【摘 要】酸化壓裂是目前在國內(nèi)外碳酸鹽巖油藏開發(fā)中所采用的主要增產(chǎn)手段之一。酸壓的效果最終體現(xiàn)在酸蝕裂縫的長度和導(dǎo)流能力，對(duì)于酸壓而言，有效的酸蝕裂縫長度受酸液的濾失特性、酸巖反應(yīng)速度及裂縫內(nèi)的流速控制。

【關(guān)鍵詞】酸壓；酸蝕縫長；影響因素；數(shù)值模

0 引言

本文以塔河油田碳酸鹽巖油藏?cái)?shù)據(jù)為依托，用FracproPT軟件進(jìn)行了廣泛的數(shù)值模擬，從酸液的屬性、施工參數(shù)、液體的注入方式等方面研究了酸蝕縫長的變化規(guī)律，認(rèn)識(shí)各因素對(duì)酸蝕縫長的影響，為酸壓優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

1 影響酸蝕縫長因素的研究

1.1 酸液的濾失

酸壓過程中，由于裂縫內(nèi)外的壓力差的作用，酸液的濾失與壓裂液的濾失一樣都是不可避免的，而且酸壓對(duì)象主要是碳酸鹽巖油氣層，儲(chǔ)集空間多為孔隙-裂縫或者孔隙-溶洞型，當(dāng)裂縫內(nèi)壓力大于天然裂縫的張開壓力時(shí)，酸液的濾失將是嚴(yán)重。

1.2 酸巖反應(yīng)速度

酸液在壓裂裂縫中流動(dòng)，活性酸的穿入深度一般只有十幾米，最多幾十米。酸液在微小裂縫中的流動(dòng)，酸液的活性消耗的更快。酸和巖石的反應(yīng)只能在固-液界面發(fā)生。

1.3 施工條件

設(shè)計(jì)酸壓施工時(shí)，在一定范圍內(nèi)，施工排量越大，裂縫的寬度越大，降低了裂縫的面容比，酸的有效作用距離越遠(yuǎn)；增加酸液的用量，可以增加酸的穿透距離。

2 有效酸蝕縫長影響因素分析

在用模擬軟件定量分析各個(gè)影響因素的時(shí)候，首先保持其他參數(shù)不變，然后改變一個(gè)變化的參數(shù)，運(yùn)行軟件，生成報(bào)告，觀察酸壓下酸蝕縫長的變化，最后得出一個(gè)酸蝕縫長隨參數(shù)的變化曲線，給出這樣變化的原因。下面的研究主要是依據(jù)以下數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上。地層：溫度130℃，地層滲透率16mD，巖石類型為灰?guī)r，彈性模量4.0×104，泊松比0.230，儲(chǔ)層厚度80m，濾失系數(shù)2.1671×10-4 m/min^.5；酸液性質(zhì)：鹽酸，擴(kuò)散系數(shù)8.00×10-7m2 /min，排量7.00m3/min，酸用量700m3，粘度49.3mPa-s，前置液為滑溜水，用量2310m3，粘度11.5 mPa-s，頂替液為滑溜水，用量700m3，粘度11.5 mPa-s；注入方式為單級(jí)注入。

2.1 酸液屬性

2.1.1 粘度

表1 不同粘度下，酸蝕裂縫長度的變化

總結(jié)：當(dāng)酸液的粘度增加時(shí)，酸蝕裂縫長度個(gè)隨著增加當(dāng)酸液粘度達(dá)到一定值后，酸蝕縫長增加的幅度變小。

2.1.2 擴(kuò)散系數(shù)

表2 不同酸液擴(kuò)散系數(shù)下，酸蝕裂縫長度變化

總結(jié)：H+擴(kuò)散速度可以用H+的擴(kuò)散系數(shù)代表。當(dāng)H+的擴(kuò)散速度相對(duì)較大時(shí)，酸巖反應(yīng)加快。

2.1.3 巖性

在一定參考溫度下，巖性不同，酸巖反應(yīng)速度不同。我們?cè)趨⒖紲囟葹?30℃時(shí)，模擬灰?guī)r和白云巖在其他條件都一定的情況下的酸蝕裂縫長度。

表3 不同巖性下，酸蝕裂縫長度的變化

總結(jié)：研究可知溫度和轉(zhuǎn)速在相同的一定條件下，白云巖儲(chǔ)層的酸壓裂酸蝕裂縫長度比灰?guī)r的要長。

2.1.4 濾失

表4 不同酸液濾失系數(shù)下，酸蝕裂縫長度的變化

總結(jié)：酸蝕裂縫長度隨著地層濾失系數(shù)的增加而變小，且變小趨勢(shì)很明顯。

2.1.5 酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表5 不同酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，酸蝕裂縫長度的變化

總結(jié)：酸蝕裂縫長度在一定范圍內(nèi)隨著酸液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而變大。

2.2 施工參數(shù)、排量

表6 不同施工排量下，酸蝕裂縫長度的變化

總結(jié)：酸蝕裂縫的長度隨著施工排量的提高而變大。

2.2.2 酸用量

表7 不同施工時(shí)酸液用量下，酸蝕裂縫長度的變化

總結(jié)： 在一定范圍內(nèi)酸蝕裂縫長度隨酸液用量的增多而變長，并且在酸液用量超過這一范圍后變化趨勢(shì)變緩，甚至變化不太明顯。

2.2.3 頂替液用量

表8 不同施工頂替液用量下，酸蝕裂縫長度的變化

總結(jié)：施工過程中，在主壓裂酸化后，用一定用量的頂替液注入到地層中，可以增加酸蝕裂縫長度。

2.3 注入方式

表9 不同注入方式下，酸蝕裂縫長度的變化

總結(jié)：多級(jí)注入技術(shù)在一定條件下要比單級(jí)注入技術(shù)能獲得更長的有效酸蝕縫長。

3 結(jié)論

通過本文的研究，得到以下結(jié)論：

1）酸液屬性對(duì)酸蝕縫長影響的研究：

（1）增加酸液粘度，降低了酸液慮失，從而增加了酸蝕縫長。在模擬使用的數(shù)據(jù)條件下，粘度超過90mPa.s后，有效酸蝕縫長增加變緩慢。

（2）增加擴(kuò)散系數(shù)，酸巖反應(yīng)速度變快，從而降低有效酸蝕縫長。

（3）灰?guī)r的主要成分是方解石（CaCO3），白云巖的主要成分是白云石[CaMg（CO3）]?；?guī)r與酸的反應(yīng)速度比白云巖快，在相同條件下，白云巖油藏的有效酸蝕縫長比灰?guī)r油藏長。

（4）酸液濾失對(duì)有效酸蝕縫長影響較大，降低酸液濾失，有利于增加酸蝕縫長。

（5）酸蝕裂縫長度隨著酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，但當(dāng)達(dá)到一定程度之后，酸蝕裂縫長度的增加將變得較為平緩。

2）施工參數(shù)對(duì)酸蝕縫長影響的研究：

（1）排量對(duì)反應(yīng)速度的影響較明顯，排量越大，酸蝕縫長越長，但排量增到8方/分后，酸蝕縫長增長變緩。

（2）增加頂替液用量，酸蝕縫長增加，當(dāng)頂替液大于300方后，酸蝕縫長基本不增加了，因?yàn)榇笥谠擁斕嬉毫?，鮮酸已全部變成殘酸。

3）注入方式對(duì)酸蝕縫長影響的研究：

在本模擬中，前置液采用活性水，粘度較低，多級(jí)交替注入時(shí)，酸蝕縫長變化不大。

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[責(zé)任編輯：劉帥]