【摘要】：酸化壓裂(簡稱酸壓)是碳酸鹽巖油氣資源動用的關鍵技術。酸壓利用酸液對裂縫表面進行非均勻刻蝕,形成具有一定導流能力的酸蝕裂縫。酸蝕裂縫導流能力是評價酸壓成功與否的重要指標,裂縫表面的刻蝕形態(tài)是影響裂縫導流能力的重要因素。合理、準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流能力的關系對于酸壓工藝優(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流能力的規(guī)律性和系統(tǒng)性研究還不夠細化和深入。 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)和裂縫表面流動通道的關系；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)計理論、赫茲接觸理論結合實驗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,建立了酸蝕裂縫導流能力計算模型；基于酸蝕裂縫刻蝕類型的數(shù)字化分類方法和導流能力計算模型的數(shù)值模擬,研究并揭示了不同刻蝕形態(tài)對酸蝕裂縫導流能力的影響規(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流能力模型的計算參數(shù)；在裂縫導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流能力模型的計算精度；在不同的刻蝕類型中,具有溝槽結構的裂縫表面無論是在初始導流能力還是在導流能力隨閉合壓力變化方面都具有明顯的優(yōu)勢,而釘床刻蝕形態(tài)的裂縫表面雖然初始導流能力較高,但隨著閉合壓力的增加,導流能力下降較快。 本論文的研究成果對描述酸蝕裂縫表面幾何形態(tài)與揭示酸蝕裂縫形態(tài)與導流能力的相關規(guī)律具有重要指導意義,為酸蝕裂縫導流能力的研究提供了新的量化分析方法,對酸壓物理模擬實驗及酸壓現(xiàn)場施工具有一定的指導意義。
【圖文】：

圖2-1酸刻燭模擬系統(tǒng)及流程圖圖2-1為本實驗室采用的酸刻燭物理模擬實驗裝置。實驗樣品采用API標準尺寸巖樣，酸刻燭導流室采用API標準導流室。實驗過程中，在兩個巖板表面之間設置一定開度的縫隙模擬地層條件下的裂縫，將酸液菜入API導流室中，則酸液在裂縫中流動時對巖石表面造成溶燭。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實驗步聚(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、寬、高分別為178mm、38mm、20mm?30mm的符合API標準尺寸的圓弧形巖板。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、寬、高分別為MOmm、38mm、20mm~30mm的長方體巖板

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)出線性光線作為測量信號投射在巖樣表面，此時巖樣表面產生反射現(xiàn)象。被反射的光線由CCD圖形感應器接收并在內部經過處理成后成像。根據(jù)激光條紋路徑、線性激光源坐標信息及CCD圖形感應器中的成像信息三者的空間位置關系，系統(tǒng)自動計算出被掃描物體表面的真實空間坐標該設備在X方向、Y方面的測量（掃描）步長分別為0.0532mm和0.062mm,在Z軸（高度）方向的精度為0.0001 mm。2.2.2實驗步歘完成酸刻燭實驗后，利用三維激光掃描儀對巖樣表面進行三維掃描以獲取表面三維點云數(shù)據(jù)。具體操作步驟如下：(1)將待測巖樣放置于掃描儀測試臺，待測表面朝匕保證巖樣與測試臺邊平行；16
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE357.2

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 徐進軍,付孫鐘;頻譜分析在周期擬合中的應用[J];測繪信息與工程;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[J];中國科學(B輯 化學 生命科學 地學);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];水科學進展;2002年01期

4 葛雄燦,吳次芳;S形增長模型之比較、組合預測及應用[J];生物數(shù)學學報;2000年03期

5 姜滸;陳勉;張廣清;金衍;張福祥;柳漢明;;碳酸鹽巖儲層加砂酸壓支撐裂縫短期導流能力試驗[J];中國石油大學學報(自然科學版);2009年04期

6 龔明;計算酸壓裂縫導流能力的新模型[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)的關系[J];武漢水利電力大學學報;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];儀表技術與傳感器;2010年07期

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

10 趙堅;巖石節(jié)理吻合系數(shù)及其對節(jié)理特性的影響[J];巖石力學與工程學報;1997年06期

相關博士學位論文 前1條

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

本文編號：2580563