【文章內(nèi)容簡介】 巖樣尺寸 溫 度 90℃ 90℃ 驅(qū)替壓力 3～ 5MPa 3～ 5MPa 酸 型 15％ HCl（普通鹽酸） 15％ HCl（膠凝酸，約 ） 圍 壓 自動補償平衡高于驅(qū)替壓力 2～ 4MPa Ks為鉆孔深度 表 實驗條件 實驗實例分析 實驗 1（孔隙性碳酸鹽巖） 1＃過酸前 1巖心實驗前后對比 1＃過酸后 024681012140 50 100 150 200時間（min）壓力（MPa）01流量（ml/min）流壓出口流量圖 巖樣 1＃實驗流壓流量曲線 巖樣 1＃注酸約 150分鐘，壓力升高到 ，出口端一直未見液體流出，注酸未將巖心穿透。除巖心端面被嚴(yán)重剝蝕外，整個巖心沒有明顯變化。 2巖心實驗前后對比 2＃過酸前 2＃過酸后 012340 50 100 150 200 250注酸時間（m i n ）壓力（MPa）0流量（ml/min）流壓出口流量圖 巖樣 2＃時間 VS流量、流壓曲線 巖樣 2＃注酸約 55分鐘后出口端開始出液。流壓在出液前升至 ，液體突破后開始下降。巖心端面嚴(yán)重腐蝕，孔未穿透，略有擴大，但出口一端明顯基質(zhì)孔隙增大，有多個針形孔。 表 實驗條件 實驗 2（裂縫性碳酸鹽巖） 巖樣 3＃ 巖樣尺寸 槽 寬 ，長 溫 度 90℃ 驅(qū)替壓力 3～ 5MPa 酸 型 15％ HCl（膠凝 HCl） 圍 壓 自動補償平衡高于驅(qū)替壓力 2～ 4MPa 3＃過酸前 3＃過酸后 3巖心實驗前后對比 024680 20 40 60 80 100時間（m i n ）壓力（MPa）0 流量（ml/min）流量流壓00 20 40 60 80 100時間（m i n ）孔徑（cm）圖 巖樣 3時間 VS流壓、流量曲線圖 圖 蚓孔孔徑隨時間變化曲線 巖樣 3＃在注酸 20分鐘時酸液得到突破，但流壓并未隨之馬上下降，而是繼續(xù)上升，到注酸 53分鐘后，流壓逐漸開始下降至注酸結(jié)束時的 。 圖 。 如前面所述，實驗結(jié)果令人較為滿意，得到了如下認(rèn)識： ? 碳酸鹽巖中酸液濾失主要是酸蝕蚓孔造成的，酸壓濾失計算必須考慮酸蝕蚓孔效應(yīng)的影響； ? 由于碳酸鹽巖儲層儲滲形態(tài)具有多樣性，因此碳酸鹽巖儲層酸壓室內(nèi)濾失實驗研究應(yīng)根據(jù)不同儲層性質(zhì)分別利用不同的實驗方法進(jìn)行； ? 采用緩速酸能明顯增加酸液在基巖中的穿透效果 ，普通酸與基巖的作用范圍有限 ； 實驗結(jié)果分析 4 考慮酸蝕蚓孔濾失的碳酸鹽巖酸壓設(shè)計 合理選擇酸壓計算模型和恰當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置是確保酸壓施工前模擬計算成功的前提條件。 本文研究過程中由于時間有限，故裂縫延伸和裂縫酸巖反應(yīng)模型借用前人研究成果，而對于考慮酸蝕蚓孔效應(yīng)的酸壓后儲層綜合滲透率的計算，推導(dǎo)了新的計算方法。 wf A2 μa xf A1 μp L 酸液 前置液 圖 計算裂縫幾何尺寸示意圖 裂縫幾何尺寸計算方法 1）垂直縫，縫高為常數(shù)； 2）裂縫延伸過程中，裂縫前緣始終充滿液體。在裂縫端部縫內(nèi)液體壓力作用在縫壁面上的地層最小水平主應(yīng)力，即當(dāng) x=L時， p=σ； 3）計算前置液在縫中的壓力分布時，采用了各小段的粘度平均值； 4）酸液的粘度處理為有效粘度形式進(jìn)行計算； 5）前置液與酸液間存在完整的界面，在注入過程中界面向縫端部移動； 6）濾失量應(yīng)包括酸液向裂縫壁面濾失、酸液向蚓孔壁面濾失和酸蝕蚓孔體積增長三部分。 1 假設(shè)條件 2 裂縫延伸數(shù)值模型 縫長和縫寬的求取 邊界條件 （ ） （ ） 方程中參數(shù)求取 （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 裂縫酸巖反應(yīng)數(shù)學(xué)模型 1）液體密度、比熱等性質(zhì)不隨溫度變化； 2）液體不可壓縮，呈穩(wěn)定流動； 3）液體沿縫長方向上的濾失取其平均濾失； 4）酸液濃度及液體溫度不沿縫高方向變化； 5）地層向裂縫傳熱遵循 Whitsitt－ Dysart傳熱規(guī)律。 1 假設(shè)條件 縫內(nèi)酸巖反應(yīng)求解常微分方程組 （ ） 酸壓增產(chǎn)效果計算 在考慮酸蝕蚓孔存在的情況下， 酸蝕蚓孔在較短時間里溶蝕體積迅速擴展，孔徑可能高達(dá)幾毫米，長度長達(dá)幾米甚至十幾米。這種情況下 對地層的滲流能力的估計如果只考慮人工裂縫的作用，顯然是不合理的。 人工裂縫 蚓孔 縫寬 w 縫寬 w a． 傳統(tǒng)導(dǎo)流計算 圖 酸壓后儲層改造效果示意圖 蚓孔 裂縫系統(tǒng) 綜合滲透率 ＝ + x x+Δ x uA(x) 蚓孔濾失 酸蝕縫寬的計算 圖 裂縫體積微元 x和 x+Δx之間所含的反應(yīng)酸質(zhì)量傳遞過程示意圖 裂縫平均寬度計算式 考慮酸蝕蚓孔時，裂縫平均寬度計算式 （ ） （ ） 酸蝕裂縫導(dǎo)流能力 Nierodo和 Kruk（ 1973）推導(dǎo)了導(dǎo)流能力的經(jīng)驗方程： —— 有效應(yīng)力，單位 psi； —— 巖石嵌入強度，單位 psi； —— 導(dǎo)流能力，單位 。 （ ） （ ） （ ） 在裂縫總長度為 L情況下，巖石滲濾面積內(nèi)流過全部裂縫的流體流量為： 由等效滲流阻力原理 ()與 （ ） 式應(yīng)相等，即可得 又因為該巖石的裂縫孔隙度為： 采用達(dá)西定律表示該巖樣的流量，則 （ ） （ ） （ ） （ ） 裂縫滲透率的計算 布辛斯克方程 考慮酸蝕蚓孔的酸壓儲層綜合滲透率 將 （ ） 代入（ ）可得： （ ） 酸蝕蚓孔造成的滲透率的計算 假設(shè)酸蝕蚓孔形成垂直于人工裂縫壁面，酸蝕有效縫長為 Lfe，縫高 Hf，在人工裂縫 i處形成蚓孔。則該蚓孔對于整個酸蝕壁面的滲透率由等效滲流阻力原理可得： （ ） 其中 A為酸蝕有效作用面積， 。則上式可以改寫為 （ ） 又酸蝕壁面所有蚓孔對巖體的總滲透濾為 。故，酸蝕蚓孔 造成的滲透濾應(yīng)為： （ ） 因此，裂縫 — 蚓孔系統(tǒng)的滲透率可用基質(zhì)滲透