基于相场裂缝模型的酸化压裂孔洞沟通类型研究

塔河油田深层碳酸盐岩储层油气分布具有不均匀性,大量油气资源储存在天然溶洞内部。通过酸压裂缝沟通尽可能多的孔洞结构,建立孔洞与井筒之间的流通通道,有利于提高深层碳酸盐岩储层开发改造效果。本文根据拉伸—剪切复合型裂缝扩展准则对传统相场裂缝模型能量方程进行修正,开发了扩展自适应网格技术。基于相场法建立流—固—热—化多场耦合酸压裂缝扩展数值模型,分析了地应力、孔洞结构与酸岩反应对酸压裂缝扩展路径的影响。根据模拟结果发现:(1)根据相场法建立的酸压裂缝模型基于能量最小化原理求解裂缝扩展路径,能够实现流—固—热—化多场耦合条件下酸压裂缝起裂与扩展模拟。(2)地应力对酸压裂缝扩展起主导作用,孔洞结构对酸压裂缝扩展起诱导作用,酸岩反应对酸压裂缝扩展起辅助作用。(3)酸压裂缝周边的孔洞可在酸液的扩散与酸蚀作用下与裂缝达成间接沟通,孔洞内的油气资源可通过酸蚀后的基质进入酸压裂缝。有效识别孔洞结构分布位置是提升缝洞型储层酸压开发效果的基础。本文研究结果可为深层碳酸盐岩储层酸化压裂缝洞沟通行为提供理论依据。

考虑孔洞沟通性的碳酸盐岩储层应力敏感性实验

油气井钻井过程中井筒液柱压力变化,作为主要漏失通道的裂缝发生应力敏感性,裂缝张开而使工作液固相颗粒粒径与裂缝宽度不匹配,导致井漏发生并恶化。孔洞存在及沟通性质影响裂缝的应力敏感程度,选用致密碳酸盐岩露头岩样,制取不同洞径、不同沟通情况的单一孔洞、双孔洞(不沟通)和双孔洞(沟通)6类裂缝岩样开展应力敏感性实验。实验结果表明,单孔洞(5mm)、单孔洞(10mm)、双孔洞(5mm,不沟通)、双孔洞(5mm,沟通)、双孔洞(10mm,不沟通)、双孔洞(10mm,沟通)6种缝洞类型岩样的平均应力敏感系数分别为0.66、0.59、0.47、0.24、0.66、0.43,其应力敏感程度分别为中等偏强、中等偏强、中等偏弱、弱、中等偏强、中等偏弱。孔洞加剧了裂缝宽度变化幅度,其应力敏感性更为强烈。孔洞的沟通虽弱化了裂缝的应力敏感性,但易导致堵漏封堵层失稳而堵漏失效,从而加剧了井漏。