裂缝型碳酸盐岩气藏酸压滤失影响因素研究.pdf

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1、第44卷第2期内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)Vo1．44No．22015年3月JournalofInnerMongoliaNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Mar．2O15裂缝型碳酸盐岩气藏酸压滤失影响因素研究徐林静，张士诚，牟建业，马新仿，童敏(1．中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室，北京102249；2．中国石油勘探开发研究院，北京100083)摘要：酸压中，严重的酸液滤失是限制裂缝扩展和酸液作用距离的主要因素．针对天然裂缝发育的碳酸盐岩储层特征，综合考虑酸岩反应，裂缝表面溶

2、蚀导致的缝宽变化，流体在天然裂缝地层的流动，建立了裂缝型碳酸盐岩气藏酸压滤失计算模型．结果显示：与不考虑酸岩反应相比，考虑酸岩反应后的酸液滤失量是非反应性液体滤失量的4倍；酸液由于酸扩大了天然裂缝，滤失速度随时问先增加后降低，而非反应性液体的滤失速度不断下降；主裂缝(宽度>10m)主导滤失，微裂缝(宽度<5gin)对滤失贡献与主裂缝相比可以忽略．该模型解释了在天然裂缝地层酸液滤失的机理，提供了一种更准确计算滤失量的方法．关键词：酸压；酸液滤失；数值模拟；碳酸盐岩中图分类号：TE371文献标志码：A文章编号：1001-8735(2015)0

3、2-0196-04在酸压中，酸液的滤失特性对裂缝几何参数的计算和对地层伤害的认识都是必不可少的，准确预测酸液滤失量是酸压设计的关键．国内外研究人员对压裂液的滤失进行了大量的研究，李勇明等伽建立了计算缝洞型储层压裂液滤失的数学模型，给出了模型的数值解，并进行了示例计算．Economidesl_4]和Hilll5等提出依赖裂缝净压力的压裂液滤失计算方法，并研究了压裂液滤失对压裂裂缝延伸的影响．但目前针对酸液滤失影响分析的研究还较少．酸液流经大的孔隙，与岩石表面发生反应，形成N：fL或者扩大天然裂缝，使滤失量进一步增加．许多研究人员对酸蚀蚓孔的

4、滤失影响做了研究[6_8j，但针对天然裂缝储层酸液滤失的研究模型还很少．为此，笔者建立了针对裂缝型碳酸盐岩酸压过程的酸液滤失计算模型，编制程序进行计算，研究酸液的滤失机理和不同影响因素对酸液滤失的影响．1基本方程1．1物理模型1-__，图1为裂缝型碳酸盐岩油气藏酸压滤失示意图．酸}／、液在水力裂缝内外压差作用下，沿垂直于人工裂缝表面．f一●l方向，即z方向滤失．在裂缝性地层中滤失时，酸液选择{—-●●}l————卜～一I性地经过一些较大裂缝，以对流和扩散的方式运动到裂l缝表面，与岩石发生反应，改变孔隙结构，扩宽裂缝，同时．_J．一一一

5、=

6、=l—一、I，{5一部分酸液滤失到微裂缝地层中．图1中加粗的线条表y—If—一示酸溶作用明显的主要裂缝．假设些裂缝分布具有周期—=-jIiVl、、、性，可以取其中一个单元来研究，上下两边界处是主天然裂缝I和Ⅱ，中间是双重介质，左边是人工裂缝面，右边图1双重介质流体滤失模拟示意图是气藏远端．Fig．1Dualmediumfluidfiltrationphysicalmodel1．2油藏双重介质部分数学模型采用Warren—Root双重介质模型，对具有天然裂缝的油藏系统流动进行模拟．由于不考虑基岩系统收稿日期：2014—09—25基金项目：国

7、家科技重大专项子课题“酸液滤失模式和蚓孔发育模拟模型研究”(2008ZX05017—003—02一O1HZ)作者简介：徐林静(1988一)，女，山东省烟台市人。中国石油大学石油工程教育部重点实验室在读博士研究生，主要从事储层改造和油藏数值模拟研究．第2期徐林静等：裂缝型碳酸盐岩气藏酸压滤失影响因素研究内部的流动，因此描述基岩系统内部流动的项忽略不计，则滤液和油藏流体两相渗流方程为V(、g，)‘+g(P一Pf)一o(S，(1)(、)+(P一Ps)一(S，(2)nn(P／-Pm)==：(gSg(Pi-P,n)一丢(aSa(3)S，+S。，一1

8、，S+S===1．(4)其中，地层的初始压力为P，气相的初始饱和度为地层原始含气饱和度，酸液的初始饱和度为酸液的原始饱和度．附加边界条件为Pt(0，3，)一PF，等l一o，(5)其中：为岩石比表面、空隙结构及岩块形状相关的形状因子，无因次；g，n分别表示气体和酸液；Z—f或m，下标厂和m分别为天然裂缝和基质；P为流体的压力(Pa)，P为地层压力(Pa)，P为人工裂缝压力(Pa)；S为流体的饱和度()；lD为流体的密度(g／cm。)；为流体的黏度(Pa·s)；K为绝对渗透率(ITI。)；K为相对渗透率(m)；为孔隙度()；t表示时间(s)．

9、1．3主天然裂缝的流动方程天然裂缝I和Ⅱ是一个计算单元里的主天然裂缝，在这两条裂缝里，跟踪酸液流动、酸岩反应和裂缝宽度变化．由于天然裂缝较窄，只计算裂缝中的酸液流动，忽略气相．渗流方程为A(&