酸蚀蚓孔效应的酸压滤失模型及应用课件.ppt

,考虑酸蚀蚓孔效应的酸压滤失模型及应用,1 引 言2 酸蚀蚓孔溶蚀扩展模型及水动力学行为研究 3 酸蚀蚓孔实验研究4 考虑酸蚀蚓孔滤失的碳酸盐岩酸压设计 5 软件研制及实例分析 6 结论与建议,主要汇报内容,1 引 言,碳酸盐岩储层,酸压,储层改造,酸化,天然裂缝和溶洞发育、非均质性严重，缝洞系统是油气储集和渗流的主要介质。,作用范围有限，难以有效解除污染,能较好沟通远井地带裂缝溶洞系统,酸压效果,酸蚀有效作用距离酸蚀裂缝导流能力,1.1 酸压中的酸液滤失机理,酸蚀蚓孔效应,酸液滤失,酸蚀蚓孔,酸液在储层中流动时，由于较大孔隙和裂缝趋于吸收更多的酸液，酸液将很快被消耗而扩大孔隙和裂缝，从而会导致更多的酸液进入这些更大的孔隙和裂缝，这种不稳定的化学反应过程将产生单一的较大的孔洞，因其复杂的形态而类似蚯蚓状，故形象地称为酸蚀蚓孔。,裂缝中形成的酸蚀蚓孔形态,滤失和扩散,传统酸压酸液滤失示意图,酸压中实际酸液滤失示意图,1.2 酸压中的酸液滤失机理,酸液通过裂缝壁面向地层呈一维径向滤失,酸液滤失裂缝壁面基质滤失蚓孔滤失蚓孔滤失蚓孔壁面滤失蚓孔体积扩展蚓孔端部滤失,1.3 研究现状,国 外,针对酸蚀蚓孔问题，北美和欧洲等著名大学和研究中心如：德克萨斯州（奥斯丁）大学、密歇根州大学、哈里伯顿欧洲研究中心等，近年来开展了一些酸蚀蚓孔的滤失研究，但主要集中于基质酸化的蚓孔问题，在酸压中酸蚀蚓孔的扩展机理和酸液动态滤失研究方面也未取得突破。,理论模型研究1 圆柱形模型（Hung,Hill1989;Buijse 1997;Huang,ZhuFredd&Fogler 1998)3 基于流体力学和热力学过程的模型（Daccord，Lenormand 1993,Fredd 2000)4 基于连续性方程建立的模型（Liu&Chen 1997）实验研究1 蚓孔的铸体及X透视，即研究酸蚀蚓孔结构形态2 线性流动测试各种注酸条件对蚓孔产生和扩展的影响,相比之下，国内研究人员已注意到酸蚀蚓孔的重要性，并进行了一些酸液滤失实验，但却没有专门针对酸蚀蚓孔形态和定量计算进行实验研究。理论研究方面，西南石油学院赵立强教授及其研究生周红岚、赵金洲教授、郭建春教授及李勇明博士对酸蚀蚓孔理论也进行了一些有益的探索，取得了一些成果，但这些研究大都是基于A.D.Hill提出的一维线性流动模型的推广及改进。但该模型忽略酸液在蚓孔内流动的压降，侵入区域的酸液呈线性流动。然而，伴随蚓孔的发育，酸液由蚓孔的尖端和蚓孔壁面滤失进入地层，即存在沿蚓孔长度和宽度两个方向的流动。这一些缺陷使得Hill模型受到一定的应用限制。,国内,1.3 研究现状,1.资料调研，分析影响酸蚀蚓孔溶蚀扩展因素；2.理论模型研究研究和建立酸压中酸蚀单蚓溶蚀扩展数学模型；研究单个酸蚀蚓孔水动力学行为；3.实验研究研究酸压中酸蚀蚓孔室内实验设计方法；（针对不同物性的碳酸盐岩储层设计酸蚀蚓孔实验测试方法。）酸压中酸蚀蚓孔室内实验；（根据设计的实验方法进行室内实验，找出酸压中酸蚀蚓孔形成规律，再根据实验测试数据进行处理，验证理论模型。）4.研究考虑蚓孔滤失的酸压计算方法；5.研制考虑酸蚀蚓孔滤失的酸压模拟设计软件及应用分析。,1.4 本文研究的重点及创新点,研究思路及主要内容,2 酸蚀蚓孔溶蚀扩展模型及水动力学行为研究,思路：1.将储层裂缝和孔隙假设为圆柱形结构 2.复杂弯曲结构形态对流动无影响 3.酸岩反应受传质控制 4.蚓孔壁面存在滤失 5.蚓孔的延伸受壁面滤失及蚓孔端部酸反应活性控制 6.蚓孔内酸液流动存在流动摩阻（即存在压降）,L,图2.1 在周缘壁上有化学反应发生的圆柱形孔隙中酸流动,酸在周缘壁上的浓度,酸平均浓度,R,C,平均流速,v,将天然裂缝或孔隙简化等效为圆柱形孔隙结构，利用天然裂缝当量水力半径代替圆柱形孔径。下图给出了圆柱形孔隙中酸流动示意图。孔隙中酸液浓度由对流扩散作用通式决定：,（2.1）,2.1 蚓孔溶蚀扩展模型,酸液扩散,圆柱形孔隙中任一轴向位置处的酸平均浓度为,（2.2）,近似地表示酸向孔隙壁的传递速率；,是以,近似表示层流条件下的酸向孔隙壁的传递速率；,酸岩反应受传质控制，故传递到孔隙表面的酸传递速率等于酸反应速率，则一阶化学反应动力学方程式为：,表示孔壁处的浓度。,（2.3）,由质量守衡可得，,代入到（4）式得孔隙增长速率为：,（2.6）,（2.5）,将,代入（2）并积分得,（2.4）,由于酸与灰岩反应属于快反应，所以,又RD/2，从而得到蚓孔半径随时间增长表达式：,求解式(7)即可求出一定长度、任意时刻酸蚀蚓孔孔径的变化量。,（2.7）,2.2 单个酸蚀蚓孔水动力学模型,做如下假设：裂缝或孔隙简化为长单圆管；储层存在天然裂缝；天然裂缝垂直于酸压形成的人工裂缝壁面；酸液未进入裂缝或孔隙空间前，裂缝和孔隙空间由地层流体占据。,图2.2 裂缝、孔隙简化示意图,y,x,初始酸液进入裂缝或孔隙时，流体流动应遵循哈根泊肃叶方程：,(2.8),根据流体力学原理，蚓孔内动量守恒方程为：,(2.9),K为流量模数,为沿程损失系数，f(Re)。,qiqi1 qi1c Vwhi-1,对任意网格,图2.3 蚓孔网格划分示意图,每段压降方程为：,(2.10),(2.11),2.3 酸蚀蚓孔壁面滤失,单位长度上流体的滤失量为：,式中,(2.12),采用与描述水力裂缝的流体滤失特性相近的方法。酸液在蚓孔中的滤失为通过裂缝壁面呈径向向地层。流体滤失总系数CR可按下式加以计算（R指径向坐标系），即,2.4 酸蚀蚓孔引起的酸液滤失,酸蚀蚓孔的滤失是由酸蚀蚓孔形成引起的蚓孔体积扩展和酸液向酸蚀蚓孔壁面滤失以及蚓孔端部滤失三部分组成。,qct,蚓孔总滤失,端部滤失,酸蚀蚓孔密度定义为单位人工裂缝面积上形成的酸蚀蚓孔数量(条/m2)。在酸压施工中，酸液的滤失量不仅与蚓孔延伸速度有关，同时受蚓孔密度大小控制。求解酸蚀蚓孔的滤失量，必须先预测酸蚀蚓孔的密度。,2.5 酸蚀蚓孔的密度预测,1）多孔介质碳酸盐岩储层,当某一蚓孔开始形成时，在其周围的压力重新分布，使得蚓孔附近区域的压力梯度降低(图2.4)。在某一蚓孔附近压力梯度下降的区域，酸液流量减少，其它蚓孔的形成受到抑制；只有在离初始形成的蚓孔足够远的地方，也即压力场未受到影响的区域，才能形成新的蚓孔。在假定初始蚓孔的长度和宽度时，可由(13)式模拟蚓孔周围的压力分布，预测蚓孔的密度。,图2.4 含两蚓孔的酸液流动模拟坐标系统,dwh,Pf,y,Pe,P(x,y),x,0,x,(2.13),2)天然裂缝发育储层,对于天然裂缝油藏酸压中的蚓孔问题，由于沿天然裂缝的渗流阻力小，酸蚀蚓孔首先沿天然裂缝开始形成；考虑到多数酸压设计前缺乏酸蚀蚓孔实验数据的实际情况，建议借用统计的天然裂缝的密度来近似表征酸蚀蚓孔的密度。储层天然裂缝密度可以从储层岩石薄片分析、现代测井等手段得到。,2.6 酸蚀蚓孔的计算流程图,2.7 单蚓孔计算分析,基本输入参数,图2.6 不同粘度下孔径变化曲线 图2.7 不同粘度下单蚓孔滤失量变化曲线,如图2.6与图2.7所示，在裂缝净压为4MPa下，酸蚀蚓孔孔径和酸蚀蚓孔引起的滤失量都随酸液粘度升高而大大降低。要想获得理想的滤失控制效果，酸液粘度应至少保持在15mPa.s以上。,粘 度,图2.9 不同净压下蚓孔长度增长曲线,图2.8 不同裂缝净压下孔径增长曲线,裂缝净压,高裂缝净压产生大的酸蚀蚓孔和长的酸蚀裂缝。从图2.8、图2.9和图2.10对比来看，酸液的滤失在前期主要是受蚓孔孔径的影响较大，随着孔径的变大，滤失主要变成由蚓孔长度控制。,图2.10 不同净压下蚓孔滤失量,3 酸蚀蚓孔实验研究,实验研究,验证理论模型,酸液滤失定性认识,3.1 酸蚀蚓孔实验设计,针对孔隙性碳酸盐岩和天然裂缝发育碳酸盐岩两种不同储层性质，实验应采用不同实验方法研究酸液的滤失作用机理。,3.1.1 酸液滤失实验设备,图3.1 压裂酸化工作液长岩心动态滤失仪,1 孔隙性碳酸盐岩地层酸压酸液滤失实验研究,图3.2 酸液滤失钻孔岩心示意图,3.1.2 实验方法的建立,实验方式为：在圆柱形岩心一端中部钻一定深度的诱导孔，用人工孔洞代替大的天然孔隙（如图3.2）。在岩心端面利用搅拌泵模拟压裂裂缝壁面岩心剪切速率，以一定入口压力驱替岩心。,针对研究这类储层酸压形成的酸蚀蚓孔，可以根据其特性假设酸流经裂缝壁面时，裂缝壁面已存在一个较周围其他孔隙大得多的孔隙。我们认为酸液将首先进入该孔隙，溶蚀其壁面并扩大它。,2 天然裂缝发育地层酸压酸液滤失实验研究,图3.3 岩心剖缝人工引槽示意图,研究表明，无论是天然裂缝宽度在何数量级，裂缝在酸液进入后都会与其作用，发生溶蚀扩大现象。这种现象在酸压时的高水力压力作用下，随天然裂缝张开而变得更加明显，造成酸液大量滤失。,实验方式：将岩心利用人工剖缝（岩心重新合上时能较好闭合），在剖开的岩心正中沿长度方向用工具划槽。在一定围压下，基本可以认为岩心将会重新完全闭合。,3 长岩心平板流动蚓孔滤失实验研究,利用长岩心平板流动实验可以更真实地模拟酸液在人工裂缝中的流动及酸岩反应，研究沿平板侧面形成蚓孔的微观渗流机理和酸岩反应机理，测量酸液穿透平板两侧的酸量以及酸浓度的变化。,1）实验主体装置,图3.4 酸液环流实验设备示意图,3）实验参数的确定 室内实验研究采用酸蚀裂缝导流能力实验模拟装置（酸液环流实验装置）完成(见设备示意图)。该实验装置由稳压系统、供液系统、酸岩反应槽、滤失测量系统、数据自动采集系统几个部分组成。岩心采用平板模型，岩样固定尺寸为：152.4mm长50.8mm宽25.4mm厚的岩心两块。,2）酸蚀蚓孔平板模型实验示意图,实验室排量计算表达式,（3.1）,采用相似准则，缩放现场实际施工参数，确定实验参数的基本范围，再将实验结果数据利用相似准则放大，分析对现场实际施工效果的影响。,由雷诺准则可得,带入相应参数,将,，,代入上式，整理可得：,（3.2）,（3.3）,酸蚀孔洞横截面积与时间关系：,（3.2）,根据流体力学原理，蚓孔的横截面积也可表示为：,（3.6）,4 实验数据处理方法,又流量公式为,（3.3）,则酸蚀蚓孔的直径可表示为：,（3.4）,所以蚓孔的横截面积也可表示为：,（3.5）,表3.1 实验条件,3.3 实验实例分析,实验 1（孔隙性碳酸盐岩）,1过酸前,1#岩心实验前后对比,1过酸后,图3.8 岩样1实验流压流量曲线,岩样1注酸约150分钟，压力升高到11.58MPa，出口端一直未见液体流出，注酸未将岩心穿透。除岩心端面被严重剥蚀外，整个岩心没有明显变化。,2#岩心实验前后对比,2过酸前,2过酸后,图3.9 岩样2时间VS流量、流压曲线,岩样2注酸约55分钟后出口端开始出液。流压在出液前升至4.16MPa，液体突破后开始下降。岩心端面严重腐蚀，孔未穿透，略有扩大，但出口一端明显基质孔隙增大，有多个针形孔。,表3.2 实验条件,实验 2（裂缝性碳酸盐岩）,3过酸前,3过酸后,3#岩心实验前后对比,图3.11 岩样3#时间VS流压、流量曲线图,图3.12 蚓孔孔径随时间变化曲线,岩样3在注酸20分钟时酸液得到突破，但流压并未随之马上下降，而是继续上升，到注酸53分钟后，流压逐渐开始下降至注酸结束时的3.2MPa。图3.12显示为处理计算后得到的孔径随时间变化曲线。,如前面所述，实验结果令人较为满意，得到了如下认识：碳酸盐岩中酸液滤失主要是酸蚀蚓孔造成的，酸压滤失计算必须考虑酸蚀蚓孔效应的影响；由于碳酸盐岩储层储渗形态具有多样性，因此碳酸盐岩储层酸压室内滤失实验研究应根据不同储层性质分别利用不同的实验方法进行；采用缓速酸能明显增加酸液在基岩中的穿透效果，普通酸与基岩的作用范围有限；,3.4 实验结果分析,4 考虑酸蚀蚓孔滤失的碳酸盐岩酸压设计,合理选择酸压计算模型和恰当的参数设置是确保酸压施工前模拟计算成功的前提条件。本文研究过程中由于时间有限，故裂缝延伸和裂缝酸岩反应模型借用前人研究成果，而对于考虑酸蚀蚓孔效应的酸压后储层综合渗透率的计算，推导了新的计算方法。,图4.1 计算裂缝几何尺寸示意图,4.1 裂缝几何尺寸计算方法,1）垂直缝，缝高为常数；2）裂缝延伸过程中，裂缝前缘始终充满液体。在裂缝端部缝内液体压力作用在缝壁面上的地层最小水平主应力，即当x=L时，p=；3）计算前置液在缝中的压力分布时，采用了各小段的粘度平均值；4）酸液的粘度处理为有效粘度形式进行计算；5）前置液与酸液间存在完整的界面，在注入过程中界面向缝端部移动；6）滤失量应包括酸液向裂缝壁面滤失、酸液向蚓孔壁面滤失和酸蚀蚓孔体积增长三部分。,1 假设条件,2 裂缝延伸数值模型,缝长和缝宽的求取,边界条件,（4.1）,（4.2）,方程中参数求取,（4.3）,（4.4）,（4.5）,（4.6）,（4.7）,（4.8）,4.2 裂缝酸岩反应数学模型,1）液体密度、比热等性质不随温度变化；2）液体不可压缩，呈稳定流动；3）液体沿缝长方向上的滤失取其平均滤失；4）酸液浓度及液体温度不沿缝高方向变化；5）地层向裂缝传热遵循WhitsittDysart传热规律。,1 假设条件,缝内酸岩反应求解常微分方程组,（4.9）,4.3 酸压增产效果计算,在考虑酸蚀蚓孔存在的情况下，酸蚀蚓孔在较短时间里溶蚀体积迅速扩展，孔径可能高达几毫米，长度长达几米甚至十几米。这种情况下对地层的渗流能力的估计如果只考虑人工裂缝的作用，显然是不合理的。,图4.3 酸压后储层改造效果示意图,蚓孔,裂缝系统,综合渗透率,+,4.3.1 酸蚀缝宽的计算,图4.2 裂缝体积微元x和x+x之间所含的反应酸质量传递过程示意图,裂缝平均宽度计算式,考虑酸蚀蚓孔时，裂缝平均宽度计算式,（4.10）,（4.11）,4.3.2 酸蚀裂缝导流能力,Nierodo和Kruk（1973）推导了导流能力的经验方程：,有效应力，单位 psi；,岩石嵌入强度，单位 psi；,导流能力，单位 mD.in。,（4.12）,（4.13）,（4.14）,在裂缝总长度为L情况下，岩石渗滤面积内流过全部裂缝的流体流量为：,由等效渗流阻力原理(4.16)与（4.15）式应相等，即可得,又因为该岩石的裂缝孔隙度为：,采用达西定律表示该岩样的流量，则,（4.15）,（4.16）,（4.17）,（4.18）,裂缝渗透率的计算,布辛斯克方程,4.3.3 考虑酸蚀蚓孔的酸压储层综合渗透率,将（4.18）代入（4.17）可得：,（4.19）,酸蚀蚓孔造成的渗透率的计算,假设酸蚀蚓孔形成垂直于人工裂缝壁面，酸蚀有效缝长为Lfe，缝高Hf，在人工裂缝i处形成蚓孔。则该蚓孔对于整个酸蚀壁面的渗透率由等效渗流阻力原理可得：,（4.20）,其中A为酸蚀有效作用面积，,。则上式可以改写为,（4.21）,又酸蚀壁面所有蚓孔对岩体的总渗透滤为,。故，酸蚀蚓孔,造成的渗透滤应为：,（4.22）,因此，裂缝蚓孔系统的渗透率可用基质渗透率Km和裂缝渗透率Kf的简单叠加来表示。即,（4.23）,5 程序编制及计算实例及分析,基于前述考虑酸蚀蚓孔的酸压滤失计算模型及其求解方法，本论文遵循以数据为中心、可视化操作，模块化设计，数据共享为主体的原则，研制了酸化压裂设计软件，应用该软件进行了大量分析计算，并根据现场应用情况进行了调整和完善。,5.1 软件结构图,5.2 软件主要界面,5.3 考虑酸蚀蚓孔的酸压模拟计算分析,基本输入参数,1蚓孔对酸压影响分析,图5.5 蚓孔对滤失量的影响图 5.6 蚓孔对裂缝酸浓度分布的影响,前置液：粘度140mPa.s，排量2m3/min，液量120m3酸液：粘度5mPa.s，排量3m3/min，液量120m3;酸浓度28,2.各参数对考虑酸蚀蚓孔效应的酸压设计结果的影响,图5.8 酸液粘度对裂缝酸浓度分布的影响,酸液粘度,图5.7 酸液粘度对滤失量的影响,酸液在1mPa.s下的滤失总量为152m3，而其中由蚓孔引起的滤失就达91m3。但随着粘度的增加，酸液滤失得到了有效控制，当粘度大于20mPa.s时，酸液滤失基本得到了控制，蚓孔滤失降到了10m3左右。这在酸压结束时裂缝中酸浓度分布曲线上得到了进一步体现。,图5.9 酸浓度对滤失量的影响,酸液浓度,图5.10 酸浓度VS界面、有效酸蚀距离,酸液在低浓度（1015）条件下，在该范围内酸岩反应速率差别不大，酸蚀蚓孔的扩展速度差别并不明显，酸浓度对滤失影响不大。但浓度在1520范围时，酸岩反应随浓度增加而加快，酸蚀蚓孔的扩展随之而加快，反应在滤失量上的表现为滤失量急剧增加。在酸浓度为20时，酸蚀蚓孔引起的滤失几乎为酸浓度为15时的2倍。当酸浓度大于20后，由于同离子效应的影响，酸岩反应并不随酸浓度的增加而变快，略有下降。,施工排量,图5.11 排量对有效酸蚀距离的影响,图5.12 酸排量对滤失的影响,酸排量对最终酸蚀有效作用距离的影响在排量为14m3/min时表现为随排量的增加而酸蚀距离增加。酸排量在5m3/min的穿透距离几乎为在1m3/min时的4倍（图5.19)。当排量大于4m3/min时，这种趋势并不明显。造成这种现象的主要原因是酸蚀蚓孔的扩展变缓。酸液滤失到裂缝或基质中形成并扩大了蚓孔，由于同离子效应和扩大的酸蚀孔道内酸浓度扩散不能满足酸蚀蚓孔的急剧扩展而导致蚓孔中的酸岩反应变缓。因此，一味追求大排量并不一定能加大酸蚀作用距离。,用 酸 量,图5.13 用酸量对酸蚀距离的影响,图5.14 用酸量对滤失的影响,图5.13显示：随着用酸量在100250m3范围的增加，酸蚀有效距离增长较快，但超过250m3后，酸蚀距离不再增长。酸液界面和酸压裂缝总长随着用酸量的增加而增加，但超过250m3后增量将放缓。随着用酸量的增加，酸岩反应得到酸液补充，酸蚀蚓孔也将继续得以扩展，酸蚀蚓孔引起的滤失量大大增加。但随着酸量的进一步增加（用酸量大于250m3），由于同离子效应和蚓孔内酸扩散速率的影响，酸岩反应速度变缓，表现为酸液滤失增量斜率平缓（如图5.14）。这意味着增加用酸量将也不一定能取得较长的有效酸蚀缝长，酸液大部分通过蚓孔滤失掉了。,现场实例分析,分别对塔河油田两口井TK426井和TK315井进行酸压设计模拟，将模拟结果与Frac PT10.1酸压设计和压降分析结果进行对比，以分析本软件的科学性和创新性。两口井的基本情况如下：,1、TK426井 该井酸压施工井段为测井解释的、类储层（5518.05534.5，5548.05567.5m）36m，以解除近井地带堵塞，改善储层渗透性，同时压开并形成一定规模的酸蚀裂缝，沟通高渗的天然裂缝、溶洞发育带。,2、TK315井,对测井解释的、类储层（5431-5443、5482-5498）28m，进行裸眼酸压已解除近井地带堵塞，改善储层渗透性，同时压开并形成一定规模的酸蚀裂缝，沟通高渗的天然裂缝、溶洞发育带。,利用本软件进行酸压模拟计算结果与Frac PT10.1分析结果的对比,本软件在考虑酸蚀蚓孔对滤失的影响下计算出的酸蚀裂缝长度与PT软件计算的结果小得多。实际酸压矿场测试表明：酸压形成的有效酸蚀裂缝长度远比PT软件计算的小得多（为3040m），因为Frac PT软件将酸液滤失系数定为基质滤失常数，而本软件是在考虑了酸蚀蚓孔滤失的基础上形成的，计算结果更接近酸压实际情况。平均酸蚀缝宽明显大于后者计算结果，考虑酸蚀蚓孔滤失的情况下，酸蚀蚓孔滤失的影响使得施工过程中酸蚀动态缝宽变窄，使得酸岩反应加快，酸蚀动态缝宽变宽，从而计算的导流能力也要大。,6.结论与建议,1.本文所建立的考虑酸蚀蚓孔效应的酸压计算更加适用于现场酸压施工酸液动态滤失实际情况。常规酸压设计软件模拟计算的酸蚀有效距离大大高于本软件考虑蚓孔滤失的酸压计算，而根据现场实际酸压施工效果测试分析表明：前者计算出的有效距离明显大于实际测试有效缝长，本文考虑酸蚀蚓孔滤失的酸压计算更具合理性。2.本文设计的三套实验方法可应用于针对不同碳酸盐岩储层特性的酸蚀蚓孔效应引起的酸液滤失室内实验。,结 论,本文建立了考虑酸蚀蚓孔效应的酸压滤失计算方法，进行了实验验证，并通过大量的计算分析得到如下几点结论：,3.在本文所选用的储层参数下利用考虑酸蚀蚓孔效应计算模型模拟计算结果表明：酸液粘度对酸压施工效果影响程度较大,尤其是粘度在低值范围。低粘度(20mPa.s)液体能明显降低酸液在隙裂缝中的流动性能，能起到降低滤失的效果。酸浓度在1520的范围对酸压结果影响较大，低浓度（20）影响不明显。酸排量对酸压施工影响程度很大，但排量超过某范围(4m3/min)时，酸蚀距离将随排量增加而变缓。即在选择施工排量时有必要进行排量优化，避免不必要的压裂施工车组，增加施工费用。用酸量同样存在一个最优值，当相应酸排量下采用的用酸量高于某值时，酸蚀有效距离不再增长，大酸量在这时只能造成浪费，成为不必要的投资。,建 议,本文研究内容涉及面广，工作量大。虽然在以上各方面作了一些有益的探索，取得了一些成果和认识，当然还存在一些不足之处。由于碳酸盐岩油藏酸压理论问题的复杂性，还有许多方面的研究需进一步深化：,酸蚀蚓孔复杂的分支形态结构描述困难，本文利用迂曲度方式描述复杂形态的酸蚀蚓孔，关于高度分支结构的描述需要做更进一步的工作。碳酸盐岩储层天然裂缝形态、分布对酸蚀蚓孔的形成和酸液滤失量有直接影响，裂缝参数的录取应尽量精确。本文实验研究部分由于重点实验室建设和新设备调试问题而做的并不让人完全满意，期待以后有研究人员能在更深入的实验研究上做得更加完善。,相关论文发表情况,本论文主要成果为教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目（基金编号：20040615003“酸蚀蚓孔扩展及酸液滤失机理研究”）主要研究内容。另外，论文研究主要成果参加西南石油学院“康菲杯”竞赛获得一等奖，并被报送参加四川省第九届大学生“挑战杯”竞赛。,致 谢,本论文是在导师郭建春教授的精心指导下完成的。从整个论文的选题、设计到研究，倾注了极大的精力和心血，导师所给予的指导、帮助和教诲使我终身难忘，导师渊博的学识，严谨的治学态度以及敏捷的思维和创新意识都给我留下了深刻的印象，这将使我在今后的工作和生活中受益匪浅。在论文完成之际，我谨向导师致以最诚挚的敬意和衷心的感谢！在论文写作期间，还得到了压裂酸化实验室的李勇明老师和其他同学的指导和建议，得到了一些有益的启发，在此表示感谢！衷心感谢在本论文中引用到的众多学术论文、专著的学术前辈们。,谢谢各位评审老师！,谢谢大家！,2023年1月22日,考虑酸蚀蚓孔效应的储层渗透率计算分析,酸液：粘度：15mPa.s 浓度：25 前置液：酸量：120m3 排量：2m3/min 粘度140mPa.s,酸量120m3时不同排量下渗透率改善情况,排量4m3/min时不同酸量下渗透率改善情况,基质酸化,酸 压,图3.1 酸压与基质酸化酸蚀蚓孔形成机理的区分,本论文运用地下多孔介质物理化学、流体渗流力学、化学传质和反应动力学、数学建模等多学科理论，建立了酸蚀蚓孔溶蚀扩展的数学模型及考虑牛顿流体和非牛顿流体在层流和高排量酸压施工下导致的紊流状态的酸蚀蚓孔地下流体流动水动力学模型。设计了3套反应不同碳酸盐岩储层性质的，以压裂酸化工作液长岩心动态滤失仪为依托的长岩心酸岩反应与滤失综合实验，有效分析了酸蚀蚓孔溶蚀扩展机理，验证酸蚀蚓孔扩展模型，并能较准确地为现场施工提供滤失特性参数。建立了考虑酸蚀蚓孔滤失机理的酸压计算模型，解决了长期以来酸压中酸液滤失计算难题。并编制了考虑酸蚀蚓孔滤失的酸压设计软件，进行了相应的酸压实例计算，能为酸压降滤措施的选择和酸压施工参数优化提供理论依据。,创新点,目前国内外现有的商业成品酸化压裂软件（如Meyer公司开发的MFrac三维酸压裂软件，Pinnacle公司的FracproPT软件和国产酸化压裂设计软件等）都不能定量模拟由于酸蚀蚓孔引起的酸液动态滤失，也未考虑CO2对酸压后停泵压力的影响，这使得酸化设计分析所确定的关键施工参数与实际差异较大，特别是在酸蚀蚓孔较发育的储层这种差异更为明显，致使酸压施工效果不理想，甚至失败。为使酸化设计更符合现场实际、提高酸化施工的成功率和有效性，在深入研究酸化设计分析理论模型的基础上，开发了这套考虑酸蚀蚓孔效应的酸压设计与分析软件系统。,