【摘要】：酸巖反應(yīng)流動(dòng)模擬可用于指導(dǎo)油藏酸化施工,優(yōu)選注入?yún)?shù),從而以最小的成本最大程度地改善地層.國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者基于不同的方法建立了不同的模型對(duì)碳酸鹽巖油藏酸巖反應(yīng)流進(jìn)行了研究,但這些模型尚缺乏科學(xué)的歸納與整理.以研究對(duì)象的空間尺度為依據(jù),將現(xiàn)有的碳酸鹽巖油藏酸巖反應(yīng)流模型分為孔隙尺度模型、巖心尺度模型及井筒尺度模型,簡(jiǎn)要概括了每類模型的適用條件及其在應(yīng)用中的局限性.結(jié)合本課題組在酸巖反應(yīng)流模擬方面所做的工作,重點(diǎn)論述了巖心尺度模型的最新研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì),給出了巖心尺度模型下一步的研究方向,主要包括:建立更接近地層實(shí)際的數(shù)學(xué)模型,如考慮酸化過程中存在的非達(dá)西流和地應(yīng)力的影響;發(fā)展高效的數(shù)值算法,將模型的計(jì)算區(qū)域擴(kuò)大到油藏尺度;將巖心尺度模型進(jìn)行尺度升級(jí),得到可以指導(dǎo)油藏酸化施工的優(yōu)化參數(shù).
【圖文】：

第８期姚軍等：碳酸鹽巖油藏酸巖反應(yīng)流動(dòng)模擬研究進(jìn)展圖１基于三維孔隙網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算得到的溶蝕模式Ｆｉｇ．１Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｔｈｅ３－Ｄｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌ不同注入速度對(duì)應(yīng)的溶蝕模式：①低注入速度；②中等注入速度；③高注入速度；據(jù)ＦｒｅｄｄａｎｄＦｏｇｌｅｒ（１９９８）的距離時(shí)，這兩個(gè)孔隙將合并成一個(gè)孔隙．Ｔａｎｓｅｙ（２０１４）、ＴａｎｓｅｙａｎｄＢａｌｈｏｆｆ（２０１６）根據(jù)真實(shí)巖心的數(shù)據(jù)建立了三維孔隙網(wǎng)絡(luò)模型來模擬碳酸鹽巖酸化反應(yīng)，該模型對(duì)之前的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種孔隙合并的算法，允許孔隙被完全溶解；還提出了一個(gè)孔隙尺度的傳質(zhì)系數(shù)而不再使用宏觀的傳質(zhì)系數(shù)．但是，與巖心實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相比，數(shù)值計(jì)算出的最優(yōu)注入速度及突破體積均偏大．Ｔａｎｓｅｙ（２０１４）給出的解釋是因?yàn)槟M計(jì)算用的巖心未達(dá)到表征單元體的大�。W(wǎng)絡(luò)模型可以用來預(yù)測(cè)不同的酸蝕形態(tài)并定性地解釋實(shí)驗(yàn)中觀察到的最優(yōu)注入速度現(xiàn)象．但是由于網(wǎng)絡(luò)模型的尺度限制，將其應(yīng)用于巖心尺度的問題時(shí)就會(huì)產(chǎn)生巨大的計(jì)算量，更別說應(yīng)用于油藏尺度了．１．２毛細(xì)管模型毛細(xì)管模型用一個(gè)圓柱形的毛細(xì)管表示蚓孔來研究酸液漏失、反應(yīng)動(dòng)力等參數(shù)對(duì)蚓孔生長(zhǎng)速度的影響（Ｈｕｎｇｅｔａｌ．，１９８９；Ｗａｎｇｅｔａｌ．，１９９３；Ｈｕａｎｇｅｔａｌ．，１９９７；Ｇｄａｎｓｋｉ，１９９９；Ｂｕｉｊｓｅ，２０００）．在毛細(xì)管模型中，假設(shè)已經(jīng)形成了一條圓柱形的蚓孔，運(yùn)用此模型研究蚓孔內(nèi)酸液的

第８期姚軍等：碳酸鹽巖油藏酸巖反應(yīng)流動(dòng)模擬研究進(jìn)展圖３基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計(jì)算得到的二維徑向流條件下的不同溶蝕模式Ｆｉｇ．３Ｒａｄｉａｌｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｔｈｅｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｇｒｉｄｍｅｔｈｏｄ圖４應(yīng)用基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的通用算法計(jì)算復(fù)雜邊界形狀條件下的反應(yīng)溶蝕Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｒｅａｃｔｉｖｅｆｌｏｗｉｎｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｗｉｔｈｃｏｍｐｌｅｘｇｅｏｍｅｔｒｙｕｓｉｎｇｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｇｒｉｄ接近．這是因?yàn)槭褂脧较蚓W(wǎng)格時(shí)，限制了注入酸只能沿著半徑方向或圓周方向流動(dòng)，從而使得蚓孔只能沿著這兩個(gè)方向拓展，降低了蚓孔生長(zhǎng)的隨機(jī)性，而基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的通用算法就避免了這個(gè)問題．此外，非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格可以處理任意復(fù)雜的幾何形狀，大大增加了酸巖反應(yīng)流模型的應(yīng)用范圍．圖４為任意油藏形狀下反應(yīng)流模型計(jì)算出的蚓孔溶蝕模式，而基于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的計(jì)算方法則無法處理這類問題．４．２三維非達(dá)西流條件下的反應(yīng)流模擬注入酸溶蝕地層后會(huì)大大地改變反應(yīng)區(qū)域的孔隙度及滲透率．當(dāng)反應(yīng)速度相對(duì)較高時(shí)，，被溶蝕出的滲流通道孔隙度甚至接近１．此時(shí)，高滲通道內(nèi)流體的流動(dòng)速度很高，如需精確地描述被溶蝕區(qū)域內(nèi)流體的流動(dòng)，達(dá)西定律將不再合適．Ｗｕｅｔａｌ．（２０１５）將連續(xù)模型中的運(yùn)動(dòng)方程改為了Ｄａｒｃｙ－Ｂｒｉｎｋｍａｎ－Ｆｏｒｃｈｈｅｉｍｅｒ方程，并給出了數(shù)值計(jì)算方法，但是其工作僅限于二維的情況．筆者將考慮高速非達(dá)西流的反
【作者單位】： 中國(guó)石油大學(xué)石油工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目(Nos.51504276,51504277) 國(guó)家油氣重大專項(xiàng)項(xiàng)目(No.2016ZX05061) 山東省自然科學(xué)基金聯(lián)合專項(xiàng)項(xiàng)目(No.ZR2014EL017)
【分類號(hào)】：TE319

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本文編號(hào)：2537416