雄安新区碳酸盐岩热储酸化压裂增产改造数值模拟研究

作     者：赵志宏 徐浩然 陈思聪 马峰 王贵玲 ZHAO Zhihong;XU Haoran;CHEN Sicong;MA Feng;WANG Guiling

作者机构：清华大学土木工程系北京100084 北方矿业有限责任公司北京100053 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2019YFB1504103) 国家自然科学基金(联合基金)重点支持资助项目(U2067203) 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2023年第48卷第7期

页      码：2691-2699页

摘      要：地热井经常面临初期产能不足或运营期产能下降等生产性难题,酸化压裂作为一种柔性激发技术,是深层碳酸盐岩热储增产改造的首选技术,其基本原理是通过地热井向热储层注入化学压裂液,利用化学溶蚀作用来提高岩体基质孔隙率和裂隙开度。由于地热领域的酸化压裂工艺以借鉴油气领域的成熟经验为主,尚未形成完整的技术体系,特别是针对深部热储层增产的设计方法、工艺参数优选、预测模拟、效果评价等方面缺乏理论指导。基于裂隙岩体热水力化多场耦合理论框架,通过引入裂隙刚度和最大闭合量的酸蚀修正系数,提出了考虑力学与化学耦合作用的非线性裂隙本构模型,发展了适合于深层碳酸盐岩热储酸化压裂增产改造的数值模拟方法。依托雄安新区D22井酸化压裂增产改造现场试验,验证了所提出的模拟方法的正确性,研究了射孔位置、质量分数、排量等酸化压裂施工参数对增产改造效果的影响规律。结果表明:深层碳酸盐岩热储酸化压裂增产改造主要发生在初始开度较高的裂隙中,且酸蚀裂隙逐渐沟通了周边高渗储层,形成了酸化改造网络;增产改造效果不仅与酸-岩反应和水压作用下裂隙开度增加量显著相关,也取决于改造后裂隙的闭合路径;射孔位置距离高渗储层越近,酸化压裂改造效果越好;高浓度、大排量的施工方案有助于形成长裂缝,有利于连通高渗储层,酸化压裂改造效果更好。

主 题 词：雄安新区 碳酸盐岩热储 酸化压裂 多场耦合 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 070801[070801] 07[理学] 0817[工学-轻工类] 0807[工学-电子信息类] 0708[理学-地球物理学类] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13225/j.cnki.jccs.CN23.0315

馆 藏 号：203122980...