【摘要】：碳酸鹽巖是一類重要的油氣儲層,在全球范圍內(nèi),碳酸鹽巖儲層中的油氣儲量和油氣產(chǎn)量都已經(jīng)占到了 50%以上。部分碳酸鹽巖儲層的孔滲物性較差,需要進(jìn)行儲層改造才能投產(chǎn)和增產(chǎn)。酸壓、水力加砂壓裂、酸攜砂壓裂等已經(jīng)成為碳酸鹽巖儲層改造的主要工藝類型,但仍難以滿足深穿透的改造要求。尤其在深層高溫儲層中酸巖反應(yīng)速度快;裂縫發(fā)育的碳酸鹽巖中壓裂液的高濾失導(dǎo)致加砂壓裂或者酸攜砂壓裂的泵壓對砂比敏感,尾追高砂比鞏固近井筒裂縫導(dǎo)流難以實(shí)現(xiàn)。因而,單一酸壓、加砂壓裂或者酸攜砂壓裂方式在碳酸鹽巖儲層中建造深穿透的高導(dǎo)流裂縫困難重重,有必要研究能夠發(fā)揮現(xiàn)有各類壓裂技術(shù)優(yōu)點(diǎn),又能實(shí)現(xiàn)深穿透目標(biāo)的復(fù)合改造技術(shù)�；诖�,筆者在前人研究的基礎(chǔ)上提出將水力加砂壓裂技術(shù)與酸壓技術(shù)結(jié)合,揚(yáng)長避短,以實(shí)現(xiàn)碳酸鹽巖儲層的深度改造的技術(shù)。綜合運(yùn)用巖石力學(xué)、流體力學(xué)、酸巖反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、數(shù)值分析和機(jī)器語言編譯等學(xué)科知識,對該技術(shù)的可行性從理論上進(jìn)行了系統(tǒng)的論證。主要完成了以下研究內(nèi)容:(1)提出了“前砂后酸導(dǎo)流銜接”碳酸鹽巖儲層復(fù)合壓裂新技術(shù)。分析了碳酸鹽巖儲層基本地質(zhì)特征,梳理了碳酸鹽巖儲層改造的普遍難點(diǎn),針對碳酸鹽巖儲層改造的特殊性、高要求以及現(xiàn)有儲層改造技術(shù)的不足,提出了碳酸鹽巖儲層水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造技術(shù),建立了酸蝕縫和填砂縫銜接的原理模型。(2)建立了填砂裂縫導(dǎo)流能力預(yù)測新模型�；谶B續(xù)性方程和動(dòng)量方程,考慮后續(xù)酸液驅(qū)替的影響,建立了涵蓋攜砂液流動(dòng)、支撐劑輸送和沉降的數(shù)學(xué)模型,并將裂縫擴(kuò)展和水力輸砂模型進(jìn)行了聯(lián)立求解,獲得了縫內(nèi)支撐劑濃度分布特征;在此基礎(chǔ)上,考慮支撐劑的非等徑特征,建立填砂裂縫導(dǎo)流能力預(yù)測新模型,可實(shí)現(xiàn)對縫內(nèi)導(dǎo)流能力分布的預(yù)測。(3)分析了酸蝕縫長和酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的變化特征�？紤]地層傳熱和酸巖反應(yīng)熱的影響,改進(jìn)了非穩(wěn)態(tài)酸液流動(dòng)反應(yīng)模型,并耦合裂縫溫度模型進(jìn)行求解,預(yù)測了酸液有效作用距離及酸蝕裂縫導(dǎo)流能力。(4)揭示了多因素影響下的填砂導(dǎo)流與酸蝕導(dǎo)流銜接規(guī)律。討論了酸刻蝕導(dǎo)流能力與支撐縫導(dǎo)流能力在縫長方向的分布,探究了各類參數(shù)對導(dǎo)流能力銜接的影響規(guī)律。通過本文的研究發(fā)現(xiàn),“前砂后酸導(dǎo)流銜接”碳酸鹽巖儲層復(fù)合壓裂技術(shù)的穿透距離要明顯高于單獨(dú)的酸壓工藝和水力加砂壓裂工藝,認(rèn)識到調(diào)整施工參數(shù)、工作液性質(zhì)等基本參數(shù)是實(shí)現(xiàn)酸蝕縫和支撐縫導(dǎo)流能力銜接的有效方法,從理論上揭示了“導(dǎo)流銜接的前加砂后酸壓”復(fù)合改造技術(shù)的可行性。
【圖文】：

逡逑型為垂直縫。形成的復(fù)合裂縫示意圖（水平截面）如圖２－２：逡逑°ｈ逡逑＋邐＜—邋—0Ｈ逡逑個(gè)逡逑—Ｉ邋ｉ逡逑支撐段裂縫｜酸蝕段裂縫｜N<筒逡逑廣．＾＾邐＂＂＂＂邐邐邐－ｘ￣邐邐邐邐逡逑■邋？－？．－N—邐邐邐—＾邐？邋邐１—邋邋１，邋邋逡逑碳酸鹽巖儲層逡逑圖２－２碳酸鹽巖水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造技術(shù)原理模型示意圖逡逑２．３復(fù)合壓裂新技術(shù)涉及的關(guān)鍵理論問題逡逑本文所提出的碳酸鹽巖水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造技術(shù)，主要是針對現(xiàn)有碳酸鹽逡逑巖儲層增產(chǎn)改造工藝穿透距離不足，難以溝通遠(yuǎn)井地帶儲集體的一種解決方案。此項(xiàng)技逡逑術(shù)綜合了發(fā)揮了水力加砂壓裂具有長距離溝通能力的優(yōu)勢，，又采用酸液刻蝕提供近井地逡逑帶的裂縫導(dǎo)流能力的方式減少了加砂規(guī)模，從而在很大程度上規(guī)避了碳酸鹽巖儲層中加逡逑砂難的問題。相對于碳酸鹽巖儲層單純的水力加砂壓裂工藝而言，降低了加砂風(fēng)險(xiǎn)；相逡逑對于碳酸鹽巖儲層單純的酸壓工藝而言，提高了改造深度。逡逑由于兩種工藝的復(fù)合

逡逑向上下隔層逐漸降低。逡逑２0邐２０邋＼邐＋邋裂縫跟部逡逑■邐１８邋＼邐＋邋縫長邋ＬＭ邋處逡逑ＷＪｉ逡逑00邋＾邋４0邐１0０邐１２０邋Ｕ0邐0邐。５邋縫內(nèi)流體：她力．ＭＰ，５逡逑圖３－３縫內(nèi)二維凈壓力場邐圖３－４縫高方向的縫內(nèi)凈壓力分布逡逑（２）注液排量逡逑基于前文提及的模擬參數(shù)，改變注液排量，計(jì)算縫內(nèi)壓裂液的凈壓力分布。數(shù)值模逡逑擬計(jì)算表明，凈壓力沿縫長方向逐漸降低，在裂縫趾部的凈壓力趨近于零。排量對縫內(nèi)逡逑凈壓力的影響顯著，注液排量越大，縫內(nèi)凈壓力越高，壓裂液的造縫能力越強(qiáng)。例如，逡逑算例條件下，注液排量由２ｍ３／ｍｉｎ提高到６ｍ３／ｍｉｎ時(shí)，縫內(nèi)最大凈壓力（裂縫入口中心逡逑處）由１．３２ＭＰａ增加到１．８５ＭＰａ，提高了邋４０％。逡逑，0邐—注液排Ｍ２ｍＶｍｉｎ邋ｉ邋ａ邐．逡逑
【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】：2018
【分類號】：TE357

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2597974