摘要：基质酸化是碳酸盐岩油气藏最经济有效的增产方式之一,表皮因子是此类油藏酸化设计中的关键因素。鉴于酸岩反应影响因素多,酸蚀蚓孔生长随机性强,且呈分支型体积展布,以往的表皮因子计算模型通常只将其简化为一等效半径,计算结果可靠性较低。为此,引入了以不规则几何形态为研究对象的分形几何学方法,验证了室内实验得到的单蚓孔平面分布的分形性,得到了其分形维数及单蚓孔长度扩展模型。结合Golfier模型,对多蚓孔同时扩展模拟结果进行了分析,建立了描述多蚓孔间竞争分布的双重分形数学模型。在此基础上,按照酸蚀蚓孔长度与污染半径间对比关系,将表皮因子计算模型改进为两区模型、三区模型和交叉分布模型3种模式。结合现场实际数据,对计算结果进行了参数敏感性分析。根据表皮因子随用酸量、施工排量的变化趋势可以优选施工参数,渗透率差异系数代表储层污染程度,也是影响表皮因子和增产效果的重要因素和选井选层的重要依据。对比表明,通过常规等效半径模型得到的表皮因子小于双重分形模型下的计算值,这也解释了碳酸盐岩储层在负表皮因子下,经过酸化后仍能增产的原因。

摘要：由酸蚀蚓孔造成的酸液滤失是影响酸压优化设计和压后增产效果的重要因素,而蚓孔发育状况的深入研究有助于酸液滤失的准确预测。分别用20%的盐酸和胶凝酸进行了酸岩反应控制因素实验,对比了两种酸液体系的反应速率和传质控制区与表面反应控制区的圆盘临界转速。针对碳酸盐岩储层孔隙性和裂缝性两种不同的孔隙类型,分别采用人工钻孔和人工剖缝方式模拟大孔隙和天然裂缝的酸液流动反应特征,研究了不同酸液作用下酸液滤失及酸蚀蚓孔发育机理。实验结果表明,盐酸的酸岩反应速率比胶凝酸快。盐酸和胶凝酸传质控制区与表面反应控制区的临界转速分别为800 r/min和600 r/min。胶凝酸较慢的反应速率更有利于酸蚀蚓孔的扩展。裂缝性碳酸盐岩储层中形成酸蚀蚓孔的机率要远远大于孔隙性碳酸盐岩储层。

摘要：碳酸盐岩储层酸化、酸压改造中会形成酸蚀蚓孔,蚓孔扩展规律决定储层改造效果,孔隙空间分布对蚓孔扩展影响较大,很多学者进行了酸蚀蚓孔扩展数值模拟研究,都使用人工生成的随机孔隙度空间分布;其分布与真实的孔隙分布有较大差异,特别是有孔洞存在时。基于普光气田岩心真实孔隙空间分布,用数值模拟方法进行了酸蚀蚓孔扩展规律研究。首先通过岩心CT扫描获取岩心孔隙空间分布,用于蚓孔扩展数值模拟;然后建立双尺度蚓孔扩展数学、数值模型,基于该模型和岩心的实际孔隙空间分布进行了蚓孔扩展数值模拟,分析对比了真实孔隙分布下和人工合成孔隙度分布下的酸蚀蚓孔扩展规律。还研究了普光气田岩心注入速度与蚓孔突破孔隙体积倍数间的关系,优化了注入速度及对应的孔隙体积倍数,分析了孔隙度和孔隙空间分布与蚓孔形态和突破孔隙体积倍数间的关系,该研究为普光气田酸化或酸压设计提供了理论依据。

摘要：在碳酸盐岩基质酸化过程中,一个主要特征是形成蚓孔。欧几里得空间认为蚓孔是无序的、杂乱无章的,采用经典数学的方法模拟难度极大。为了能够对酸蚓孔进行精确的定量分析、优化酸液用量及施工排量,以期获得最优酸化效果,需要建立蚓孔计算模型。以分形理论为基础,利用分数维描述蚓孔,引入"数盒子"计算法对蚓孔的Hausdroff分形维数进行研究,推导了碳酸盐岩基质酸蚀蚓孔有效作用距离的分形模型,用定量的方法描述不规则的酸蚀蚓孔等效长度。进行了影响参数敏感性分析及现场酸化实例计算,结果表明酸化后表皮系数与计算结果较为一致。对酸化优化设计具有较好的指导意义。

摘要：基质酸化是碳酸盐岩增产改造的重要措施之一,酸蚀蚓孔的形成规律及其影响因素研究是碳酸盐岩基质酸化的基础理论问题。设计了考虑酸液浓度、反应温度以及注酸排量三个影响因素的正交实验方案,并对取自A油田某碳酸盐岩储层的岩心进行酸液驱替实验,以分形维数及多重分形谱宽度为表征参数研究了各因素对酸蚀蚓孔形态的影响规律。优化目标是在获得最大分形维数的同时,尽量保证多重分形谱宽度最小。研究得出,在因素水平取值范围内,最优蚓孔形态对应的实验参数组合为:酸液浓度20%,温度50~70℃,注酸排量2 cm3/min。各因素对分形维数及多重分形谱宽度影响程度从大到小依次为:注酸排量、酸液浓度及反应温度。设计基质酸化施工参数时应当着重考虑注酸排量的优化。

摘要：碳酸盐岩油藏酸化效果取决于酸蚀岩石生成的溶蚀模式,对于给定的油藏及选定的注入酸来说,溶蚀模式与酸注入地层的速度有关.在最优注入条件下,酸溶蚀岩石形成一些窄且长的蚓孔,这些蚓孔可以穿过井筒周围的污染带,大大地改善甚至是提高近井地带的渗透率.由于技术条件限制,最优注入条件只能通过岩芯尺度的实验或数值模拟得到,而将岩芯尺度的最优注入条件应用到油藏酸化施工中时,需要明确岩芯形状、尺寸比例等参数的影响.本文基于梯形流动单元,使用非结构网格对求解区域进行离散、有限体积方法对控制方程进行离散,数值求解碳酸盐岩酸化反应流模型.定义形状因子和比例因子分别表示岩芯的形状变化和尺寸比例,并研究其对酸化溶蚀模式、最优注入条件等参数的影响.结果表明:以流量表示注入条件时,岩芯形状对最优注入条件没有影响;以最优注入流量将酸液注入不同形状的岩芯得到的蚓孔结构具有相同的分形维数,说明岩芯形状对溶蚀模式没有影响;当比例因子小于1时,最优注入流量随比例因子的增加而增加,当比例因子大于1时,最优注入流量保持不变;径向流对应的比例因子处于最优注入流量保持不变的范围,因此,酸化施工优化设计时的岩芯实验,只需将酸线性地注入岩芯,而不需进行难度更大、成本更高的径向流酸化实验,但实验用到的岩芯截面直径应大于其长度,且将岩芯实验的结果应用于油藏酸化施工时,应使用流量表示最优注入条件.

摘要：为了提高天然裂缝较发育的碳酸盐岩储层酸化压裂设计的准确性和有效性,在采用经典裂缝拟三维延伸数学模型模拟前置液造缝过程中裂缝几何尺寸动态变化的基础上,结合液相反应平衡原理和局部反应平衡原理,建立了考虑天然裂缝、蚓孔及基质多重滤失效应的酸液流动反应模型,以现场实例井的酸化压裂改造为例,使用所建模型模拟前置液酸压注酸过程中裂缝内酸液渗滤过程及酸岩动态刻蚀形态,通过酸液沿水力裂缝长度方向的浓度变化和残酸极限浓度综合确定酸蚀裂缝有效缝长,并与压力恢复试井的解释结果进行了对比。结果表明:(1)裂缝—孔隙型储层酸化压裂过程中,沿裂缝长度方向的酸液滤失速度非定值,滤失速度曲线呈锯齿状波动变化,在酸蚀蚓孔与天然裂缝相遇时酸液滤失速度普遍大于基质处的滤失速度;(2)裂缝—孔隙型储层酸化压裂过程中酸液滤失严重,酸液有效作用距离大幅度降低;(3)验证井酸化压裂解堵增产效果显著,该井试井解释结果与所建立的数学模型模拟解释结果相吻合,说明所建立的前置液酸化压裂数学模型可靠。结论认为,考虑多重滤失效应的前置液酸化压裂数学模型更适用于裂缝—孔隙型储层的酸化压裂模拟。

摘要：水平井酸化温度场是影响酸岩反应速度的关键参数,更是进行酸化设计必需重点考虑的因素。现有酸化温度场模型忽略了热瞬变效应、热扩散效应等对温度场的影响。基于能量守恒原理、物质平衡定律和碳酸盐岩储层基质酸化易形成蚓孔现象。考虑热瞬变效应、热扩散效应和井筒与地层之间的酸液流动,建立了新的水平井酸化温度场模型,给出了便于应用的解析解。对比分析表明,新模型能够更细致地描述酸液进入地层后酸岩之间发生的热传递现象以及酸岩化学反应热在地层中的热扩散和热累积效应,更好地表征了水平井酸化过程中温度变化规律。通过实例验证,利用模型计算的井底温度与实际井底温度分布吻合较好,这对于提升水平井酸化设计水平具有重要意义。

摘要：运用高斯面函数计算稠油冷采井蚓孔直径变化,用扩散限制凝聚分形模型模拟蚓孔增长形态。根据物质平衡原理,建立了一套稠油冷采井砂产量分析方法。通过分析稠油冷采井砂产量数据,获得稠油冷采井蚓孔增长形态和蚓孔特征参数。分析结果有利于优化稠油冷采井井距,优选完井设计参数,并作为压力、产量分析或油藏数值模拟的基础。