酸蚀裂缝导流能力测试仪研制及实验研究

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酸化压裂技术是碳酸盐岩储层增产的关键技术之一。酸压施工的成功与否主要取决于酸蚀裂缝长度和裂缝的导流能力两个因素,酸蚀裂缝长度(或称酸液有效作用距离)受酸液滤失特性、酸岩反应速率以及裂缝中酸液流速所控制,裂缝最终的导流能力主要取决于酸溶解和返排出地层的物质的数量以及裂缝壁面酸蚀形态的不规则程度等。由于酸岩反应随机性强,酸蚀裂缝导流能力难以预测,从而影响了酸压工艺实施和效果评估。 本文通过大量文献调研,对目前酸蚀裂缝导流能力测试仪器、装置进行分析研究发现,国内外导流能力测试仪器、装置所用岩心均较大(17~40cm长),但对于油田现场,多数情况下实际取心不能满足如此大的岩心尺寸,只能取露头或相似岩心来代替实际地层岩心,所以试验结果不能完全代表实际地层情况,从而对裂缝导流能力预测造成偏差,影响酸压工艺实施效果。鉴于上述存在的问题,笔者特别设计研制了适合小尺寸岩心的裂缝导流能力测试仪器——DP—Ⅰ型导流能力评价装置,并以轮南地区复杂性储层岩心为例,进行了酸蚀裂缝导流能力试验研究。 论文研究主要成果有: 以裂缝导流能力测试原理为基础,结合传动学、传热学、电工学、力学等理论,自行研制了适合小尺寸岩心的DP—Ⅰ型导流能力评价装置。本装置可以对实际地层岩心进行试验研究,能真实、准确的模拟酸液在实际地层中的反应情况,预测酸蚀裂缝导流能力的变化。 对于轮南油田高温、低渗的复杂性储层,选用了表活酸、胶凝酸、乳化酸三种酸液体系,应用自行研制的导流能力评价装置,进行多种酸压工艺模拟,通过比较不同工艺下的导流能力结果和岩样的酸蚀形态,指导和优选了适合该地区的酸压工艺。 借助酸蚀裂缝导流能力试验结果,综合分析了影响碳酸盐岩储层酸蚀裂缝导流能力的各种因素。 分析比较了当前导流能力模型计算公式,并在N—K方法的基础之上,考虑酸液滤失对酸蚀岩石量分布的影响,计算酸蚀裂缝导流能力;另外在裂缝表面粗糙度和裂缝面岩石强度的基础上,将裂缝的支撑面积、裂缝宽度、岩石的弹性和塑性综合考虑,提出了新的预测酸压裂缝导流能力的理论方法。并将两种方法所预测的裂缝导流能力结果与试验实测值进行比较,验证模型计算的精度。 应用所选酸压工艺在轮南地区储层现场试验表明,酸压后增产效果明显,且有效期长,经济效益好,酸压工艺措施得当。这也证明了DP—Ⅰ型导流能力评价
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