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第十三章 油水井增产增注措施 酸岩复相反应速度主要取决于H+的传质速度，用表示离子传质速度的菲克定律导出表示酸岩反应速度和扩散边界层内离子浓度梯度的关系式： 2) 酸-岩复相反应速度表达式 ①面容比：岩石反应表面积与酸液体积之比 当其它条件不变时，面容比越大，单位体积酸液中H+的传递到岩面的数量越多，反应速度就越快。地层中的裂缝越宽，面容比越小，则酸岩反应速度越慢。 3) 影响酸-岩复相反应速度的因素 ②酸液的流速 流速增大，反应速度加快。 低速时，流速对反应速度并无显著的影响； 高速时，由于酸液液流的搅拌作用，离子的强迫对流作用大大加强， H+的传质速度显著增加，致使反应速度随流速增加而明显加快。 提高注酸排量可以增加活性酸深入地层的距离。 ②酸液的流速 各种类型的酸液，其离解度相差很大。分析：若近似认为边界内H+浓度呈线性变化，酸溶液内部H+浓度c，岩面上H+浓度Cs，边界层厚度δ，则 对酸与石灰岩反应来说，由于表面反应速度极快，故可认为Cs=0，则上式 反应速度与酸溶液内部H+浓度正比。因此，采用强酸时反应速度快，采用弱酸时反应速度慢。 ③酸液的类型 实线：各种浓度的鲜酸的初始反应速度； 虚线：各种不同初始浓度的鲜酸在反应过程中，其反应速度的变化规律 。 由实线有： 1）当盐酸浓度 24%时，浓度增加则初始反应速度增加； 2）盐酸浓度 24%后, 浓度增加则初始反应速度反而下降。 ④酸浓度 由虚线可知： 浓酸的初始反应速度虽然较快，但当其变为15%浓度的余酸时，其反应速度就比15%浓度的鲜酸反应速度慢得多，初始浓度越高，余酸的反应速度越慢。 这说明浓酸的反应时间比稀酸的反应时间长，有效作用距离远。 当鲜酸变为余酸时，由于已存在有大量的生成物CaCl2，这将使酸液中的Ca2+、Cl-浓度增大，从而使溶液中HCl分子的电离平衡发生移动， 致使H+浓度下降，反应速度变小。 ⑤酸液生成物 ⑥其它因素(温度、压力等)： 温度升高，H+的热运动加剧，H+的传质速度增大，不仅使离子碰撞更加频繁，而且增加了活化离子的百分数，使有效碰撞的次数增加，更趋向于发生化学反应。反应速度随压力增加而减慢。试验指出，总的说来，压力对反应速度的影响不大。 酸压时，酸液沿裂缝向地层深部流动，酸浓度逐渐降低。 残酸:当酸浓度降低到一定程度(如2%～3%)，基本上已失去溶蚀能力的酸液。 活性酸的有效作用距离:酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。 有效作用距离的确定：主要由浓度变化求出Le,由数学模型求出 ，由物理模型求出,然后求出 ，C为2%~3%时的Le. (3) 酸液的有效作用距离  酸压时，较多形成垂直裂缝，为了简化，把裂缝视作等宽度和等高度的理想垂直裂缝。 设裂缝入口处： C0 ， V0 =常数，存在漏失；C 在高度方向上， =0。 1) 数学模型 故酸液只沿裂缝长度方向和垂直壁面方向流动。这样，可把酸液沿垂直裂缝的三维流动反应简化为酸液在渗透性平行岩板间的二维流动反应，如图13-20所示。 基本假设：恒温恒压下，酸沿裂缝呈稳定层流状态；酸液为不可压缩流体；酸密度均一；H+传质系数与浓度无关。 对流扩散偏微分方程为 : 根据H+质量守恒定律，可建立描述以上酸液沿裂缝流动反应的对流扩散偏微分方程。 此偏微分方程的解c(x,y)，就是酸液在裂缝中流动反应时的酸浓度分布规律。 对流扩散偏微分方程 假设裂缝入口: 端酸浓度为C0， 裂缝壁面处，对盐酸与石灰岩反应来说，表面反应速度H+传质速度; 故壁面上的酸浓度c≈0。 在裂缝中心位置且垂直于壁面的方向上，酸浓度梯度为零。因此，盐酸与石灰岩反应，其边界条件组为: 盐酸与白云岩反应，表面反应速度有限，故边界条件组与这三式不同，做出的图版亦不同，不可混淆。 2) 酸浓度分布规律及计算图的应用 图中纵坐标为贝克来数： 横坐标为无量纲距离数： 计算图的应用 注意：必须选用实际产层温度条件下的曲线，岩性不同，所得的DH+值不同。  用产层岩石做室内流动模拟实验，确定出 DH+值(H+有效传质系数)。 3) H+有效传质系数的确定 实验条件：恒温，恒压，壁面无漏失，稳定流动。 砂岩组成：砂粒+粒间胶结物 砂粒：石英和长石 胶结物：硅酸盐类和碳酸盐类。 砂岩地层的酸处理，就是通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，或者溶解孔隙中的泥质堵塞物，或其它结垢