本文選題：碳酸鹽巖　切入點：酸蝕裂縫　出處：《西南石油大學》2017年碩士論文

【摘要】：酸壓是指在高于裂縫閉合壓力或儲層破裂壓力的條件下,將酸液擠進地層,在油氣儲層中形成裂縫,同時裂縫壁面的巖石和酸液發(fā)生反應(yīng),酸液非均勻地刻蝕裂縫壁面巖石,形成凹凸不平或者溝槽狀的刻蝕裂縫,施工結(jié)束后裂縫不完全閉合,最后形成具有一定導(dǎo)流能力的人工裂縫,從而改善油氣井的滲流狀況達到增產(chǎn)的目的。酸壓是碳酸鹽巖油氣藏增產(chǎn)改造的關(guān)鍵技術(shù)之一,而酸蝕裂縫的導(dǎo)流能力是評價酸壓施工的重要指標。本論文從物理模擬實驗入手,分別記錄了巖石起裂后、酸液非均勻刻蝕后以及裂縫不完全閉合后的壁面形態(tài),并研究了儲層溫度、酸液H+濃度以及閉合壓力在酸壓過程中對巖石壁面以及裂縫縫間形態(tài)的影響。利用三維數(shù)字化分析發(fā)現(xiàn)酸液刻蝕后的裂縫形態(tài)與閉合后的最終形態(tài)之間不僅僅是單純的數(shù)字相加過程,裂縫閉合過程會導(dǎo)致縫間形態(tài)發(fā)生一定的形變,通過經(jīng)典赫茲接觸GW模型對裂縫閉合引起的形變量進行了研究和計算,并擬合出形變量與巖石閉合壓力的關(guān)系式。該關(guān)系式定量的揭示了巖石壁面閉合形變量與巖石壁面的關(guān)系,使酸蝕后導(dǎo)流通道的開度計算更加準確,對導(dǎo)流能力的預(yù)測值也更有實用價值。本論文在利用接觸形變量對裂縫開度進行修正,并利用數(shù)值模擬的方法對酸蝕裂縫導(dǎo)流能力進行編程計算,并利用CFD仿真模擬巖石壁面滲流流場及壓力場得到巖石壁面導(dǎo)流能力,并對兩結(jié)果進行對比及適用性分析。研究表明CFD仿真計算結(jié)果略小于基于立方定律的網(wǎng)格計算結(jié)果,是因為編程計算結(jié)果對裂縫通道迂曲度的忽視。但由于立方定律網(wǎng)格計算方法適用于大型裂縫壁面,而CFD仿真計算在建模時對壁面的幾何形狀有一定限制,故適用于小尺寸裂縫導(dǎo)流能力的計算。本論文的研究成果對酸蝕裂縫的表面形態(tài)以及酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的預(yù)測有著重要的指導(dǎo)意義,揭示了前人忽視多年的閉合壓力與裂縫形變量的關(guān)系,得到閉合壓力與導(dǎo)流能力之間的關(guān)系。對酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的計算更加精確。
[Abstract]:Acid fracturing is the process of squeezing acid into the formation and forming fractures in oil and gas reservoirs under conditions higher than the fracture closure pressure or reservoir fracture pressure. At the same time, the rocks on the fracture wall react with the acid solution, and the acid solution inhomogeneously etches the fractured wall rock. Forming uneven or grooved etched cracks, the cracks are not completely closed after construction, and finally artificial cracks with certain diversion capacity are formed. Acid fracturing is one of the key techniques for the stimulation and transformation of carbonate reservoirs, so as to improve the percolation of oil and gas wells. The conductivity of acid corrosion crack is an important index to evaluate acid compression construction. This paper starts with physical simulation experiments and records the wall morphology of rock after fracture initiation, non-uniform etching of acid solution and incomplete closure of fracture. And studied the reservoir temperature, The effect of H concentration and closing pressure on the rock wall and fracture joint morphology during acid compression is studied. By using 3D digital analysis, it is found that the formation of fracture after etching and the final shape after closure are not only the same as that of the final form after acid etching. Simple digital addition process, The fracture closure process will lead to some deformation of the fracture morphology. The shape variables caused by the fracture closure are studied and calculated by the classical Hertz contact GW model. The relation between the shape variable and the closed pressure of rock is fitted. The relation between the closed shape variable of rock wall and the rock wall is revealed quantitatively, which makes the calculation of the opening degree of the diversion channel after acid erosion more accurate. In this paper, the contact variable is used to modify the crack opening, and the numerical simulation method is used to calculate the conductivity of the acid corrosion fracture. The flow field and pressure field of rock wall are simulated by CFD, and the two results are compared and analyzed. The results show that the results of CFD simulation are slightly smaller than those of grid calculation based on cubic law. But because the cubic law grid method is applicable to the large crack wall, the CFD simulation has some limitations on the geometric shape of the wall. Therefore, it is suitable for the calculation of the conductivity of small size cracks. The research results of this paper have important guiding significance for predicting the surface morphology of acid corrosion cracks and the conductivity of acid corrosion cracks. The relationship between closure pressure and fracture shape is revealed, and the relationship between closure pressure and conductivity is obtained, and the calculation of conductivity of acid corrosion fracture is more accurate.
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE357.2

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本文編號：1692519