酸化压裂中有效酸蚀缝长因素的分析

酸化压裂中有效酸蚀缝长因素的分析

【摘要】酸化压裂是目前在国内外碳酸盐岩油藏开发中所采用的主要增产手段之一。酸压的效果最终体现在酸蚀裂缝的长度和导流能力，对于酸压而言，有效的酸蚀裂缝长度受酸液的滤失特性、酸岩反应速度及裂缝内的流速控制。

【关键词】酸压；酸蚀缝长；影响因素；数值模

0 引言

本文以塔河油田碳酸盐岩油藏数据为依托，用FracproPT软件进行了广泛的数值模拟，从酸液的属性、施工参数、液体的注入方式等方面研究了酸蚀缝长的变化规律，认识各因素对酸蚀缝长的影响，为酸压优化设计提供理论依据。

1 影响酸蚀缝长因素的研究

1.1 酸液的滤失

酸压过程中，由于裂缝内外的压力差的作用，酸液的滤失与压裂液的滤失一样都是不可避免的，而且酸压对象主要是碳酸盐岩油气层，储集空间多为孔隙-裂缝或者孔隙-溶洞型，当裂缝内压力大于天然裂缝的张开压力时，酸液的滤失将是严重。

1.2 酸岩反应速度

酸液在压裂裂缝中流动，活性酸的穿入深度一般只有十几米，最多几十米。酸液在微小裂缝中的流动，酸液的活性消耗的更快。酸和岩石的反应只能在固-液界面发生。

1.3 施工条件

设计酸压施工时，在一定范围内，施工排量越大，裂缝的宽度越大，降低了裂缝的面容比，酸的有效作用距离越远；增加酸液的用量，可以增加酸的穿透距离。

2 有效酸蚀缝长影响因素分析

在用模拟软件定量分析各个影响因素的时候，首先保持其他参数不变，然后改变一个变化的参数，运行软件，生成报告，观察酸压下酸蚀缝长的变化，最后得出一个酸蚀缝长随参数的变化曲线，给出这样变化的原因。下面的研究主要是依据以下数据的基础之上。地层：温度130℃，地层渗透率16mD，岩石类型为灰岩，粘度增加时，酸蚀裂缝长度个随着增加当酸液粘度达到一定值后，酸蚀缝长增加的幅度变小。

2.1.2 扩散系数

表2 不同酸液扩散系数下，酸蚀裂缝长度变化

总结：H+扩散速度可以用H+的扩散系数代表。当H+的扩散速度相对较大时，酸岩反应加快。

2.1.3 岩性

在一定参考温度下，岩性不同，酸岩反应速度不同。我们在参考温度为130℃时，模拟灰岩和白云岩在其他条件都一定的情况下的酸蚀裂缝长度。

表3 不同岩性下，酸蚀裂缝长度的变化

总结：研究可知温度和转速在相同的一定条件下，白云岩储层的酸压裂酸蚀裂缝长度比灰岩的要长。

2.1.4 滤失

表4 不同酸液滤失系数下，酸蚀裂缝长度的变化

总结：酸蚀裂缝长度随着地层滤失系数的增加而变小，且变小趋势很明显。

2.1.5 酸液质量分数

表5 不同酸液质量分数下，酸蚀裂缝长度的变化

总结：酸蚀裂缝长度在一定范围内随着酸液的质量分数增大而变大。

2.2 施工参数、排量

表6 不同施工排量下，酸蚀裂缝长度的变化

总结：酸蚀裂缝的长度随着施工排量的提高而变大。

2.2.2 酸用量

表7 不同施工时酸液用量下，酸蚀裂缝长度的变化

总结：在一定范围内酸蚀裂缝长度随酸液用量的增多而变长，并且在酸液用量超过这一范围后变化趋势变缓，甚至变化不太明显。

2.2.3 顶替液用量

表8 不同施工顶替液用量下，酸蚀裂缝长度的变化

总结：施工过程中，在主压裂酸化后，用一定用量的顶替液注入到地层中，可以增加酸蚀裂缝长度。

2.3 注入方式

表9 不同注入方式下，酸蚀裂缝长度的变化

总结：多级注入技术在一定条件下要比单级注入技术能获得更长的有效酸蚀缝长。

3 结论

通过本文的研究，得到以下结论：

1）酸液属性对酸蚀缝长影响的研究：

（1）增加酸液粘度，降低了酸液虑失，从而增加了酸蚀缝长。在模拟使用的数据条件下，粘度超过90mPa.s后，有效酸蚀缝长增加变缓慢。

（2）增加扩散系数，酸岩反应速度变快，从而降低有效酸蚀缝长。

（3）灰岩的主要成分是方解石（CaCO3），白云岩的主要成分是白云石[CaMg （CO3）]。灰岩与酸的反应速度比白云岩快，在相同条件下，白云岩油藏的有效酸蚀缝长比灰岩油藏长。

（4）酸液滤失对有效酸蚀缝长影响较大，降低酸液滤失，有利于增加酸蚀缝长。

（5）酸蚀裂缝长度随着酸液质量分数的增加而增加，但当达到一定程度之后，酸蚀裂缝长度的增加将变得较为平缓。

2）施工参数对酸蚀缝长影响的研究：

（1）排量对反应速度的影响较明显，排量越大，酸蚀缝长越长，但排量增到8方/分后，酸蚀缝长增长变缓。

（2）增加顶替液用量，酸蚀缝长增加，当顶替液大于300方后，酸蚀缝长基本不增加了，因为大于该顶替液量，鲜酸已全部变成残酸。

3）注入方式对酸蚀缝长影响的研究：

在本模拟中，前置液采用活性水，粘度较低，多级交替注入时，酸蚀缝长变化不大。

【参考文献】

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