碳酸盐岩储层闭合酸化模拟研究

酸压裂缝生产一段时间后导流能力会逐渐降低,常采用闭合酸化来提高已酸压裂缝的导流能力,闭合酸化模拟对闭合酸化设计意义重大,因此,针对该问题进行闭合酸化建模及数值模拟。首先,基于达西定理、物质平衡原理、酸岩反应动力学建立闭合酸化数学模型;然后通过地质统计学中的序贯高斯模拟算法生成具有非均质性和空间关联性的初始裂缝宽度空间分布和裂缝表面基质渗透率分布;利用有限体积法对模型进行数值求解,用C++编制模拟计算程序;最后基于该模型进行广泛的数值模拟研究,分析酸液分布规律、裂缝表面溶蚀规律、酸液作用距离的影响因素及规律,并形成各种条件下的酸液作用距离图版。研究表明,初始裂缝宽度和裂缝表面粗糙度对裂缝表面溶蚀形态起主导作用,裂缝面溶蚀形态有均匀推进、指进溶蚀和沟槽溶蚀;裂缝宽度越小、粗糙度越大,裂缝表面溶蚀竞争越强烈,越容易形成沟槽,酸液作用距离越远;排量、注酸量正相关于活酸作用距离,酸液传质系数负相关于活酸作用距离;典型的施工排量、酸液用量、常用的酸液类型下,闭合酸化中酸液作用距离为20~60 m。此模型可以预测不同条件下酸液作用距离和酸蚀裂缝表面溶蚀形态,优化闭合酸化参数,为现场闭合酸化施工设计提供理论依据和指导。

缝洞型碳酸盐岩储层酸液流动反应建模

塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩储层常采用酸化去除近井地带污染、提高单井产能,其改造效果受酸液在储层中流动、反应、缝洞溶蚀规律影响,但目前缝洞型储层中酸液流动反应规律还未系统研究过。针对该问题,本文进行缝洞型碳酸盐岩储层酸化数学建模研究,首先利用序贯高斯模拟方法生成基质孔隙、溶洞孔隙空间分布,其次利用概率分布函数生成符合地质统计规律的天然裂缝分布,将三者结合得到缝洞型碳酸盐岩储层的基质、溶洞、天然裂缝空间分布。然后与双重尺度蚓孔扩展模型结合形成缝洞型储层酸液流动、酸岩反应、孔缝演化数学模型,并进行数值求解、编制模拟程序。基于数值模型,进行了酸化模拟,分析了孔缝演化规律、溶蚀形态以及酸液流动距离。研究结果表明,天然裂缝分布对酸液流向影响显著,酸液沿部分天然裂缝流动,在裂缝中流动较快,可以短时间内到达较远距离。溶洞内孔隙度、渗透率高,当酸液遇到溶洞时,酸液在溶洞内铺展开,形成片状溶蚀,降低了酸液前进速度,溶蚀形态不同于天然裂缝或基质中形成的细长蚓孔。基质孔渗远远低于天然裂缝、溶洞,酸液很少进入基质。天然裂缝分布对酸液作用距离影响较大,文中模拟条件下预测的作用距离达到25 m+。本文建立的模型为缝洞型储层酸化提供了优化模拟工具,为现场施工方案设计提供了理论依据。

多级注入闭合酸化工艺在华北油田的应用

"多级注入深度酸压+闭合裂缝酸化"组合工艺技术是近年来国内外同时采用的一种较新的酸化工艺。即先采用前置液造缝,再交替注入酸液和前置液段塞,提高酸液有效作用距离,随后在裂缝闭合的情况下注入一定浓度的盐酸溶蚀裂缝壁面,形成高导流能力的流动通道,而达到增产的目的。虎16X井目的层渗透率低,酸蚀矿物含量较高,适合多级注入闭合酸化工艺,现场成功地应用了该项技术,施工后喜获889.98m3的高产工业油流。取得了良好的经济效益,此文为该项技术的现场深入应用提供了借鉴。

复杂岩性碳酸盐岩裂缝型储层酸化压裂数值模拟

鄂尔多斯盆地大牛地气田马家沟组碳酸盐岩储层岩性复杂,不同矿物成分的酸岩反应速率差异造成的非均匀溶蚀直接影响酸压效果。综合考虑多种矿物的酸岩反应,建立复杂岩性储层酸压模型,模拟分析了矿物含量、矿物分布、天然裂缝及储层温度等因素对酸压效果的影响。结果表明:由纯灰岩至复杂岩性储层,随着灰岩比例的减少,酸作用距离增加了23 m;岩矿分布对酸蚀缝长有较小影响,当酸液沿着矿物分布方向流动时酸作用距离最大;天然裂缝的发育加剧了酸液的滤失,裂缝密度相差0.2条/m时,酸作用距离减小约20 m;复杂岩性储层中温度影响最大,从60℃升至120℃时,白云岩酸岩反应速率接近灰岩,酸作用距离减小约72 m。研究成果为复杂岩性碳酸盐岩储层酸压改造提供了新方法,丰富了碳酸盐岩储层改造理论。