泡沫酸岩反应机理及水平井泡沫分流酸化数值模拟研究

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1、中国石油大学（华东）博士学位论文泡沫酸岩反应机理及水平井泡沫分流酸化数值模拟研究姓名：张波申请学位级别：博士专业：@指导教师：李兆敏201104摘要酸化是油田增产增注的重要措施，在常规酸化过程，由于地层渗透率差异及重复酸化等问题，导致了酸化效果不明显，增产有效期短等问题。泡沫酸作为一种特殊的酸化技术，具有可以实现均匀布酸，降低酸岩反应速度，返排能力强等优点。酸岩反应对于指导酸化施工具有非常重要的作用。本文首先对常规酸体系、泡沫酸体系的酸岩反应动力学进行了研究，利用实验研究了胶凝酸与碳酸盐岩，土酸与砂岩的反应特征，并求取了胶凝酸与碳酸盐岩的反应动力学方程，酸岩反应活化能和H

2、+有效传质系数；氢氟酸、土酸与砂岩的反应动力学方程。实验发现胶凝酸对碳酸盐岩岩屑能产生比较好的溶蚀效果，随着酸液浓度增加，溶蚀率略有上升，盐酸可以在岩心表面产生比较好的刻蚀效果；随着温度的升高，H+有效传质系数也增大。在温度、酸的流速不变的情况下，土酸与砂岩的酸岩反应速度随HF浓度的增大而增大，且在一定浓度范围内增大的趋势加快，土酸中的盐酸对氢氟酸和砂岩的反应有加速的作用。通过对泡沫酸基液、各种添加剂、起泡剂和稳泡剂的评价，筛选出了两种具有较强的起泡性能、稳泡性能、耐矿化度和耐温的泡沫酸液体系，并求取了在泡沫质量为85％的情况下，泡沫氢氟酸、泡沫土酸与砂岩的反应动力学方程

3、，并对泡沫酸与普通酸液的酸岩反应速度进行了对比研究，结果表明：泡沫氢氟酸和泡沫土酸均起到了缓速效果，随着氢氟酸浓度的增加，泡沫氢氟酸降低酸岩反应速度的效果越明显。建立了水平井常规酸化的数学模型，并对其进行了求解，结果表明：常规酸化过程中，从水平井跟端到趾端，压力逐渐减小。地层渗透率越大、酸液粘度越小、注酸速度越大、井筒半径越小、水平段长度越长，酸液分布越不均匀，跟部进酸量高于趾部进酸量。水平井泡沫分流酸化过程中，泡沫酸在注入地层过程中注入压力逐渐升高，对高渗层段产生封堵作用；与常规酸化相比泡沫分流酸化布酸要均匀，泡沫分流酸化对于非均质水平井有较好的适应性。水平井泡沫酸化可

4、以实现高低渗层均匀进酸。在一定范围内，随着泡沫粘度和排量的增加，分流效果越明显。关键词：酸岩反应，水平井，泡沫酸化，数值模拟，均匀布酸，分流酸化ResearchonFOamedAcid／RockReactionMechanismandMathematicSimulatiOnofDivertedAcidizing0nH0rizontalWell0nH0rlZ0ntaIWe儿Zh锄gB0(oil锄dGausFieldDeVelopmentEn百neerin曲DirectedbyPr0￡LizhaominAbstractAcidizationisan证lport锄tme嬲啪en

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