本文關鍵詞：碳酸鹽巖基質酸化酸蝕蚓孔生長模擬

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【摘要】：在碳酸鹽巖油氣藏的開發(fā)過程中,基質酸化和酸壓是其主要的改造和增產(chǎn)方式。酸壓是將酸液擠入裂縫和地層,或交替擠入壓裂液和酸,從而形成裂縫來提高地層的滲透性。而基質酸化主要應用在近井筒地帶解堵,它通過產(chǎn)生深穿透酸蝕蚓孔,在井筒附近形成溝通原始地層的高導流通道,降低表皮系數(shù),促進油氣生產(chǎn)。在基質酸化中,蚓孔的生長及其形態(tài)的準確表征是碳酸鹽巖基質酸化增產(chǎn)機理研究中的基礎問題。從目前的研究現(xiàn)狀看來,國內外學者雖嘗試多種方法探索其變化規(guī)律,卻均不能準確揭示酸蝕蚓孔的三維生長特征。此外,目前國內關于酸蝕蚓孔的大型物理模擬研究仍鮮見報道。因此,建立更加準確的酸蝕蚓孔生長模型對完善基質酸化增產(chǎn)機理研究顯得尤為重要。鑒于此,本文在前人研究的基礎上,以碳酸鹽巖基質酸化酸蝕蚓孔形態(tài)表征及其影響因素為研究對象,運用石油工程、機械工程、化學反應工程、概率統(tǒng)計學、分形論等領域的知識和方法,分析酸液流動反應機理,綜合考慮酸液注入條件、酸液性質、溫度等影響因素,揭示酸蝕蚓孔產(chǎn)生及擴展的客觀規(guī)律及其主控因素,取得了以下成果：(1)剖析了酸蝕蚓孔的形成機理及其影響因素,論述了將宏觀與微觀影響因素結合,在較高尺度(井筒尺度)建立模型的必要性；(2)利用相似準則建立起物理模擬與工程參數(shù)之間的聯(lián)系,研制了基于井筒尺度的大尺寸三維井筒酸蝕蚓孔物理模擬裝置,完成了整體流程設計及裝置測試,為進行井筒尺度的大型酸蝕蚓孔實驗奠定了基礎；(3)選擇“突破孔隙體積倍數(shù)”、“主蚓孔直徑”、“次生分支蚓孔數(shù)”、“分形維數(shù)”和“多重分形譜寬度”五個參數(shù)作為酸蝕蚓孔生長特征的分析指標；選取“酸液濃度”、“排量”、“溫度”三個因素作為考察因素；采用正交設計方法安排并進行了三因素三水平九次線性巖芯流動實驗,并結合CT三維重建及X光成像技術將酸蝕蚓孔生長特征參數(shù)進行了分析,明確了影響酸蝕蚓孔生長及其形態(tài)的主控因素,從而得出對現(xiàn)場酸化施工設計的啟示；(4)采用VB.net編程語言編制了新的三維井筒尺度酸蝕蚓孔擴展模擬程序,模擬結果與物理模擬實驗結果有較好的相似性和可比性。
【關鍵詞】：碳酸鹽巖 基質酸化 酸蝕蚓孔 生長模擬 因素分析
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE357.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-20
• 1.1 研究目的及意義8
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀8-17
• 1.2.1 物理模擬方面研究動態(tài)9-12
• 1.2.2 數(shù)學模擬方面研究動態(tài)12-16
• 1.2.3 現(xiàn)階段研究亟待解決的問題16-17
• 1.3 論文研究路線及思路17-18
• 1.4 論文主要工作和創(chuàng)新點18-20
• 1.4.1 完成的工作內容18
• 1.4.2 論文的創(chuàng)新點18-20
• 第2章 蚓孔生長機理的經(jīng)典認識20-26
• 2.1 酸巖反應機理20-21
• 2.2 酸蝕蚓孔生長的宏觀影響因素21-22
• 2.3 酸蝕蚓孔生長的微觀影響因素22-24
• 2.3.1 Peclet數(shù)22-23
• 2.3.2 Damkohler數(shù)23-24
• 2.4 研究尺度對結論的影響24-25
• 2.5 本章小結25-26
• 第3章 大尺寸物理模擬實驗裝置的研制26-34
• 3.1 相似準則的理論基礎26-27
• 3.2 相似比尺的導出27-29
• 3.3 大尺寸物理模擬實驗裝置及整體流程設計29-31
• 3.4 大尺寸物理模擬配套測試31-32
• 3.4.1 “固井”效果測試31-32
• 3.4.2 低熔點合金性能測試32
• 3.5 本章小結32-34
• 第4章 酸蝕蚓孔物理模擬實驗研究34-61
• 4.1 徑向蚓孔擴展實驗探索34-40
• 4.1.1 徑向蚓孔擴展取模實驗34-35
• 4.1.2 更改巖石類型再探索35-36
• 4.1.3 酸液循環(huán)方式的探索36-37
• 4.1.4 相對高滲巖芯的酸蝕蚓孔特征37-38
• 4.1.5 實驗探索的小結與啟示38-40
• 4.2 基于正交實驗設計的線性巖芯流動實驗40-60
• 4.2.1 線性巖芯酸化正交設計41-49
• 4.2.2 酸蝕蚓孔形態(tài)特征定性分析49-50
• 4.2.3 正交實驗結果及各表征參數(shù)的影響因素定量分析50-59
• 4.2.4 室內實驗對現(xiàn)場施工的啟示59-60
• 4.3 本章小結60-61
• 第5章 三維酸蝕蚓孔計算機模擬61-67
• 5.1 軟件設計的出發(fā)點及基本思路61-62
• 5.2 程序設計62-66
• 5.2.1 軟件結構63
• 5.2.2 三維模型的構建63-65
• 5.2.3 模擬實例65-66
• 5.3 本章小結66-67
• 第6章 結論與建議67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-74
• 附錄1 大尺寸三維井筒酸蝕蚓孔物理模擬裝置部件圖74-77
• 附錄2 巖芯流動實驗分形維數(shù)求取77-79
• 附錄3 多重分形譜與分形譜寬度求取79-81
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果81

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本文編號：675401