液罐、用于對(duì)所述儲(chǔ)液罐進(jìn)行攪拌的第一磁力攪拌器、多個(gè)反應(yīng)罐、與所述反應(yīng)罐相一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二磁力攪拌器、用于對(duì)所述反應(yīng)罐以及所述儲(chǔ)液罐進(jìn)行溫度控制的溫控組件；所述高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置還包括控制組件，所述控制組件包括連通所述儲(chǔ)液罐與每個(gè)所述反應(yīng)罐的第一管線、第二管線，每個(gè)第一管線上設(shè)置有第一閥門(mén)以及第二閥門(mén)，在每個(gè)第一閥門(mén)與其相對(duì)應(yīng)的第二閥門(mén)之間還設(shè)置有一加壓源，所述第一閥門(mén)和所述第二閥門(mén)相間隔開(kāi)啟。本發(fā)明能夠較為快速準(zhǔn)確得到試驗(yàn)結(jié)果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及了一種試驗(yàn)裝置及方法，尤其還涉及一種高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速 實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 酸化酸壓是一種油氣藏改造常用的有效措施之一。它是通過(guò)井眼向地層中注入酸 液，利用酸與地層中部分礦物的化學(xué)反應(yīng)，溶蝕儲(chǔ)層中的連通孔隙或裂縫壁面巖石，增加孔 隙和裂縫的導(dǎo)流能力，以實(shí)現(xiàn)油氣井增產(chǎn)的目的。在酸化過(guò)程中，酸巖反應(yīng)速率過(guò)快或過(guò)慢 對(duì)于油氣的增產(chǎn)都不利，要實(shí)現(xiàn)高效酸化酸壓，控制適當(dāng)?shù)乃釒r反應(yīng)速率是重要的技術(shù)手 段之一。而要控制適當(dāng)?shù)乃釒r反應(yīng)速率，就必須在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬油氣藏條件進(jìn)行高溫高壓 動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，研究測(cè)試不同酸液配方的酸巖反應(yīng)速率，以?xún)?yōu)選酸液配方，優(yōu)化酸化酸 壓工藝與泵注程序，為高效酸化酸壓施工設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0003] 目前，石油行業(yè)普遍采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)或者旋轉(zhuǎn)巖盤(pán)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定酸液的酸巖反應(yīng)動(dòng)力 學(xué)參數(shù)。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)方法未考慮實(shí)際酸化酸壓過(guò)程中酸液與巖石反應(yīng)面間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即 固液反應(yīng)具有動(dòng)態(tài)特性，所以，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)實(shí)際的酸化酸壓施工指導(dǎo)性較差。旋轉(zhuǎn)巖盤(pán) 實(shí)驗(yàn)方法可以模擬實(shí)際酸化酸壓過(guò)程中酸巖反應(yīng)的動(dòng)態(tài)特征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)實(shí)際的酸化酸壓 施工指導(dǎo)較強(qiáng)，但因其操作較為復(fù)雜，僅單一反應(yīng)罐系統(tǒng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效率較低，以及用于研 究砂巖的酸巖反應(yīng)比較困難等不足，給酸巖反應(yīng)研究帶來(lái)了不便與低效。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種高溫高 壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置及方法，其能夠較為快速準(zhǔn)確的得到試驗(yàn)結(jié)果。
[0005] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：
[0006] -種高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，它包括：儲(chǔ)液罐、用于對(duì) 所述儲(chǔ)液罐進(jìn)行攪拌的第一磁力攪拌器、多個(gè)反應(yīng)罐、與所述反應(yīng)罐相一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)第 二磁力攪拌器、用于對(duì)所述反應(yīng)罐以及所述儲(chǔ)液罐進(jìn)行溫度控制的溫控組件；所述高溫高 壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置還包括控制組件，所述控制組件包括連通所述儲(chǔ)液罐與每個(gè) 所述反應(yīng)罐的第一管線、第二管線，每個(gè)第一管線上設(shè)置有第一閥門(mén)以及第二閥門(mén)，在每個(gè) 第一閥門(mén)與其相對(duì)應(yīng)的第二閥門(mén)之間還設(shè)置有一加壓源，所述第一閥門(mén)和所述第二閥門(mén)相 間隔開(kāi)啟。
[0007] 優(yōu)選地，每個(gè)反應(yīng)罐內(nèi)固設(shè)有用于放置試樣的支架。
[0008] 優(yōu)選地，所述高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置的溫度小于等于200攝氏度， 壓力小于或等于l〇MPa，所述儲(chǔ)液罐、所述反應(yīng)罐、所述第一管線、所述第二管線、所述第一 閥門(mén)、所述第二閥門(mén)由耐腐蝕材料制成。
[0009] 優(yōu)選地，所述溫控組件包括位于所述反應(yīng)罐或所述儲(chǔ)液罐中的傳感器、套設(shè)在所 述反應(yīng)罐或所述儲(chǔ)液罐外的溫控套、以及用于控制所述溫控套的溫控模塊。
[0010] 優(yōu)選地，所述儲(chǔ)液罐包括儲(chǔ)液罐體、設(shè)置在所述儲(chǔ)液罐體上方的儲(chǔ)液罐蓋，所述反 應(yīng)罐包括反應(yīng)罐體、設(shè)置在所述反應(yīng)罐體上方的反應(yīng)罐蓋，所述第一管線包括伸入所述儲(chǔ) 液罐蓋的第一伸入管以及伸入所述反應(yīng)罐蓋的第二伸入管，所述第二管線包括伸入所述儲(chǔ) 液罐蓋的第三伸入管以及伸入所述反應(yīng)罐蓋的第四伸入管。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一伸入管的管口靠近所述儲(chǔ)液罐蓋，所述第二伸入管的管口靠近 所述反應(yīng)罐蓋。
[0012] 優(yōu)選地，所述第三伸入管的管口靠近所述儲(chǔ)液罐的底壁，所述第四伸入管的管口 靠近所述反應(yīng)罐的底壁。
[0013] 優(yōu)選地，所述加壓源包括能輸入氮?dú)獾妮敋庠础?br> [0014] 一種采用如上述的實(shí)驗(yàn)裝置的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)方法，其特征在 于，它包括以下步驟：
[0015] 向儲(chǔ)液罐內(nèi)加入酸液，向反應(yīng)罐中加入試樣；
[0016] 對(duì)反應(yīng)罐以及儲(chǔ)液罐進(jìn)行溫度控制至預(yù)設(shè)溫度；
[0017] 通過(guò)第一磁力攪拌器對(duì)儲(chǔ)液罐內(nèi)的酸液進(jìn)行攪拌；
[0018] 通過(guò)加壓源將攪拌完成的酸液壓入反應(yīng)罐中，通過(guò)第二磁力攪拌器對(duì)反應(yīng)罐進(jìn)行 攪拌，計(jì)算反應(yīng)時(shí)間；
[0019] 當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，通過(guò)加壓源將反應(yīng)罐中的酸液壓回所述儲(chǔ)液罐中以 終止反應(yīng)；
[0020] 對(duì)試驗(yàn)后的液體以及固體進(jìn)行分析得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0021] 優(yōu)選地，預(yù)設(shè)不同的反應(yīng)時(shí)間，以得到不同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0022] 本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)以及方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] 1、可以在多個(gè)反應(yīng)罐中進(jìn)行不同參數(shù)的反應(yīng)，以提高試驗(yàn)效率；
[0024] 2、可以對(duì)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行精確控制，以提高試驗(yàn)的精確性；
[0025] 3、控制試驗(yàn)參數(shù)精確、操作簡(jiǎn)單快捷、用途多樣等特點(diǎn)，可以很好地滿(mǎn)足科研與生 產(chǎn)的需求。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來(lái)限制本發(fā)明公開(kāi)的范 圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對(duì)本發(fā)明的理解，并 不是具體限定本發(fā)明各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可 以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來(lái)實(shí)施本發(fā)明。
[0027] 圖1顯示了高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置的一組組合情況，本裝置可以有 多組這樣的組合。
[0028] 以上附圖的附圖標(biāo)記：1、儲(chǔ)液罐；10、儲(chǔ)液罐體；11、儲(chǔ)液罐蓋；2、反應(yīng)罐；20、反應(yīng) 罐體；21、反應(yīng)罐蓋；3、第一磁力攪拌器；4、第二磁力攪拌器；5、溫控組件；51、傳感器；52、 溫控套；53、溫控模塊；60、第一管線；61、第一伸入管；62、第二伸入管；63、第二管線；64、 第三伸入管；65、第四伸入管；7、加壓源；8、支架；91、第一閥門(mén)；92、第二閥門(mén)；93、第三閥 門(mén)；94、第四閥門(mén)；95、第五閥門(mén)；96、第六閥門(mén)；97、第七閥門(mén)。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 結(jié)合附圖和本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本發(fā)明的細(xì)節(jié)。但 是，在此描述的本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，僅用于解釋本發(fā)明的目的，而不能以任何方式理解 成是對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本發(fā)明的任意可能的變 形，這些都應(yīng)被視為屬于本發(fā)明的范圍。
[0030] 參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，它包括 儲(chǔ)液罐1、用于對(duì)所述儲(chǔ)液罐1進(jìn)行攪拌的第一磁力攪拌器3、多個(gè)反應(yīng)罐2之一、與所述 反應(yīng)罐2相一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二磁力攪拌器4之一、用于對(duì)所述反應(yīng)罐2以及所述儲(chǔ)液罐 1進(jìn)行溫度控制的溫控組件5 ;所述高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置還包括控制組件， 所述控制組件包括連通所述儲(chǔ)液罐1與每個(gè)所述反應(yīng)罐2的第一管線60、第二管線63以及 加壓源7,每個(gè)第一管線60上設(shè)置有第一閥門(mén)91以及第二閥門(mén)92,所述加壓源7連接在每 個(gè)第一閥門(mén)91與其相對(duì)應(yīng)的第二閥門(mén)92之間，所述第一閥門(mén)91和所述第二閥門(mén)92相間 隔開(kāi)啟以精確控制反應(yīng)時(shí)間。在本實(shí)施方式中，第一閥門(mén)91較第二閥門(mén)92更為靠近儲(chǔ)液 罐1。第二閥門(mén)92較第一閥門(mén)91更為靠近反應(yīng)罐2。
[0031] 具體的，儲(chǔ)液罐1用于在開(kāi)始反應(yīng)之前存儲(chǔ)酸液以備使用。儲(chǔ)液罐1可以包括儲(chǔ) 液罐體10、以及能對(duì)儲(chǔ)液罐體10實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉的儲(chǔ)液罐蓋11。第一磁力攪拌器3包括將儲(chǔ)液 罐1放置在其上的第一攪拌盤(pán)以及置于儲(chǔ)液罐1內(nèi)的第一攪拌子，當(dāng)?shù)谝粩嚢璞P(pán)產(chǎn)生磁場(chǎng) 后帶動(dòng)第一攪拌子做圓周循環(huán)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到攪拌儲(chǔ)液罐1內(nèi)液體的目的。
[0032] 反應(yīng)罐2為多個(gè)，本發(fā)明中的反應(yīng)試驗(yàn)裝置可以同時(shí)進(jìn)行多組反應(yīng)試驗(yàn)，不僅能 加快試驗(yàn)效率，還能夠進(jìn)行多組平行試驗(yàn)，以提高試驗(yàn)的精確性。每個(gè)反應(yīng)罐2均與所述儲(chǔ) 液罐1之間設(shè)置有第一管線60以及第二管線63,每個(gè)第一管線60上設(shè)置有第一閥門(mén)91以 及第二閥門(mén)92,在每個(gè)第一閥門(mén)91和與其相對(duì)應(yīng)的第二閥門(mén)92之間連接有加壓源7。當(dāng) 第一閥門(mén)91開(kāi)啟時(shí)，第二閥門(mén)92關(guān)閉，加壓源7輸入的氮?dú)饪梢酝ㄟ^(guò)第一閥門(mén)91進(jìn)入儲(chǔ) 液罐1中，并將儲(chǔ)液罐1中的酸液自第二管線63壓入多個(gè)反應(yīng)罐2中。當(dāng)?shù)谝婚y門(mén)91關(guān) 閉時(shí)，第二閥門(mén)92開(kāi)啟，加壓源7輸入的氮?dú)饪梢酝ㄟ^(guò)第二閥門(mén)92進(jìn)入多個(gè)反應(yīng)罐2中， 并將多個(gè)反應(yīng)罐2中反應(yīng)后的酸液自第二管線63壓入儲(chǔ)液罐1中。
[0033] 反應(yīng)罐2內(nèi)容置有試樣，以在反應(yīng)罐2接收到酸液之后產(chǎn)生反應(yīng)。反應(yīng)罐2可以 包括反應(yīng)罐體20、以及能對(duì)反應(yīng)罐體20實(shí)現(xiàn)開(kāi)閉的反應(yīng)罐蓋21。第二磁力攪拌器4包括 將反應(yīng)罐2放置在其上的第二攪拌盤(pán)以及置于反應(yīng)罐2內(nèi)的第二攪拌子，當(dāng)?shù)诙嚢璞P(pán)產(chǎn) 生磁場(chǎng)后帶動(dòng)第二攪拌子做圓周循環(huán)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到攪拌反應(yīng)罐2內(nèi)液體的目的，以模擬 動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)。
[0034] 每個(gè)反應(yīng)罐2內(nèi)還可以固設(shè)有支架8,該支架8可以用于放置試樣。支架8可以為 哈氏合金材料，可以用于懸掛巖心、鋼片等試樣。在本實(shí)施方式中，實(shí)際反應(yīng)時(shí)試樣靜止，酸 液沖刷試樣，而現(xiàn)實(shí)情況也與本實(shí)施方式相同，即巖石固體靜止，酸液沖刷巖石固體。因而 本申請(qǐng)更符合實(shí)際情況。
[0035] 在本實(shí)施方式中，儲(chǔ)液罐體10與儲(chǔ)液罐蓋11通過(guò)法蘭相連接，反應(yīng)罐體20與反 應(yīng)罐蓋21通過(guò)法蘭相連接。儲(chǔ)液罐1與反應(yīng)罐2由哈氏合金材料或其它合金材料帶等耐 腐蝕內(nèi)涂層的耐腐蝕材料制成，以實(shí)現(xiàn)耐腐蝕功能。本發(fā)明的試驗(yàn)溫度可以達(dá)到200°C，壓 力可達(dá)lOMPa。對(duì)于目前深層油氣的開(kāi)采而言，采用上述結(jié)構(gòu)覆蓋了較為完整的應(yīng)用范圍。
[0036] 溫控組件5用于對(duì)反應(yīng)罐2以及儲(chǔ)液罐1的溫度進(jìn)行控制。溫控組件5可以包括 位于反應(yīng)罐2內(nèi)的反應(yīng)罐2傳感器51、套設(shè)在反應(yīng)罐2外的反應(yīng)罐2溫控套52、用于對(duì)反 應(yīng)罐2溫控套52進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的反應(yīng)罐2溫控模塊53。溫控組件5還可以包括位于儲(chǔ)液 罐1內(nèi)的儲(chǔ)液罐1傳感器51、套設(shè)在儲(chǔ)液罐1外的儲(chǔ)液罐1溫控套52、用于對(duì)儲(chǔ)液罐1溫 控套52進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的儲(chǔ)液罐1溫控模塊53。
[0037] 控制組件用于將酸液在儲(chǔ)液罐1以及反應(yīng)罐2之間流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)時(shí)間的精 確控制。控制組件可以包括連通所述儲(chǔ)液罐1與所述反應(yīng)罐2的第一管線60、第二管線63， 所述第一管線60上設(shè)置有一端與所述儲(chǔ)液罐1相連通的第一閥門(mén)91以及一端與所述反應(yīng) 罐2相連通的第二閥門(mén)92,在所述第一閥門(mén)91的另一端與所述第二閥門(mén)92的另一端之間 連接有一加壓源7。加壓源7可以為輸入諸如氮?dú)獾葰怏w的輸氣源。當(dāng)?shù)谝婚y門(mén)91開(kāi)啟 時(shí)，第二閥門(mén)92關(guān)閉，加壓源7輸入的氮?dú)饪梢酝ㄟ^(guò)第一閥門(mén)91進(jìn)入儲(chǔ)液罐1中，并將儲(chǔ)液 罐1中的酸液自第二管線63壓入反應(yīng)罐2中。當(dāng)?shù)谝婚y門(mén)91關(guān)閉時(shí)，第二閥門(mén)92開(kāi)啟， 加壓源7輸入的氮?dú)饪梢酝ㄟ^(guò)第二閥門(mén)92進(jìn)入反應(yīng)罐2中，并將反應(yīng)罐2中反應(yīng)后的酸液 自第二管線63壓入儲(chǔ)液罐1中。
[0038] 此外，除去使用第一閥門(mén)91、第二閥門(mén)92之外，各個(gè)第二管線63上還可以設(shè)置有 第三閥門(mén)93、第四閥門(mén)94,各個(gè)第一管線60上還可以設(shè)置有第五閥門(mén)95和第六閥門(mén)96,在 加壓源7與第一管線60之間還可以設(shè)置有第七閥門(mén)97,以便于操作。在本實(shí)施方式中，第 三閥門(mén)93較第四閥門(mén)94更為靠近儲(chǔ)液罐1，第四閥門(mén)94較第三閥門(mén)93更為靠近反應(yīng)罐 2。第三閥門(mén)93、第四閥門(mén)94可以起到防止泄露以及將試樣與酸液快速分離的作用。第五 閥門(mén)95和第六閥門(mén)96開(kāi)啟時(shí)可以起到泄壓的作用。
[0039] 在現(xiàn)有技術(shù)中，為了模擬酸巖反應(yīng)，通常使用旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)儀。但是旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)儀由外 部馬達(dá)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)以模擬固液反應(yīng)的動(dòng)態(tài)特征，其缺點(diǎn)之一為模擬高溫高壓條件下的酸 巖反應(yīng)時(shí)，機(jī)械密封困難，當(dāng)采用內(nèi)外磁力感應(yīng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)時(shí)，內(nèi)部磁鐵的高溫耐腐蝕性 差；其缺點(diǎn)之二由于其固體試樣為轉(zhuǎn)動(dòng)部分，松散巖樣在高溫酸和高速轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，容易散 落于液體中，使得固液反應(yīng)面積難于估算，故不太適用于松散砂巖和巖石顆粒的實(shí)驗(yàn)研究； 綜上所述，旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)儀試驗(yàn)裝置在模擬高溫高壓試驗(yàn)時(shí)受到限制，實(shí)驗(yàn)誤差大，應(yīng)用范圍 小，并且嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)裝置的使用壽命。而在本申請(qǐng)中使用磁力攪拌器，磁力攪拌器的攪 拌子位于封閉的反應(yīng)罐2或儲(chǔ)液罐體10內(nèi)，因此本申請(qǐng)中的反應(yīng)罐2或儲(chǔ)液罐體10密封 容易。且磁力攪拌器僅僅針對(duì)反應(yīng)罐2或儲(chǔ)液罐體10內(nèi)的液體進(jìn)行攪拌，而不會(huì)對(duì)支架8 內(nèi)的試樣進(jìn)行攪拌，試樣也不易散落于液體中。
[0040] 本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0041] (1)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)現(xiàn)高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)試驗(yàn)快速模擬，試驗(yàn)溫度達(dá)到200°C，壓 力可達(dá)IOMPa ;
[0042] (2)本發(fā)明裝置中與酸液接觸的部件采用了耐酸腐蝕材料，使本裝置能夠適用于 強(qiáng)酸液體的試驗(yàn)研究；
[0043] (3)預(yù)熱儲(chǔ)液罐1與反應(yīng)罐2之間通過(guò)管線連通，有利于酸液迅速在兩者之間 轉(zhuǎn)注，可在高溫高壓下使酸液與固體反應(yīng)物快速分離并中止固液反應(yīng)，以精確控制反應(yīng)時(shí) 間；
[0044] (4)儲(chǔ)液罐1和反應(yīng)罐2中采用特制耐高溫、耐腐蝕攪拌子，實(shí)現(xiàn)了高溫高壓、強(qiáng)腐 蝕體系中的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)；
[0045] (5)裝置可用于碳酸鹽巖、砂巖巖心粉末、顆粒、巖心柱試樣的酸巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，也可 用于鋼片與酸液的動(dòng)態(tài)腐蝕實(shí)驗(yàn)；
[0046] (6)具有操作簡(jiǎn)單快捷、加熱加壓和反應(yīng)時(shí)間控制精準(zhǔn)、試樣用量少等特點(diǎn)；
[0047] (7)多組實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，不僅能提高實(shí)驗(yàn)效率，還可以在保證相同條件的情況下， 能夠得到更為精確的對(duì)比例。
[0048] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，儲(chǔ)液罐1包括儲(chǔ)液罐體10、設(shè)置在所述儲(chǔ)液罐體10上 方的儲(chǔ)液罐蓋11，所述反應(yīng)罐2包括反應(yīng)罐體20、設(shè)置在所述反應(yīng)罐體20上方的反應(yīng)罐蓋 21，所述第一管線60包括伸入所述儲(chǔ)液罐蓋11的第一伸入管61以及伸入所述反應(yīng)罐蓋21 的第二伸入管62,所述第二管線63包括伸入所述儲(chǔ)液罐蓋11的第三伸入管64以及伸入所 述反應(yīng)罐蓋21的第四伸入管65。所述第一伸入管61的管口靠近所述儲(chǔ)液罐蓋11，所述第 二伸入管62的管口靠近所述反應(yīng)罐蓋21,以利于通過(guò)第一伸入管61或第二伸入管62向儲(chǔ) 液罐1或反應(yīng)罐2中充入氣體。所述第三伸入管64的管口靠近所述儲(chǔ)液罐1的底壁，所述 第四伸入管65的管口靠近所述反應(yīng)罐2的底壁，以利于通過(guò)第三伸入管64或第四伸入管 65向儲(chǔ)液罐1或反應(yīng)罐2中壓入液體。
[0049] 在本實(shí)施方式中，可以從儲(chǔ)液罐體10向反應(yīng)罐2內(nèi)轉(zhuǎn)入酸液和從反應(yīng)罐2中輸出 待測(cè)定分析的反應(yīng)后液體，還能將達(dá)到反應(yīng)時(shí)間的液體輸回儲(chǔ)液罐體10中及時(shí)分離固液 兩相反應(yīng)物，在高溫高壓下終止反應(yīng)，從而得到更精準(zhǔn)的和更多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，用于進(jìn)一步的 測(cè)定分析。
[0050] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種采用上述高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法， 它包括以下步驟：
[0051] 向儲(chǔ)液罐1內(nèi)加入酸液，向反應(yīng)罐2中加入試樣；
[0052] 對(duì)反應(yīng)罐2以及儲(chǔ)液罐1進(jìn)行溫度控制至預(yù)設(shè)溫度；
[0053] 通過(guò)第一磁力攪拌器3對(duì)儲(chǔ)液罐1內(nèi)的酸液進(jìn)行攪拌；
[0054] 通過(guò)加壓源7將攪拌完成的酸液壓入反應(yīng)罐2中，通過(guò)第二磁力攪拌器4對(duì)反應(yīng) 罐2進(jìn)行攪拌，計(jì)算反應(yīng)時(shí)間；
[0055] 當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，通過(guò)加壓源7將反應(yīng)罐2中的酸液壓回所述儲(chǔ)液罐 1中以終止反應(yīng)；
[0056] 對(duì)試驗(yàn)后的液體以及固體進(jìn)行分析得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0057] 具體如下，其實(shí)驗(yàn)步驟為：
[0058] (1)打開(kāi)儲(chǔ)液罐1的儲(chǔ)液罐蓋11和反應(yīng)罐2的反應(yīng)罐蓋21，在儲(chǔ)液罐1中加入待 試驗(yàn)的酸液，在反應(yīng)罐2中安裝支架8,將試樣置于支架8內(nèi)，關(guān)閉儲(chǔ)液罐1和反應(yīng)罐2的 上蓋；
[0059] (2)開(kāi)啟第一閥門(mén)91、第二閥門(mén)92以及第七閥門(mén)97,關(guān)閉第五閥門(mén)95和第六閥門(mén) 96,用加壓源7進(jìn)行加壓試壓，以檢驗(yàn)儲(chǔ)液罐1和反應(yīng)罐2的密封性，試壓合格后關(guān)閉第一 閥門(mén)91、第二閥門(mén)92和第七閥門(mén)97 ;
[0060] (3)設(shè)定試驗(yàn)所需溫度，并開(kāi)啟儲(chǔ)液罐1的第一磁力攪拌器3 ;通過(guò)溫控組件5使 得儲(chǔ)液罐1和反應(yīng)罐2達(dá)到設(shè)定溫度；
[0061] (4)關(guān)閉儲(chǔ)液罐1的磁力攪拌器，開(kāi)啟閥門(mén)第一閥門(mén)91和第七閥門(mén)97,通過(guò)加壓 源7將氣體加壓至儲(chǔ)液罐1，待加壓到儲(chǔ)液罐1與反應(yīng)罐2間達(dá)到適當(dāng)?shù)膲毫Σ詈螅P(guān)閉第 一閥門(mén)91和第七閥門(mén)97,開(kāi)啟第三閥門(mén)93和第四閥門(mén)94,氣壓驅(qū)動(dòng)待試驗(yàn)酸液進(jìn)入反應(yīng) 罐2中后，關(guān)閉酸液轉(zhuǎn)注管線上的相應(yīng)第三閥門(mén)93和第四閥門(mén)94 ;
[0062] (5)開(kāi)啟第二閥門(mén)92和第七閥門(mén)97,用氮?dú)鈿庠醇訅悍磻?yīng)罐2至酸巖反應(yīng)設(shè)定壓 力；
[0063] (6)開(kāi)啟反應(yīng)釜的磁力攪拌器，模擬酸化酸壓過(guò)程的酸液流動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)， 同時(shí)開(kāi)啟計(jì)時(shí)器，待酸巖反應(yīng)達(dá)到所需時(shí)間時(shí)，開(kāi)啟第三閥門(mén)93和第四閥門(mén)94,以及第二 閥門(mén)92和第七閥門(mén)97再將反應(yīng)后酸液轉(zhuǎn)回儲(chǔ)液罐1，使固液分開(kāi)，反應(yīng)停止，以精確控制反 應(yīng)時(shí)間；
[0064] (7)待儲(chǔ)液罐1和反應(yīng)罐2冷卻至室溫后，分別開(kāi)啟第五閥門(mén)95和第六閥門(mén)96泄 壓，降壓至常壓，打開(kāi)儲(chǔ)液罐1和反應(yīng)罐2,取出儲(chǔ)液罐1中的液相試樣，過(guò)濾后分析液相中 的離子組成，將過(guò)濾剩下的固相與反應(yīng)罐2中取出的固相合并，用清水洗凈后，烘干稱(chēng)重， 得到求取酸巖反應(yīng)速率所需實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0065] (8)改變反應(yīng)時(shí)間，重復(fù)進(jìn)行（1)-(7)步，得到一組不同酸巖反應(yīng)時(shí)間的酸巖反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0066] (9)根據(jù)酸巖反應(yīng)速率求取方法，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到酸巖反應(yīng)速率和酸巖反應(yīng)動(dòng) 力學(xué)參數(shù)，并建立酸巖反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。
[0067] 選取某油田現(xiàn)場(chǎng)砂巖巖心，粉碎成40-60目顆粒作為實(shí)驗(yàn)巖樣。配置酸液濃度 相同的無(wú)機(jī)鹽加重土酸（45%加重劑+10% HC1+2% HF+添加劑）和無(wú)機(jī)鹽加重有機(jī)土酸 (45%加重劑+10%甲酸+2% HF+添加劑）。采用前面所述的發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)方法步 驟，實(shí)驗(yàn)溫度為150°C、壓力為5MPa，酸液密度為I. 5g/cm3,酸液用量50mL，巖心粉試樣用量 I. 25g，反應(yīng)時(shí)間控制在5min、20min、40min、60min、80min，分別研究了這兩種酸液的高溫高 壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)溶蝕率和反應(yīng)速率的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
[0068] 對(duì)比表1中的加重土酸和加重有機(jī)土酸的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知， 加重有機(jī)土酸對(duì)砂巖的酸巖反應(yīng)溶蝕率均僅為加重土酸的一半；加重土酸20min之后的巖 心粉溶蝕率變化很小，酸巖反應(yīng)速率基本為〇,說(shuō)明在試驗(yàn)溫度下加重土酸與巖石的反應(yīng)非 ?？欤?0min內(nèi)已基本反應(yīng)完畢。而加重有機(jī)土酸可以有效地延緩反應(yīng)的進(jìn)行，在80min時(shí) 內(nèi)，巖心粉的溶蝕率逐漸增加，最終的酸溶蝕率也能達(dá)到30%，反映了加重有機(jī)土酸具有足 夠的溶蝕能力和明顯的緩速效果，有利于深度酸化改造。
[0069]

【權(quán)利要求】
1. 一種高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，它包括：儲(chǔ)液罐、用于對(duì)所 述儲(chǔ)液罐進(jìn)行攪拌的第一磁力攪拌器、多個(gè)反應(yīng)罐、與所述反應(yīng)罐相一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二 磁力攪拌器、用于對(duì)所述反應(yīng)罐以及所述儲(chǔ)液罐進(jìn)行溫度控制的溫控組件；所述高溫高壓 動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置還包括控制組件，所述控制組件包括連通所述儲(chǔ)液罐與每個(gè)所 述反應(yīng)罐的第一管線、第二管線，每個(gè)第一管線上設(shè)置有第一閥門(mén)以及第二閥門(mén)，在每個(gè)第 一閥門(mén)與其相對(duì)應(yīng)的第二閥門(mén)之間還設(shè)置有一加壓源，所述第一閥門(mén)和所述第二閥門(mén)相間 隔開(kāi)啟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：每個(gè)反 應(yīng)罐內(nèi)固設(shè)有用于放置試樣的支架。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述高 溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置的溫度小于等于200攝氏度，壓力小于或等于lOMPa，所 述儲(chǔ)液罐、所述反應(yīng)罐、所述第一管線、所述第二管線、所述第一閥門(mén)、所述第二閥門(mén)由耐腐 蝕材料制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述溫 控組件包括位于所述反應(yīng)罐或所述儲(chǔ)液罐中的傳感器、套設(shè)在所述反應(yīng)罐或所述儲(chǔ)液罐外 的溫控套、以及用于控制所述溫控套的溫控模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述儲(chǔ) 液罐包括儲(chǔ)液罐體、設(shè)置在所述儲(chǔ)液罐體上方的儲(chǔ)液罐蓋，所述反應(yīng)罐包括反應(yīng)罐體、設(shè)置 在所述反應(yīng)罐體上方的反應(yīng)罐蓋，所述第一管線包括伸入所述儲(chǔ)液罐蓋的第一伸入管以及 伸入所述反應(yīng)罐蓋的第二伸入管，所述第二管線包括伸入所述儲(chǔ)液罐蓋的第三伸入管以及 伸入所述反應(yīng)罐蓋的第四伸入管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述第 一伸入管的管口靠近所述儲(chǔ)液罐蓋，所述第二伸入管的管口靠近所述反應(yīng)罐蓋。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述第 三伸入管的管口靠近所述儲(chǔ)液罐的底壁，所述第四伸入管的管口靠近所述反應(yīng)罐的底壁。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述加 壓源包括能輸入氮?dú)獾妮敋庠础?br> 9. 一種采用如權(quán)利要求1至8之一所述的實(shí)驗(yàn)裝置的高溫高壓動(dòng)態(tài)酸巖反應(yīng)快速實(shí)驗(yàn) 方法，其特征在于，它包括以下步驟： 向儲(chǔ)液罐內(nèi)加入fe液，向反應(yīng)罐中加入試樣； 對(duì)反應(yīng)罐以及儲(chǔ)液罐進(jìn)行溫度控制至預(yù)設(shè)溫度； 通過(guò)第一磁力攪拌器對(duì)儲(chǔ)液罐內(nèi)的酸液進(jìn)行攪拌； 通過(guò)加壓源將攪拌完成的酸液壓入反應(yīng)罐中，通過(guò)第二磁力攪拌器對(duì)反應(yīng)罐進(jìn)行攪 拌，計(jì)算反應(yīng)時(shí)間； 當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，通過(guò)加壓源將反應(yīng)罐中的酸液壓回所述儲(chǔ)液罐中以終止 反應(yīng)； 對(duì)試驗(yàn)后的液體以及固體進(jìn)行分析得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的試驗(yàn)方法，其特征在于： 預(yù)設(shè)不同的反應(yīng)時(shí)間，以得到不同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104316650SQ201410558721
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】連勝江, 楊賢友, 周福建, 石陽(yáng), 劉雄飛, 車(chē)明光, 高躍賓, 李向東, 高瑩, 韓秀玲 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司