酸压裂缝内酸液指进的计算机模拟与分形研究

酸压裂缝内,低黏度酸液在高黏度前置液中发生指进现象.该现象对酸压施工效果有非常重要的影响.指进现象的内在随机性、复杂的酸岩反应以及酸液重力等因素的影响使得酸液指进形态非常复杂,采用传统方法不能进行准确研究.改进了扩散限制凝聚模型,建立了酸液指进扩散限制凝聚模型;根据正交设计,共进行了9次模拟,得到了不同模拟参数控制的酸液指进形态;采用数盒子方法求得所模拟的指进形态的分形维数平均值为1.67;通过极差分析发现,反映射孔孔眼间距的衬边中心距对指进形态的分形维数影响最大.

前置液酸压缝内酸液指进数值模拟

酸压是碳酸盐岩储层增产改造的重要手段,当低黏度酸液在缝内高黏度的前置液中流动,会出现指进现象,能够让酸液不均匀分布在裂缝内,提高非均匀刻蚀效果。基于缝内酸液指进模型,利用有限单元法求解VOF方程,研究不同条件下酸蚀裂缝内指进演化规律。结果表明,注酸速率较小时,酸液集中在裂缝底部,注酸速率越大,指进越显著;黏度比较低时,指进不明显,当黏度比大于10时,指进现象趋于明显,较高黏度比有利于提高非均匀刻蚀效果,延长酸液有效作用距离;而密度差对指进现象影响不大。

多因素下多级交替注入酸液指进实验研究

酸液黏性指进演化特征及最终形态受多种工程地质因素影响,利用可视化指进实验装置,以分形维数和多重分形谱宽度表征指进形态,综合考虑酸液浓度、注入级数、温度、施工排量、前置液酸液黏度比和裂缝倾角六个因素,探究多因素下酸液黏性指进演化特征及最终形态的变化规律。结果表明:各个因素对分形维数的影响程度由高到低依次为:黏度比、注入级数、温度、酸液浓度、施工排量、裂缝倾角;各个因素对多重分形谱宽度的影响程度由高到低依次为:黏度比、裂缝倾角、施工排量、酸液浓度、注入级数、温度;要实现黏性指进酸压,应当提高黏度比至100∶1~150∶1,控制注入级数为2~3级,设计酸液用量占比0.3左右,并在注入酸液前注入大量前置液降低裂缝壁面温度。

酸蚀裂缝差异化刻蚀量化研究及影响因素探讨

酸液对裂缝壁面差异化刻蚀的关键因素在于酸液黏性指进的形态以及程度,但前人鲜少对2者关系进行量化表征。采用有限体积法对酸液黏性指进过程进行动态模拟,分析了不同黏度比、黏度差、密度差条件下的指进形态变化规律,并通过指进程度定义了描述差异化刻蚀程度的参数,对不同条件下的差异化刻蚀程度进行定量表征。结果显示,排量为5m^3/min条件下,满足黏度差为250～350 mPa·s,黏度比为15～20,且密度差为0～0.01 g/cm^3时,差异化刻蚀程度较大,改变不同的排量进行数学表征,酸液差异化刻蚀程度表现出相同的变化规律。