【摘要】：對(duì)于低滲透儲(chǔ)層,尤其是致密碳酸鹽巖儲(chǔ)層多以酸壓改造來(lái)提高單井產(chǎn)量,而酸壓的效果取決于酸蝕裂縫導(dǎo)流能力和酸蝕作用距離,它們都與裂縫中酸液的流動(dòng)特征有關(guān)。因此本文采用數(shù)值模擬方法對(duì)酸壓裂縫中酸液的流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究,借助于目前強(qiáng)大的流體力學(xué)軟件對(duì)酸液流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)前人對(duì)酸壓裂縫中酸液的流動(dòng)研究較少,且研究的方法主要采用平板模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,該模型與實(shí)際酸壓裂縫具有一定的差異。而對(duì)與指進(jìn)現(xiàn)象研究大多數(shù)是針對(duì)多孔介質(zhì)中流體的指進(jìn),而對(duì)于酸壓裂縫中酸液的指進(jìn)研究較少。建立了酸壓裂縫中酸液流動(dòng)數(shù)學(xué)模型,得到了酸液流動(dòng)的連續(xù)性方程、動(dòng)量方程以及能量方程;通過(guò)對(duì)酸壓裂縫中酸液發(fā)生指進(jìn)的力學(xué)機(jī)理分析,推導(dǎo)了酸液在裂縫中流動(dòng)的速率公式,由速率公式可以發(fā)現(xiàn)影響酸液流動(dòng)的因素有:裂縫的幾何尺寸、流體粘度、流體的密度以及實(shí)驗(yàn)時(shí)的隨機(jī)因素等�？偨Y(jié)了指進(jìn)觸發(fā)機(jī)理:流體性質(zhì)、界面張力、壁面潤(rùn)濕性以及隨機(jī)因素�；诹芽p壁面的實(shí)際幾何尺寸建立了裂縫水平粗糙度模型,選取了裂縫入口附近的一段進(jìn)行模擬研究。以前緣距離、前緣速率、驅(qū)替效率以及酸液最大流動(dòng)速率為酸液流動(dòng)表征參數(shù),分別研究了粗糙度、粘度比以及注入排量對(duì)酸液流動(dòng)的影響。研究發(fā)現(xiàn),光滑壁面與粗糙平面的酸液流動(dòng)特征有差異,粗糙度對(duì)酸液流動(dòng)的影響并不是呈現(xiàn)單調(diào)的線(xiàn)性關(guān)系;粘度比對(duì)酸液流動(dòng)的影響以50為界線(xiàn),分為快速上升階段和平緩上升階段;濾失會(huì)縮短酸蝕裂縫的長(zhǎng)度,將會(huì)減弱酸蝕效果;通過(guò)綜合試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),注入排量是影響酸液流動(dòng)的主要因素,其次是粗糙度和粘度比�；谏淇姿釅禾卣�,建立了裂縫垂直射孔模型。以前緣距離、前緣速率、驅(qū)替效率以及D/H為酸液流動(dòng)表征參數(shù),分別研究了重力、粘度比、密度差、射孔簇?cái)?shù)、射孔簇間距以及注入排量對(duì)酸液流動(dòng)的影響。研究發(fā)現(xiàn),高排量能夠使酸液向裂縫深部流動(dòng),增加酸蝕距離;重力的存在使得酸液沿著裂縫底部流動(dòng)并且會(huì)減少酸液前緣的分叉數(shù),由原先的多指流動(dòng)變?yōu)閱沃噶鲃?dòng);粘度比以50為界點(diǎn),呈現(xiàn)前后兩種不同的變化;密度差越大,酸液沿裂縫底部流動(dòng)的特征越明顯;單簇的流動(dòng)距離最大,而射孔簇?cái)?shù)對(duì)酸液的指進(jìn)程度影響較小;前緣距離與簇間距呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,酸液的前緣距離隨簇間距加大而增加,簇間距為6m時(shí)指進(jìn)程度較明顯;綜合分析發(fā)現(xiàn)注入排量是影響酸液流動(dòng)主要的因素。研究表明在考慮施工成本的前提下盡量提高注入排量,使酸液能夠酸蝕更遠(yuǎn)的距離;適當(dāng)調(diào)整酸液與前置液的密度差,密度差不宜過(guò)大,利用重力的作用增加酸液的流動(dòng)距離;前置液與酸液的粘度比應(yīng)該大于50,增加酸液的指進(jìn)效果。本文研究了酸壓裂縫中酸液的流動(dòng)行為特征及酸液粘性指進(jìn)特征,有助于了解酸壓裂縫中酸液的流動(dòng)規(guī)律,并對(duì)低滲透儲(chǔ)層,尤其是致密碳酸鹽巖儲(chǔ)層的酸壓改造提供很好的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

值求解的方法步驟，，在裂縫縫高上的酸液分布，離縫中線(xiàn)越近濃度越縫縫高上的流動(dòng)改變了酸蝕長(zhǎng)度的效果，三維模型比二維模型計(jì)算結(jié)果指進(jìn)研究現(xiàn)狀1）Hele-Shaw 平板模型粘度性流體驅(qū)替高粘性流體時(shí)，在多孔介質(zhì)中在界面處，常常產(chǎn)生不穩(wěn)而產(chǎn)生指狀流動(dòng)，把這種情況叫做粘性指進(jìn)。在石油開(kāi)采中，尤其在水，往往要壁面出現(xiàn)指進(jìn)，因?yàn)橹高M(jìn)會(huì)降低水的去有效率，因此指進(jìn)受到重視度。Hele＆Shaw（1898）利用兩平行的板近似模擬這種指進(jìn)流動(dòng)何形狀的 Hele-Shaw 模型有三種：長(zhǎng)方體型 Hele-Shaw 模型、徑haw 模型以及“五點(diǎn)”型 Hele-Shaw 模型。Lamb（1932）將兩個(gè)相距為 L，寬度為 W 的平板，且有 b<<W，L，如圖 1-1 所示。對(duì)于一維單相動(dòng)，假設(shè)沿 x 方向的速度 u 只是 z 的函數(shù)，即

圖 1-2 DLA 生長(zhǎng)結(jié)果（Witten 等，1981）隨機(jī)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不一樣。圖 1-2 中左則粒子在網(wǎng)格中上下左右隨機(jī)行走。如果粒動(dòng)，如果它運(yùn)動(dòng)到邊界處則認(rèn)為粒子消失不集團(tuán)從左側(cè)向右生長(zhǎng)。圖 1-3 一種 DLA 粒子運(yùn)動(dòng)示意圖
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TE357.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2686610