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        酸化壓裂中有效酸蝕縫長因素的分析

        2013-12-31 00:00:00董亞彪彭紹春
        山東工業(yè)技術(shù) 2013年13期

        【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。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]李黎.酸壓技術(shù)在新場(chǎng)復(fù)雜砂巖氣藏的應(yīng)用[J].海洋石油,2006,26.

        [2]滿江紅,等.深井碳酸鹽巖儲(chǔ)層深度酸壓工藝技術(shù)探討[J].新疆石油學(xué)院學(xué)報(bào),2003.

        [3]李年銀,趙立強(qiáng),劉平禮,等. 裂縫高度延伸機(jī)理及控縫高酸壓技術(shù)研究[J].特種油氣藏, 2006, 13.

        [責(zé)任編輯:劉帥]

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