【摘要】：酸化壓裂(簡(jiǎn)稱酸壓)是碳酸鹽巖油氣資源動(dòng)用的關(guān)鍵技術(shù)。酸壓利用酸液對(duì)裂縫表面進(jìn)行非均勻刻蝕,形成具有一定導(dǎo)流能力的酸蝕裂縫。酸蝕裂縫導(dǎo)流能力是評(píng)價(jià)酸壓成功與否的重要指標(biāo),裂縫表面的刻蝕形態(tài)是影響裂縫導(dǎo)流能力的重要因素。合理、準(zhǔn)確地描述酸蝕裂縫表面的幾何形態(tài),并研究表面特征與導(dǎo)流能力的關(guān)系對(duì)于酸壓工藝優(yōu)化研究有著非常重要的作用。由于缺乏現(xiàn)代的三維數(shù)字化表征方法,目前對(duì)裂縫表面刻蝕形態(tài)、裂縫在閉合壓力下的接觸特征以及導(dǎo)流能力的規(guī)律性和系統(tǒng)性研究還不夠細(xì)化和深入。 本論文利用三維數(shù)字化分析方法,定義了具有明確物理意義的酸蝕裂縫表面形態(tài)表征參數(shù),定量揭示了表征參數(shù)和裂縫表面流動(dòng)通道的關(guān)系；利用表征參數(shù)首次提出了酸蝕裂縫刻蝕類型的數(shù)字化分類方法；利用統(tǒng)計(jì)理論、赫茲接觸理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)方法研究了酸蝕裂縫表面在一定閉合壓力作用下的裂縫寬度分布,建立了酸蝕裂縫導(dǎo)流能力計(jì)算模型；基于酸蝕裂縫刻蝕類型的數(shù)字化分類方法和導(dǎo)流能力計(jì)算模型的數(shù)值模擬,研究并揭示了不同刻蝕形態(tài)對(duì)酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的影響規(guī)律。 本論文研究表明：具有明確物理意義的表征參數(shù)不僅能準(zhǔn)確地描述裂縫表面的刻蝕形態(tài),并且更加適合作為裂縫導(dǎo)流能力模型的計(jì)算參數(shù)；在裂縫導(dǎo)流能力的研究過程中,考慮裂縫接觸面積的影響將有利于提高導(dǎo)流能力模型的計(jì)算精度；在不同的刻蝕類型中,具有溝槽結(jié)構(gòu)的裂縫表面無論是在初始導(dǎo)流能力還是在導(dǎo)流能力隨閉合壓力變化方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì),而釘床刻蝕形態(tài)的裂縫表面雖然初始導(dǎo)流能力較高,但隨著閉合壓力的增加,導(dǎo)流能力下降較快。 本論文的研究成果對(duì)描述酸蝕裂縫表面幾何形態(tài)與揭示酸蝕裂縫形態(tài)與導(dǎo)流能力的相關(guān)規(guī)律具有重要指導(dǎo)意義,為酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的研究提供了新的量化分析方法,對(duì)酸壓物理模擬實(shí)驗(yàn)及酸壓現(xiàn)場(chǎng)施工具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

圖2-1酸刻燭模擬系統(tǒng)及流程圖圖2-1為本實(shí)驗(yàn)室采用的酸刻燭物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)樣品采用API標(biāo)準(zhǔn)尺寸巖樣，酸刻燭導(dǎo)流室采用API標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)流室。實(shí)驗(yàn)過程中，在兩個(gè)巖板表面之間設(shè)置一定開度的縫隙模擬地層條件下的裂縫，將酸液菜入API導(dǎo)流室中，則酸液在裂縫中流動(dòng)時(shí)對(duì)巖石表面造成溶燭。以此模擬酸壓施工過程中酸液與裂縫表面巖石的化學(xué)溶燭過程，獲取用于研究所需的酸刻t蟲巖樣。裝置和系統(tǒng)原理及流程見圖2-1。2.1.2實(shí)驗(yàn)步聚(1)巖樣制備如圖2-2所示，，將地層全直徑巖心或露頭切割成長(zhǎng)、寬、高分別為178mm、38mm、20mm?30mm的符合API標(biāo)準(zhǔn)尺寸的圓弧形巖板。考慮到巖心及露頭尺寸的限制，也可以將巖心或露頭切割成長(zhǎng)、寬、高分別為MOmm、38mm、20mm~30mm的長(zhǎng)方體巖板

圖2-11激光掃描裝置及框架圖巖樣表面輪廓數(shù)據(jù)測(cè)量采用三維激光掃描儀，如圖2-11所示，該掃描儀采用紫色線光源，數(shù)據(jù)采集基于激光三角形原理。在巖樣表面掃描過程中，由線激光源發(fā)出線性光線作為測(cè)量信號(hào)投射在巖樣表面，此時(shí)巖樣表面產(chǎn)生反射現(xiàn)象。被反射的光線由CCD圖形感應(yīng)器接收并在內(nèi)部經(jīng)過處理成后成像。根據(jù)激光條紋路徑、線性激光源坐標(biāo)信息及CCD圖形感應(yīng)器中的成像信息三者的空間位置關(guān)系，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出被掃描物體表面的真實(shí)空間坐標(biāo)該設(shè)備在X方向、Y方面的測(cè)量（掃描）步長(zhǎng)分別為0.0532mm和0.062mm,在Z軸（高度）方向的精度為0.0001 mm。2.2.2實(shí)驗(yàn)步歘完成酸刻燭實(shí)驗(yàn)后，利用三維激光掃描儀對(duì)巖樣表面進(jìn)行三維掃描以獲取表面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。具體操作步驟如下：(1)將待測(cè)巖樣放置于掃描儀測(cè)試臺(tái)，待測(cè)表面朝匕保證巖樣與測(cè)試臺(tái)邊平行；16
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE357.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐進(jìn)軍,付孫鐘;頻譜分析在周期擬合中的應(yīng)用[J];測(cè)繪信息與工程;2001年03期

2 謝和平,W.G.Pariseau;巖石節(jié)理粗糙系數(shù)(JRC)的分形估計(jì)[J];中國(guó)科學(xué)(B輯 化學(xué) 生命科學(xué) 地學(xué));1994年05期

3 王媛,速寶玉;單裂隙面滲流特性及等效水力隙寬[J];水科學(xué)進(jìn)展;2002年01期

4 葛雄燦,吳次芳;S形增長(zhǎng)模型之比較、組合預(yù)測(cè)及應(yīng)用[J];生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào);2000年03期

5 姜滸;陳勉;張廣清;金衍;張福祥;柳漢明;;碳酸鹽巖儲(chǔ)層加砂酸壓支撐裂縫短期導(dǎo)流能力試驗(yàn)[J];中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

6 龔明;計(jì)算酸壓裂縫導(dǎo)流能力的新模型[J];天然氣工業(yè);1999年03期

7 周創(chuàng)兵,熊文林;節(jié)理面粗糙度系數(shù)與分形維數(shù)的關(guān)系[J];武漢水利電力大學(xué)學(xué)報(bào);1996年05期

8 趙仕俊;陳忠革;伊向藝;朱江泉;;酸蝕巖板三維激光掃描儀[J];儀表技術(shù)與傳感器;2010年07期

9 牟建業(yè);張士誠(chéng);;酸壓裂縫導(dǎo)流能力影響因素分析[J];油氣地質(zhì)與采收率;2011年02期

10 趙堅(jiān);巖石節(jié)理吻合系數(shù)及其對(duì)節(jié)理特性的影響[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);1997年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 孫旭曙;節(jié)理巖體卸荷各向異性力學(xué)特性試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2580563