亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        酸壓裂縫導(dǎo)流能力計算模型的研究現(xiàn)狀

        2013-12-03 02:13:00龔云蕾劉平禮羅志峰油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室西南石油大學(xué)四川成都610500
        關(guān)鍵詞:影響能力模型

        龔云蕾,劉平禮,羅志峰 (油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室 (西南石油大學(xué)),四川 成都610500)

        陳 霄 (中海油有限公司湛江分公司,廣東 湛江524057)

        酸壓模型早在19世紀(jì)70年代就出現(xiàn)了。大量的研究者不斷對酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算模型進(jìn)行改進(jìn),進(jìn)而對酸蝕裂縫導(dǎo)流能力進(jìn)行更加準(zhǔn)確的預(yù)測。通常情況下,酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算模型可由2種方法得到:理論推導(dǎo)和經(jīng)驗假設(shè)。Nierod和Kruk[1]在試驗的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了最常被使用、適用范圍最廣的N-K模型;Gangi等[2]提出了“釘床”模型,該模型中的輸入?yún)?shù)需要通過試驗獲??;Walsh等[3]在試驗的基礎(chǔ)上提出了考慮閉合應(yīng)力影響的導(dǎo)流能力計算模型;Tsang和Witherspoon等[4]采用孔隙模型描述裂縫幾何形態(tài),將粗糙度引入模型,并將斷裂巖石的機(jī)械性能與裂縫粗糙表面相聯(lián)系起來,得到酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算公式。Gong[5]在考慮酸蝕作用對裂縫壁面粗糙度的影響和巖石強(qiáng)度、巖石彈/塑性影響的基礎(chǔ)上,得到了閉合應(yīng)力作用下的裂縫導(dǎo)流能力計算模型。Mou[9]提出了一種分別針對滲透率非均質(zhì)性為主要控制因素、礦物分布非均質(zhì)性為主要控制因素以及滲透率非均質(zhì)性和礦物分布非均質(zhì)共同作用的3種情況下的裂縫導(dǎo)流能力的計算方法。在Mou模型的基礎(chǔ)上,J.Deng等[13]提出了一種考慮閉合應(yīng)力影響的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算模型。

        1 N-K模型

        D.E.Nierod和K.F.Kruk[1]選用San Angelo白云巖作為試驗對象模擬酸壓過程,對巖石溶解量和酸蝕裂縫導(dǎo)流能力進(jìn)行測試,得到了N-K模型。用該經(jīng)驗公式計算酸蝕裂縫導(dǎo)流能力時使用的是酸蝕裂縫理想縫寬。酸蝕裂縫理想縫寬可通過巖石溶解量計算得到:

        式中,Cf為酸蝕裂縫導(dǎo)流能力,10-3μm2·m;wi為酸蝕裂縫理想縫寬,m;σ為閉合應(yīng)力,MPa;Sf為巖石的上覆壓力,MPa。

        N-K模型考慮了巖石溶解量、巖石上覆應(yīng)力及閉合應(yīng)力的影響且不需要酸蝕裂縫表面特征參數(shù)。N-K模型是被使用最多、適用范圍最廣的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算模型。但N-K模型是在室內(nèi)試驗基礎(chǔ)上得到的,對高溫高壓條件下的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的計算有一定的局限性,且該模型未考慮儲層巖性的影響。Nasr-El-Din等[16]對石灰?guī)r和白云巖地層進(jìn)行研究后,對N-K模型進(jìn)行了修正:

        (1)石灰?guī)r地層:

        (2)白云巖地層:

        式中,wkf為酸蝕裂縫導(dǎo)流能力,10-3μm2·m;S為閉合應(yīng)力,MPa;DREC為理想條件下、0MPa閉合應(yīng)力作用下的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力,10-3μm2·m;RES為巖石的上覆壓力,MPa。

        2 “釘床”模型

        Gangi等[2]提出了“釘床”模型,將裂縫壁面的粗糙顆粒假設(shè)為直徑相同、高度不同的束狀棒條體,裂縫導(dǎo)流能力計算方程為:

        式中,Cf[σ]為閉合應(yīng)力σ作用下的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力,10-3μm2·m;Cf0為0MPa閉合應(yīng)力下的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力,10-3μm2·m;M為粗糙高度分布的均方根,無因次;m為常數(shù),0<m<1,表征粗糙壁面高度的函數(shù)。

        該模型雖然考慮了閉合應(yīng)力和壁面粗糙度的影響,但未考慮酸蝕作用對壁面幾何形態(tài)的影響,也沒有考慮儲層巖性、刻蝕溝槽、溶坑、酸蝕蚓孔等對裂縫導(dǎo)流能力的影響。

        3 Walsh模型

        Walsh等[3]在酸壓試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,考慮了閉合應(yīng)力對裂縫導(dǎo)流能力影響,得到了酸蝕裂縫壁面粗糙顆粒隨機(jī)分布且流體流型為層流的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算模型:

        式中,η為粗糙高度的均方根,m;w0為0MPa閉合壓力下的縫寬,m。

        該模型將表征裂縫壁面幾何形態(tài)的參數(shù)視為定值,但要獲取表征酸蝕裂縫壁面幾何形態(tài)的參數(shù)是非常困難的。該模型未考慮酸蝕作用對壁面幾何形態(tài)的影響及儲層巖性、刻蝕溝槽、溶坑、蚓孔等對裂縫導(dǎo)流能力的影響。另外,該模型也未給出平均裂縫寬度的計算方法。

        4 Tsang和Witherspoon孔隙模型

        Tsang和Witherspoon[4]采用孔隙模型描述裂縫幾何形態(tài),將粗糙度引入模型,并將斷裂巖石的機(jī)械性能與裂縫粗糙表面相聯(lián)系起來,得到酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算公式:

        式中,w為裂縫寬度,m;d為裂縫的變形量,m;h為粗糙高度,m;p(h)為粗糙高度的分布函數(shù)。

        該模型利用孔隙模型的物理性質(zhì),預(yù)測了有效楊氏模量的增長情況。該模型可用于預(yù)測水力壓裂形成的粗糙裂縫的導(dǎo)流能力,但要獲得閉合應(yīng)力作用下的裂縫的變形量是很困難的。從理論上講,Tsang和Witherspoon模型可以用來預(yù)測粗糙裂縫的導(dǎo)流能力,但是具體操作起來卻非常困難。因為裂縫的粗糙表面在閉合應(yīng)力的作用下會發(fā)生變形,這是難以預(yù)測的。

        5 Gong模型

        該模型[5-8]在考慮酸蝕作用對裂縫壁面粗糙度的影響和巖石強(qiáng)度、巖石彈/塑性影響的基礎(chǔ)上,將裂縫壁面接觸面積、裂縫開度與裂縫壁面粗糙顆粒分布、閉合應(yīng)力聯(lián)系起來,得到了閉合應(yīng)力作用下的裂縫導(dǎo)流能力計算模型:

        式中,σγ為楊氏模量,MPa;γ為分布函數(shù)曲線的形狀修正參數(shù);γ=4,為高斯分布;γ=1,為理想均勻分布;γ= ∞,尖度 (峰值)。

        該模型在計算酸蝕裂縫導(dǎo)流能力過程中使用的參數(shù)都是通過試驗測得的。Gong等建立的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算模型不能對大尺寸的非均勻刻蝕形態(tài) (如:刻蝕溝槽)與小尺寸的非均勻刻蝕形態(tài) (如溶坑)隨閉合壓力的變化規(guī)律進(jìn)行描述,且該研究中的試驗不具有較好的重復(fù)性。用該模型計算酸蝕裂縫導(dǎo)流能力時要用到裂縫寬度的標(biāo)準(zhǔn)偏差和接觸比等參數(shù),而這些參數(shù)都是很難獲取的。

        6 Mou模型

        該模型[9-12]通過求解穩(wěn)態(tài)、不可壓縮條件下的N-S方程,得到壓力場和速度場的分布情況 (在該模型中采用的時間步長極短)。該模型分別得出了針對滲透率非均質(zhì)性為主要控制因素、礦物分布非均質(zhì)性為主要控制因素以及滲透率非均質(zhì)性和礦物分布非均質(zhì)共同作用的3種情況下的裂縫導(dǎo)流能力的計算方法。

        N-K方程計算0MPa閉合應(yīng)力下的裂縫導(dǎo)流能力的公式為:

        式中,c=1.47×107;n=2.47;(kfw)0為0閉合應(yīng)力條件下的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力,10-3μm2·m;wi為酸蝕裂縫理想縫寬,m;系數(shù)c和指數(shù)n都不會隨滲透率和礦物分布非均質(zhì)性的改變而改變。在新方程中,0MPa閉合應(yīng)力下的裂縫導(dǎo)流能力計算公式與N-K方程中的形式一樣,只是c和n值發(fā)生了改變:

        (1)滲透率分布非均質(zhì)性為主要影響因素:

        式中,在高濾失的條件下:n=2.49,a1=1.82,a2=3.25,a3=0.12,a4=1.31,a5=6.71,a6=0.03,a7=0.56,a8=0.80;在中等濾失、礦物分布均勻的條件下:n=2.43,a1=1.82,a2=3.25,a3=0.12,a4=1.31,a5=6.71,a6=0.03,a7=0.20,a8=0.78。

        (2)礦物分布非均質(zhì)性為主要影響因素:

        式中,n=2.52,b1=2.97,b2=2.02,b3=0.13,b4=0.56。(3)滲透率和礦物分布非均質(zhì)性共同作用:

        式中,n=2.52,d1=0.2,d2=1.0,d3=5.0,d4=0.12,d5=0.6,d6=3.5,d7=0.03,d8=0.1,d9=0.43,d10=0.14。

        計算出0閉合應(yīng)力條件下裂縫的導(dǎo)流能力之后,再對閉合應(yīng)力作用下的裂縫導(dǎo)流能力進(jìn)行計算:

        式中,α為0閉合壓力下的導(dǎo)流能力,10-3μm2·m;β為楊氏模量及其他影響參數(shù),無因次;σc為閉合應(yīng)力,MPa;fcalcite為地層中石灰?guī)r的百分含量,小數(shù);ai,bi,di為系數(shù);λD,x為裂縫的控制長度無因次;λD,z為裂縫的控制高度無因次;σD為滲透率的非均質(zhì)程度為ln(k)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,10-3μm2;ˉk為平均滲透率,10-3μm2;若ˉk=1×10-3μm2,則σD=σ(ln(k)/ln(10);ln[(k)]為滲透率自然對數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,10-3μm2。

        該模型對裂縫壁面的微觀刻蝕形態(tài)和油藏宏觀非均質(zhì)性進(jìn)行了模擬計算,并通過試驗對計算結(jié)果進(jìn)行了驗證。該模型研究的礦物種類單一、酸液類型少,未考慮裂縫壁面粗糙度及閉合應(yīng)力對導(dǎo)流能力的影響,也未考慮不能被鹽酸溶解的礦物對計算結(jié)果的影響以及天然裂縫對流體濾失的影響。

        7 J.Deng模型

        在Mou模型的基礎(chǔ)上,J.Deng等[13-15]就閉合應(yīng)力對酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的影響進(jìn)行了研究。該模型在考慮了裂縫粗糙度、酸蝕裂縫幾何形態(tài)及閉合應(yīng)力對酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的影響的基礎(chǔ)上對酸蝕裂縫導(dǎo)流能力進(jìn)行了模擬計算。該模型先用若干橢圓對閉合應(yīng)力作用下的裂縫寬度進(jìn)行表征,再根據(jù)二維的質(zhì)量守恒方程得到流速和壓降的分布情況后,計算裂縫的導(dǎo)流能力:

        式中,q為流速,m3/d;μ為流體粘度,mPa·s;Δp為壓降,MPa;xf為縫長,m;hf為縫高,m。

        但該模型計算的是二維酸液濃度分布,也未考慮酸液濾失的影響。

        8 結(jié) 語

        酸壓成功的關(guān)鍵是形成具有高導(dǎo)流能力的裂縫。國內(nèi)外學(xué)者以室內(nèi)試驗為基礎(chǔ),對酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的預(yù)測做了大量的研究,其成果已經(jīng)運用到酸壓設(shè)計模型中。目前,對酸蝕裂縫幾何形態(tài)和酸穿距離的研究較多,而就閉合應(yīng)力對酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的影響的研究卻較少,還需要對酸蝕裂縫閉合模型進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。

        針對前人研究的局限,需要進(jìn)一步進(jìn)行酸蝕裂縫導(dǎo)流能力研究,探討更加完善的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算方法,對影響酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的因素進(jìn)行分析,建立各影響因素與導(dǎo)流能力的相互關(guān)系,突破現(xiàn)有酸壓模型計算酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的局限,最終建立考察因素全面的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計算模型。

        [1]Nierode D E,Kruk K F.An Evaluation of Acid Fluid Loss Additives,Retarded Acids,and Acidized Fracture Conductivity [J].SPE4549,1998.

        [2]Gangi A F.Variation of Whole and Fractured Porous Rock Permeability with Confining Pressure[J] .Rock Mech Min Sci Geomech Abstr,1978.

        [3]Walsh J B.Effect of Pore Pressure and Confining Pressure on Fracture Permeability[J] .Rock Mech Min Sci Geomech Abstr,1981.

        [4]Tsang Y W,Witherspoon P A.Hydromechanical Behavior of a Deformable Rock Fracture Subject to Normal Stress[J] .Geophys Res,1981.

        [5]Gong Ming.Mechanical and Hydraulic Behavior of Acid Fractures-Experimental Studies and Mathematical Modeling [D].The University of Texas at Austin,1997.

        [6]Gong Ming,Lacote S,Hill A D.A New Model of Acid Fracture Conductivity [J].SPE39431,1998.

        [7]Gong Ming,Lacote S,Hill A D.New Model of Acid-Fracture Conductivity Based on Deformation of Surface Asperities [J].SPE57017,1999.

        [8]龔明 .計算酸壓裂縫導(dǎo)流能力的新模型 [J].天然氣工業(yè),1999,19(3):68-72.

        [9]Jianye M.Modeling acid transport and non-uniform etching in a stochastic domain in acid fracturing [D] .Texas A&M University,2009.

        [10]Mou Jianye,Zhu D,Hill A D.New Correlations of Acid-Fracture Conductivity at Low Closure Stress Based on the Spatial Distributions of Formation Properties[J].SPE131591-PA,2011:195-202.

        [11]Mou Jianye,Zhu D,Hill A D.A New Acid Fracture Conductivity Model Based on the Spatial Distributions of Formation Properties [J].SPE127935,2010.

        [12]Mou Jianye,Zhu D,Hill A D.Acid-Etched Channels in Heterogeneous Carbonates-a Newly Discovered Mechanism for Creating Acid-Fracture Conductivity [J].SPE119619,2010.

        [13]Deng Jiayao.Mechanical behavior of small-scale channels in acid-etched fractures [D] .Texas A&M University,2010.

        [14]Deng Jiayao,Mou Jianye,Hill A D,et al.A New Correlation of Acid Fracture Conductivity Subject to Closure Stress [J] .SPE140402,2011.

        [15]Deng Jiayao,Hill A D,Zhu D.A Theoretical Study of Acid-Fracture Conductivity Under Closure Stress [J] .SPE124755-PA,2011.

        [16]Gomaa A M,Nasr-EI-Din H A.Acid Fracturing:The Effect of Formation Strength on Fracture Conductivity [J] .SPE119623,2009.

        猜你喜歡
        影響能力模型
        一半模型
        消防安全四個能力
        是什么影響了滑動摩擦力的大小
        哪些顧慮影響擔(dān)當(dāng)?
        重要模型『一線三等角』
        重尾非線性自回歸模型自加權(quán)M-估計的漸近分布
        大興學(xué)習(xí)之風(fēng) 提升履職能力
        你的換位思考能力如何
        3D打印中的模型分割與打包
        擴(kuò)鏈劑聯(lián)用對PETG擴(kuò)鏈反應(yīng)與流變性能的影響
        中國塑料(2016年3期)2016-06-15 20:30:00
        中文字幕人乱码中文字幕乱码在线 | 婷婷五月深深久久精品| 国产在线精品成人一区二区三区| 久久亚洲国产中v天仙www| 一本久久a久久精品综合| 国产免费在线观看不卡| 一本色道久久88综合日韩精品 | 亚洲精品中文字幕一二三| 99久久无色码中文字幕人妻蜜柚| 亚洲欧美日韩人成在线播放| 91精品国产91久久久久久青草| 久久久精品国产av麻豆樱花| 久久精品国产99国产精2020丨 | 亚洲午夜久久久久久久久电影网| 永久黄网站免费视频性色| 亚洲国产成人久久综合电影| av一区无码不卡毛片| 日韩十八禁在线观看视频| 神马影院日本一区二区| 蜜桃视频无码区在线观看| 一级做a爰片久久毛片| 人妻风韵犹存av中文字幕| 人妖av手机在线观看| 中文字幕在线亚洲日韩6页| 亚洲精品美女久久久久久久| 国产美女冒白浆视频免费| 亚洲国产精品一区二区成人片国内 | 日本久久黄色高清视频| 久久精品国产亚洲夜色av网站| 麻豆精品传媒一二三区| 视频一区精品自拍| 免费观看国产激情视频在线观看| 久久精品国产字幕高潮| 无码一区二区波多野结衣播放搜索 | 国产精品毛片久久久久久久| 色www亚洲| 日本一区二区免费看片| 国产成人无码精品久久久露脸| 国产91中文| 久久亚洲春色中文字幕久久久综合| 久久久久成人精品免费播放动漫|