一种基于离子浓度变化的酸岩反应速度测定方法

摘要

本发明涉及一种用于酸化压裂实验室、研究室的基于离子浓度变化的碳酸盐岩与酸液反应速率测定方法。它可克服滴定法测酸液浓度造成的误差，及由CO2表示反应速率的操作复杂问题，提高测定精度。其技术方案：先用原子吸收光谱仪测定鲜酸中钙、镁离子浓度；鲜酸经单向阀进入中间容器活塞上部；驱替流体经恒流泵进入中间容器下部，驱动上部酸液进入油浴锅加热至实验温度，再进入双岩板裂缝反应器中；反应后残酸经冷却、过滤、气液分离，用原子吸收光谱仪测定残酸中钙、镁离子浓度；最后换算得参与反应的氢离子浓度，并以氢离子浓度消耗速度表示酸岩反应速率。本方法特别适用于多元弱酸与碳酸盐岩的反应，操作简便、精度高，用于测定酸岩动态反应速率。

主权项

一种基于离子浓度变化的酸岩反应速度测定方法，其特征在于：将未反应的鲜酸置于储液罐A（1）中，用第一原子吸收光谱仪（2）测定鲜酸中钙、镁离子的浓度，并做好记录，将测定后的酸液置于储液罐B（3）中；再将驱替流体常温蒸馏水储存于储液罐C（4）中，使储液罐B（3）中的鲜酸通过单向阀（6）进入中间容器（8）的活塞（7）上部，驱替流体通过恒流泵（5）进入中间容器（8）的活塞（7）下部，并以设置的流速推动活塞（7）向上运动，驱动活塞（7）上部的酸液离开中间容器（8），以模拟流体的驱替压力；然后酸液通过管线进入油浴锅（9）中，经过预热盘管（10）内加热至预设的实验温度，以模拟地层温度；升温后的酸液输送入双岩板裂缝反应器（11）中，与裂缝壁面岩石发生反应；反应后从双岩板裂缝反应器（11）中排出的残酸及其反应生成物先经过换热器（12）冷却至常温，后经过过滤器（13）滤掉不溶于残酸的沉淀，再送入立式气液分离器（14）进行分离；反应的气体生成物从分离器顶部出口（15）排出，残酸从分离器底部出口（16）排出，再通过管线进入储液罐D（17）中，其后用第二原子吸收光谱仪（19）测定残酸中钙、镁离子的浓度，并做好记录，将已测定的残酸溶液置于储液罐E（18）中；最后分别计算反应前后钙、镁离子的浓度变化量，根据化学反应方程式经换算得到参与反应的氢离子浓度，再根据酸岩反应速率求解公式v＝CV/(TS)，求得以氢离子浓度消耗速度表示的酸岩反应速率。