基質(zhì)酸化是碳酸鹽巖增產(chǎn)改造的重要措施之一,酸蝕蚓孔的形成規(guī)律及其影響因素研究是碳酸鹽巖基質(zhì)酸化的基礎(chǔ)理論問題。設(shè)計了考慮酸液濃度、反應(yīng)溫度以及注酸排量三個影響因素的正交實驗方案,并對取自A油田某碳酸鹽巖儲層的巖心進行酸液驅(qū)替實驗,以分形維數(shù)及多重分形譜寬度為表征參數(shù)研究了各因素對酸蝕蚓孔形態(tài)的影響規(guī)律。優(yōu)化目標(biāo)是在獲得最大分形維數(shù)的同時,盡量保證多重分形譜寬度最小。研究得出,在因素水平取值范圍內(nèi),最優(yōu)蚓孔形態(tài)對應(yīng)的實驗參數(shù)組合為:酸液濃度20%,溫度50～70℃,注酸排量2 cm³/min。各因素對分形維數(shù)及多重分形譜寬度影響程度從大到小依次為:注酸排量、酸液濃度及反應(yīng)溫度。設(shè)計基質(zhì)酸化施工參數(shù)時應(yīng)當(dāng)著重考慮注酸排量的優(yōu)化。

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圖1 計盒維數(shù)法覆蓋裂縫輪廓[18]

式中：D為酸蝕蚓孔計盒維數(shù)；k為第k步網(wǎng)格劃分；δk為第k步單元網(wǎng)格長度；Nδk為第k步單元網(wǎng)格覆蓋裂縫輪廓線的盒子個數(shù)。網(wǎng)格尺寸越小，計盒維數(shù)越接近真實的分形維數(shù)，故酸蝕蚓孔的分形維數(shù)可由下式計算：

圖2 實驗巖心X光掃描

為進一步分析巖心內(nèi)部酸蝕蚓孔形態(tài)，對驅(qū)替實驗結(jié)束后的巖心采用醫(yī)學(xué)X光進行掃描，獲得蚓孔發(fā)育形態(tài)的黑白圖[19]，結(jié)果見圖2所示�？梢娝嵋候�(qū)替實驗后基本上都形成了酸蝕蚓孔，但是蚓孔的發(fā)育及分布情況各異。為進一步對最終酸蝕蚓孔形態(tài)進行表征，根據(jù)分形理論，利用計盒維數(shù)法[20]來計算酸....

圖3 分形維數(shù)直觀分析曲線

根據(jù)正交實驗理論，最大分形維數(shù)對應(yīng)的參數(shù)組合為：酸液濃度20%、反應(yīng)溫度70℃、注酸排量2cm3/min。此外，可以求得各因素的分形維數(shù)極差大小，見圖4。由于極差大小決定因素對優(yōu)化目標(biāo)的影響程度，由此可知各因素對分形維數(shù)影響程度從大到小依次為：注酸排量、酸液濃度以及反應(yīng)溫度。圖....

圖4 各因素分形維數(shù)極差分析

圖3分形維數(shù)直觀分析曲線3.2多重分形譜寬度

本文編號：4015814