本文關(guān)鍵詞：黏彈性表面活性劑轉(zhuǎn)向酸實(shí)驗(yàn)及模擬研究

  更多相關(guān)文章： 黏彈性表面活性劑 自轉(zhuǎn)向酸 黏度 基質(zhì)酸化 模擬

【摘要】：黏彈性表面活性劑轉(zhuǎn)向酸(Viscoelastic surfactant Self-diverting acid,簡稱VES自轉(zhuǎn)向酸)因?yàn)榫哂性鲳まD(zhuǎn)向、對儲層傷害小、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)越來越多地被應(yīng)用到碳酸鹽巖基質(zhì)酸化作業(yè)中,用于解決儲層非均質(zhì)性導(dǎo)致的布酸不均問題。但是目前關(guān)于黏彈性表面活性劑轉(zhuǎn)向酸的理論及模擬研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)場應(yīng)用,現(xiàn)場施工參數(shù)設(shè)計(jì)主要依賴經(jīng)驗(yàn),缺乏嚴(yán)密的理論指導(dǎo)。VES自轉(zhuǎn)向酸液體系主要依靠黏度的變化實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向,控制其黏度變化的三個(gè)主要因素為酸液的pH值、Ca2+濃度以及表活劑濃度。本文通過VES自轉(zhuǎn)向酸變黏實(shí)驗(yàn)研究了黏度與pH值、Ca2+濃度以及表面活性劑濃度的變化關(guān)系,在碳酸鹽巖蚓孔生長雙重尺度連續(xù)模型的基礎(chǔ)上建立了碳酸鹽巖VES自轉(zhuǎn)向酸蚓孔生長模型。具體工作如下：(1)通過開展VES自轉(zhuǎn)向酸增黏實(shí)驗(yàn),分析了各主要因素對轉(zhuǎn)向酸黏度變化的影響以及各因素之間的相互關(guān)系,并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了一套考慮多重因素的VES自轉(zhuǎn)向酸增黏模型。(2)在碳酸鹽巖蚓孔擴(kuò)展雙重尺度連續(xù)模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了Ca2+與VES表活劑物質(zhì)平衡方程,將其與VES自轉(zhuǎn)向酸增黏模型耦合,建立了碳酸鹽巖VES自轉(zhuǎn)向酸蚓孔生長模型,并使用MATLAB對該模型進(jìn)行編程計(jì)算。(3)通過模擬計(jì)算,對VES自轉(zhuǎn)向酸酸化過程中的蚓孔發(fā)育、壓力場分布、酸液濃度場分布、Ca2+濃度場等進(jìn)行了分析。討論了鮮酸濃度、表活劑濃度、注入速率等參數(shù)對VES自轉(zhuǎn)向酸轉(zhuǎn)向能力的影響規(guī)律。重點(diǎn)研究了注酸速率對巖芯溶解形式、蚓孔發(fā)育形態(tài)以及分流能力的影響。構(gòu)建了雙層儲層轉(zhuǎn)向酸酸化模型,對比分析了HCl與VES自轉(zhuǎn)向酸在高、低滲層的蚓孔發(fā)育形態(tài)以及進(jìn)酸量分布。研究結(jié)果表明VES自轉(zhuǎn)向酸與HCI相比,布酸更加均勻,酸化效果更好。本文將實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬相結(jié)合,通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究和模擬計(jì)算得到了一些規(guī)律與認(rèn)識。研究成果對于VES自轉(zhuǎn)向酸在油田現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：黏彈性表面活性劑 自轉(zhuǎn)向酸 黏度 基質(zhì)酸化 模擬
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE357.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-17
• 1.1 本文研究的目的與意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀8-15
• 1.2.1 酸化常用轉(zhuǎn)向技術(shù)8-10
• 1.2.2 VES自轉(zhuǎn)向酸研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.3 VES自轉(zhuǎn)向酸模擬研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15
• 1.4 技術(shù)路線15-17
• 第2章 VES自轉(zhuǎn)向酸變黏行為研究17-33
• 2.1 VES自轉(zhuǎn)向酸增黏機(jī)理17-18
• 2.2 VES自轉(zhuǎn)向酸增黏實(shí)驗(yàn)研究18-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品18-19
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方案19
• 2.2.3 VES自轉(zhuǎn)向酸本構(gòu)方程的建立19-20
• 2.2.4 Ca~(2+)、pH值、黏彈性表活劑對轉(zhuǎn)向酸黏度的影響20-25
• 2.3 并聯(lián)巖芯VES自轉(zhuǎn)向酸流動(dòng)實(shí)驗(yàn)25-28
• 2.4 VES自轉(zhuǎn)向酸增黏函數(shù)模型28-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第3章 VES自轉(zhuǎn)向酸蚓孔擴(kuò)展模型的建立33-44
• 3.1 達(dá)西尺度模型33-36
• 3.1.1 連續(xù)性方程33-34
• 3.1.2 H~+、Ca~(2+)、VES表活劑對流擴(kuò)散方程34-36
• 3.1.3 孔隙度方程36
• 3.2 孔隙尺度模型36-37
• 3.3 VES自轉(zhuǎn)向酸增黏模型37-38
• 3.4 初始條件及邊界條件38-39
• 3.4.1 初始條件38
• 3.4.2 邊界條件38-39
• 3.5 數(shù)學(xué)模型的離散化處理39-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 第4章 線性流VES自轉(zhuǎn)向酸酸化模擬44-57
• 4.1 程序設(shè)計(jì)44-45
• 4.2 VES自轉(zhuǎn)向酸酸化過程分析45-49
• 4.3 VES自轉(zhuǎn)向酸溶解形式與壓降變化49-51
• 4.3.1 溶解形式49-51
• 4.3.2 注入壓差51
• 4.4 HCl濃度、VES表活劑濃度對轉(zhuǎn)向能力的影響51-53
• 4.4.1 HCl濃度對轉(zhuǎn)向能力的影響51-52
• 4.4.2 表活劑濃度對轉(zhuǎn)向能力的影響52-53
• 4.5 最佳注酸速率優(yōu)化53-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 徑向流VES自轉(zhuǎn)向酸酸化模擬57-68
• 5.1 徑向流VES自轉(zhuǎn)向酸酸化模型的建立57-59
• 5.2 徑向流HCl、VES自轉(zhuǎn)向酸酸化酸化對比59-62
• 5.3 注入速率對VES自轉(zhuǎn)向酸酸化的影響62-64
• 5.4 VES自轉(zhuǎn)向酸雙層酸化模擬64-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第6章 結(jié)論與建議68-70
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 建議68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 攻讀學(xué)士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果76

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本文編號：1022021