多孔介质中酸液流动反应行为研究

本书基于岩石矿物学、物理化学、计算流体力学等理论，借助室内试验，建立砂岩储层酸化酸岩反应速率机理模型，系统分析各因素对酸岩反应速率的影响。基于格子Boltzmann理论，建立多孔介质内砂岩矿物与土酸体系非均相流动反应模型，并开展模拟研究，从介观角度揭示多孔介质内酸岩非均相流动反应机理。

目录
第1章 绪论 1
1.1 研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 砂岩储层酸岩反应动力学研究现状 2
1.2.2 酸液非均相流动反应数值模拟研究现状 6
1.2.3 基于LBM的流动反应研究现状 7
1.3 研究内容及技术路线 9
1.3.1 主要研究内容 9
1.3.2 技术路线 10
第2章 砂岩储层酸岩反应动力学 12
2.1 土酸体系与矿物的反应 12
2.1.1 矿物组成对酸岩反应的影响 12
2.1.2 土酸体系与单矿物的反应 13
2.2 氢氟酸溶解砂岩矿物作用型体及模式 16
2.2.1 可能作用的型体 16
2.2.2 主要型体作用模式 20
2.3 盐酸对氢氟酸溶解反应影响作用 21
2.3.1 盐酸催化性质 21
2.3.2 盐酸催化下主要型体作用模式 24
2.4 砂岩储层酸岩反应速率机理模型 25
2.4.1 酸岩表面反应机理 25
2.4.2 吸附等温方程式 25
2.4.3 Freundlich-ARRR机理模型 28
2.5 小结 31
第3章 砂岩储层酸岩反应动力学实验研究 32
3.1 酸岩反应动力学原理 32
3.1.1 酸岩反应动力学方程 32
3.1.2 酸岩反应活化能 33
3.1.3 反应活化焓与活化熵 33
3.2 酸岩反应动力学实验设计 34
3.2.1 实验目的 34
3.2.2 实验仪器 34
3.2.3 实验材料 35
3.2.4 数据处理 36
3.3 酸岩反应动力学实验结果及分析 42
3.3.1 酸岩反应动力学方程 42
3.3.2 酸岩反应活化能 47
3.3.3 酸岩反应活化焓与活化熵 50
3.4 小结 50
第4章 砂岩储层酸岩反应速率及其影响规律研究 52
4.1 酸岩反应速率理论计算 52
4.2 不可控因素对酸岩反应速率影响规律 53
4.2.1 岩矿组成对酸岩反应速率影响规律 54
4.2.2 温度对酸岩反应速率影响规律 58
4.2.3 压力对酸岩反应速率影响规律 60
4.3 可控因素对酸岩反应速率影响规律 61
4.3.1 氢氟酸浓度对酸岩反应速率影响规律 62
4.3.2 盐酸浓度对酸岩反应速率影响规律 63
4.3.3 酸液配比对酸岩反应速率影响规律 64
4.3.4 同离子效应对酸岩反应速率影响规律 65
4.3.5 转速对酸岩反应速率影响规律 67
4.4 小结 69
第5章 砂岩储层酸岩反应速率影响因素主次分析 71
5.1 影响因素的主次分析方法 71
5.2 影响酸岩反应速率因素灰色关联分析 73
5.2.1 酸岩反应影响空间 73
5.2.2 灰色关联因子空间 75
5.2.3 灰关联差异信息空间 77
5.2.4 灰关联系数及灰关联度 78
5.3 酸岩反应速率影响因素主次分析结果 80
5.3.1 影响因素的主次关系 80
5.3.2 对于延缓酸岩反应速率的建议 81
5.4 小结 82
第6章 基于LBM的多孔介质内酸液流动模拟 83
6.1 LBM的基本原理 83
6.1.1 LBM的发展起源 83
6.1.2 BGK模型 86
6.1.3 管道流分析 93
6.2 随机多孔介质的生成 99
6.2.1 规则排列法 99
6.2.2 四参数生长法 100
6.2.3 随机配置法 102
6.3 REV尺度模型 103
6.3.1 部分反弹模型 104
6.3.2 阻力模型 105
6.3.3 GLBE模型 106
6.4 多孔介质内酸液流动分析 108
6.4.1 优化随机配置法 108
6.4.2 速度分布 108
6.5 小结 110
第7章 基于LBM的酸岩非均相反应模拟 111
7.1 传热计算模型 111
7.1.1 DDF模型 111
7.1.2 温度场模型 112
7.2 传质计算模型 113
7.2.1 CDE模型 113
7.2.2 浓度场模型 114
7.2.3 孔隙度模型 116
7.3 酸岩非均相反应分析 117
7.3.1 温度分布 118
7.3.2 浓度分布 119
7.3.3 孔隙度分布 121
7.4 小结 124
参考文献 125