裂缝型碳酸盐岩储层酸液动滤失实验及模型研究

《裂缝型碳酸盐岩储层酸液动滤失实验及模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、裂缝型碳酸盐岩储层酸液动滤失实验及模型研究第1章前言1.1选题的依据及研究意义1.1.1论文选题依据酸压技术己经成为碳酸盐岩油气藏开采建产、增产和稳产的关键技术之一。这项技术对于发现油气田、核实储量、提高和稳定油田产量以及经济高效地开采发挥了重要作用［1］。酸液作为一种反应性的流体，当酸液在地层多孔介质中流动时，在主裂延伸缝的同时，部分酸液溶蚀较大的岩石基质孔隙或主裂缝壁面天然裂缝而形成如同蚯蚓形状的酸蚀孔，俗称“酸蚀蚓孔”［2］。碳酸盐储层的酸压改造面临的主要技术难题是酸岩反应速度快和酸液的有效作用距离短，导致酸液不能沟通远离井筒IX域而影响增产措施效果。酸压是否成功取决于酸

2、蚀裂缝的导流能力和酸液的有效作用距离两个主要因素(1)碳酸盐岩储层一般天然裂缝和孔洞发育，且非均质性严重。酸化压裂形成的有效酸蚀裂缝需要最大限度地沟通和连接缝洞系统才能确保工艺技术的增产效果，但是在酸压过程中发生的蚓孔效应严重制约了酸蚀主裂缝的延伸，导致很多油气井增产效果不佳，甚至无效。(2)酸蚀裂缝导流能力是由酸液溶解岩石量和岩石被刻蚀形态决定的。要获得高导流能力的酸蚀裂缝，酸液必须与裂缝壁面反应溶解足够的岩石矿物量,并且形成非均匀刻蚀。在施工中，一方面，由于酸液大量的滤失造成酸蚀动态裂缝变窄，人工裂缝壁面酸岩反应加快，可能造成裂缝在近井处的局部缝宽增加;另一方面，酸蚀蚓孔形

3、成加大了酸液滤失量，在缝长方向上，与裂缝壁面接触的有效酸量越来越少而难以形成有效刻蚀，造成平均酸蚀缝宽减小。如图l-1-a所示，酸岩反应速率过慢、酸液滤失量小，作用距离长，似酸蚀范围较窄，主要集中在主裂缝周围。如图l-1-b所示，酸岩反应速率过快、酸液滤失量大，作用距离短，酸蚀范围较近，主要集中在井筒周围。如图l-1-c所示，合理的酸岩反应速率和滤失速率，有利于形成较大范围的酸蚀裂缝IX域。酸压设计软件用酸液滤失模型计算酸液滤失，滤失模型的准确性直接关系到酸压设计的质量，目前的酸压设计软件采用压裂液滤失模型或简化的酸液滤失的模型。酸压设计的有效裂缝长度往往比实际有效裂缝长度要长

4、，因为酸液滤失机理与压裂液滤失机理有木质IX别，目前的酸液滤失模型还不能准确地预测酸液滤失。1.1.2论文研究意义天然裂缝比较发育，有天然裂缝存在时，酸液沿天然裂缝流动，进入到汕藏深处。同时通过扩散和对流的方式运动到裂缝表而与岩石反应，增加裂缝宽度，反过来增加滤失到天然裂缝里的酸量。存在天然裂缝网络时，酸液选择性的进入较宽裂缝而不是所有裂缝。因此，为了获得更好的裂缝型碳酸盐岩储层的酸压效果，必须强化室内实验工作，分析酸液滤失的各影响因素，研宂适用于裂缝型碳酸盐岩储层的酸蚀蚓孔滤失模型，并进行施工参数优化设计进行指导。在实验室测试酸液滤失时，通过使用截而积很小的岩样，为了满足实验

5、真实有效性，加工时需要在这一局部岩样上含有裂缝，由具有裂缝的岩样测试的滤失速度就能真实反映裂缝性地层实际的滤失特性。因此，研宂裂缝性碳酸盐岩储层的滤失机理，建立一套完整的滤失实验装置及实验方法，通过室内实验，建立酸液蚓孔滤失数学模型，对于了解裂缝性储层的滤失性能具有重要的意义。1.2国内外的研究现状文献调研表明，北美和欧洲等从事石油开发开采理论与技术研究的著名人学和研究屮心，如：德克萨斯州（奥斯丁）大学、密歇根州大学、哈里伯顿欧洲研究屮心等，近年来投入人量的技术力量。先进实验设备和资金进行酸蚀蚓孔发育的机理研究和因蚓孔效应导致酸液剧烈滤失的防滤工程技术研究，这些研究大多主要集屮

6、于基质酸化的蚓孔问题。基质酸化屮的注入流量是给定的，可由流量的分配来描述蚓孔现象；酸压屮的流量（滤失量）是未知的，它的人小影响蚓孔的分布和发育，形成的蚓孔又影响酸液的滤失，这种相互作用就使得酸压的蚓孔问题比基质酸化涉及的蚓孔问题要复杂得多。国外许多从事增产应用的研究人员都回避酸压屮酸蚀蚓孔的滤失问题，滤失计算大都采用压裂液滤失计算模式。相比之下，国内研究人员已注意到酸蚀蚓孔的重要性，并进行了一些酸液滤失实验，但却没有专门针对酸蚀蚓孔形态和定量计算进行实验研宄，有关酸蚀蚓孔的理论研宄方面较少。1.2.1酸蚀蚓孔实验的研究1994年，Frick和Mostofizadeh[9]等人根

7、据Wang和Hill[8]线性流动实验提出径向流动实验，首次认为几何尺寸会影响溶蚀形态，而且首次使用CT成像技术。实验操作是在岩心轴向上钻出一小孔，从小孔中注入流体模拟流体由井筒进入地层情形。将径向岩心流动实验与Wang实验结果比较发现，径向实验最优流速要高于线性实验结果。其屮酸浓度影响实验发现低浓度更为有效，对于30%盐酸未观察到最优注速，低酸浓度实验结果品示酸量和注入流速在双对数坐标中近乎呈现1/3的线性关系。温度影响实验发现温度对最优注速几乎无影响。滲透率影响实验发现渗透率越高，需要更