基于碳酸盐岩酸化溶蚀形态的酸液最优注入速度界限

成功的碳酸盐岩基质酸化是在储层中形成几条主要的酸蚀孔道(蚓孔),穿过井筒附近污染带形成油气渗流的优势通道。储层中蚓孔的分布形态决定酸液的穿透距离及其酸化效果,而酸液的注入速度又会直接影响到酸蚀蚓孔的扩展。选取碳酸盐岩岩心,采用岩心驱替试验研究不同注入速度对蚓孔扩展的影响,通过计算突破体积比寻找碳酸盐岩酸化时酸液的最优注入速度,并通过压降曲线分析酸蚀蚓孔的生长过程。同时采用核磁共振成像技术分析酸化前后岩心端面及内部结构特征,用于判断酸液溶蚀类型,寻找到不同溶蚀形态所对应的酸液注入速度界限。结果表明,盐酸质量分数为20%时,开始形成酸蚀蚓孔时的注入速度为2 m L/min,注入速度为3~4 m L/min时酸化效果最佳。     

碳酸盐岩酸压裂缝导流能力影响因素

酸化压裂是碳酸盐岩储层开发的重要技术手段,酸液注入方式、压裂裂缝开度与酸蚀蚓孔形态等直接影响酸蚀裂缝导流能力。以奥陶系岩下碳酸盐岩储层为研究目标,在建立裂缝开度表征方法基础上,开展不同酸液体系、不同注酸方式、不同裂缝开度及不同缝面形态对酸压裂缝导流能力的影响研究,明确影响酸压裂缝导流能力的主控因素。实验结果表明：主体酸加入稠化、清洁剂后对溶蚀率与酸蚀后裂缝导流能力影响不大;单一注酸与交替注酸方式对酸压裂缝导流能力影响较小,但对残酸返排影响较大,交替注酸方式可降低返排压力70%;裂缝开度越大,酸蚀后裂缝导流能力越大,但提高导流能力倍数越小;裂缝开度>12μm易形成“窜流”酸蚀蚓孔,利于酸蚀通道建立;微裂缝开度与裂缝发育联通是影响酸蚀蚓孔与导流能力的主控因素,次之为微孔发育与联通与储层矿物分布形态。综合酸压工艺推荐先压裂、后酸化、交替注酸的方式。     

基于真实孔隙空间分布的酸蚀蚓孔扩展规律数值模拟研究

碳酸盐岩储层酸化、酸压改造中会形成酸蚀蚓孔,蚓孔扩展规律决定储层改造效果,孔隙空间分布对蚓孔扩展影响较大,很多学者进行了酸蚀蚓孔扩展数值模拟研究,都使用人工生成的随机孔隙度空间分布;其分布与真实的孔隙分布有较大差异,特别是有孔洞存在时。基于普光气田岩心真实孔隙空间分布,用数值模拟方法进行了酸蚀蚓孔扩展规律研究。首先通过岩心CT扫描获取岩心孔隙空间分布,用于蚓孔扩展数值模拟;然后建立双尺度蚓孔扩展数学、数值模型,基于该模型和岩心的实际孔隙空间分布进行了蚓孔扩展数值模拟,分析对比了真实孔隙分布下和人工合成孔隙度分布下的酸蚀蚓孔扩展规律。还研究了普光气田岩心注入速度与蚓孔突破孔隙体积倍数间的关系,优化了注入速度及对应的孔隙体积倍数,分析了孔隙度和孔隙空间分布与蚓孔形态和突破孔隙体积倍数间的关系,该研究为普光气田酸化或酸压设计提供了理论依据。     

考虑蚓孔的碳酸盐岩酸化产能计算新模型

针对碳酸盐岩基质酸化产能常规计算方法未能考虑酸蚀蚓孔数量和酸蚀蚓孔渗流特性影响这一问题,开展了 考虑蚓孔的碳酸盐岩酸化产能的研究,研究中采用了径向蚓孔生长理论模型和蚓孔区等效渗透率模型,建立了考虑蚓 孔的碳酸盐岩酸化产能计算新模型。由室内碳酸盐岩岩芯15% 盐酸驱替实验结果,优选了最优的注酸速度及蚓孔突 破时酸液注入的孔隙体积倍数,计算了有效主蚓孔的长度和直径、蚓孔区等效渗透率和酸化产能,结果表明新模型计 算的产能与真实定压求产的产能相当,为碳酸盐岩酸化产能预测提供了一种新的理论方法。     

塔里木盆地岩溶储层发育特征及控制因素探讨

塔里木盆地中、下奥陶统碳酸盐岩地层为古岩溶发育和海相缝洞型油气藏的主要分布层位,该类型油气藏主要储集空间为溶蚀作用和构造过程形成的次生孔隙、洞穴和裂缝,是寻找大型油气藏的主要目标.论文通过比较塔北地区和塔中地区储集层岩石孔隙度和渗透率,按储层成因将孔-洞-缝油藏划分为洞穴型储层、构造裂缝型储层、风化裂隙型储层、台缘礁滩相颗粒灰岩溶蚀孔隙型储层和地表残积物裂隙-孔隙(洞)型储层等5种类型.塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩油气藏成藏控制因素包括:(1)长期继承性的古隆起和古斜坡;(2)断层和不整合面;(3)次生孔-洞-缝储层的发育和有效盖层结合.多源、长期成藏,早期储层改造和后期调整是塔里木盆地油藏的主要特征,并决定了资源结构和油气特性。     

塔里木盆地岩溶储层发育特征及控制因素探讨

塔里木盆地中、下奥陶统碳酸盐岩地层为古岩溶发育和海相缝洞型油气藏的主要分布层位,该类型油气藏主要储集空间为溶蚀作用和构造过程形成的次生孔隙、洞穴和裂缝,是寻找大型油气藏的主要目标.论文通过比较塔北地区和塔中地区储集层岩石孔隙度和渗透率,按储层成因将孔-洞-缝油藏划分为洞穴型储层、构造裂缝型储层、风化裂隙型储层、台缘礁滩相颗粒灰岩溶蚀孔隙型储层和地表残积物裂隙-孔隙(洞)型储层等5种类型.塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩油气藏成藏控制因素包括:(1)长期继承性的古隆起和古斜坡;(2)断层和不整合面;(3)次生孔-洞-缝储层的发育和有效盖层结合.多源、长期成藏,早期储层改造和后期调整是塔里木盆地油藏的主要特征,并决定了资源结构和油气特性。     

缝洞型油藏多级分段堵水技术研究与应用

针对塔河碳酸盐岩缝洞型油藏孔、缝、洞发育且储层非均质严重,底水易从高角度裂缝窜进并产出,油井治水
难度大的问题,开展了多级分段堵水技术研究,该技术根据油井漏失情况,使用不同类型的堵漏剂和堵漏工艺进行预
堵漏,以不同密度可固化颗粒为主体堵剂,通过多级段塞、分段注入的施工工艺和堵后控压酸化求产工艺,实现缝洞型
油藏油井的高效堵水。多级分段堵水技术对塔河碳酸盐岩缝洞型油藏有较好的适应性,现场应用有效率达70% 以上,
可推广应用。     

四川盆地震旦系气藏大斜度井水平井酸压技术

四川盆地震旦系灯四段碳酸盐岩储层溶蚀孔、缝、洞发育,储集空间类型复杂,具有埋藏深、高温、高压、强非均质性、高含H_2S、CO_2等酸性气体的特点,对现有储层改造工艺技术提出了挑战。大斜度井/水平井储层改造的关键是长改造井段酸液布置和酸蚀裂缝深穿透沟通储层天然缝洞系统。根据储层地质及地应力分布特征,优化并形成了大斜度井/水平井机械分层分段改造工艺,纵横向上层间或段间物性差异大的裸眼完成井,采用封隔器实现分段改造;层内或段内物性差异大的射孔完成井,采用可降解暂堵材料实现分层改造。天然缝洞发育的裂缝-孔洞型储层采用缓速酸酸压技术疏通天然缝洞系统,对于裂缝-孔隙型及孔隙型储层,采用前置液酸压技术形成深穿透酸蚀裂缝沟通孤立的天然缝洞系统,形成的两种大斜度井水平井酸压技术现场试验取得了一定程度的储层改造效果;探索了滑溜水+自生酸+胶凝酸的复杂缝网酸压工艺,一定程度上提升了储层改造效果。     

塔里木盆地岩溶储层发育特征及控制因素

为研究塔里木盆地岩溶储层发育特征及控制因素,通过比较塔北地区和塔中地区储集层岩石孔隙度和渗透率,按储层成因将孔-洞-缝油藏划分为洞穴型储层、构造裂缝型储层、风化裂隙型储层、台缘礁滩相颗粒灰岩溶蚀孔隙型储层和地表残积物裂隙-孔隙(洞)型储层等5种类型.塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩油气藏成藏控制因素包括:长期继承性的古隆起和古斜坡;断层和不整合面;次生孔-洞-缝储层的发育和有效盖层结合.分析表明:多源、长期成藏,早期储层改造和后期调整是塔里木盆地油藏的主要特征,并决定了资源结构和油气特性.     

碳酸盐岩酸蚀蚓孔分形模型及酸化参数优化

碳酸盐岩基质酸化的主要特征是形成酸蚀蚓孔,蚓孔在欧氏空间上被认为是无序和杂乱无章的,采用经典数学方法对蚓孔进行实验模拟和数学描述难度较大,但准确描述酸蚀蚓孔的穿透深度对施工参数的优化和提高酸化效果具有重要意义。基于此目的,首先完成了多组岩芯酸化流动实验,采用CT扫描得到了蚓孔的真实形态,引入“盒维数”计算方法,对实验得到蚓孔的分形性进行了验证,并求取了不同蚓孔形态的Hausdorff分形维数。结果表明,实验得到的酸蚀蚓孔具有较好的分形性,且分形维随着溶蚀形态的变化而不同,范围在1.19~1.98,最优排量对应的分形维数在1.6左右。其次,将室内实验和分形几何数学方法相结合,建立了酸蚀蚓孔等效长度分形计算模型,并对影响蚓孔等效长度的因素进行了敏感性分析。     

基于Hausdroff分形维数的碳酸盐岩酸蚀蚓孔计算模型

在碳酸盐岩基质酸化过程中,一个主要特征是形成蚓孔。欧几里得空间认为蚓孔是无序的、杂乱无章的,采用经典数学的方法进行模拟难度极大。为了能够对酸蚓孔进行精确的定量分析、优化酸液用量、施工排量,以期获得最优酸化效果,需要建立蚓孔计算模型。由于蚓孔的整体与局部具有相似性以及标度不变性,因此利用分数维描述蚓孔,引入“数盒子”计算法对蚓孔的Hausdroff分形维数进行研究,推导了碳酸盐岩基质酸化蚓孔有效作用距离的分形模型。进行了影响参数敏感性分析及现场酸化实例计算,结果表明酸化后表皮系数与计算结果较为一致。对酸化优化设计具有较好的指导意义。     

自生酸前置压裂液在碳酸盐岩储层中的室内实验评价

碳酸盐岩储层在酸化压裂过程中存在酸岩反应速率过快,裂缝远端酸蚀导流能力低等问题。针对此类问题,根据自生酸的特性设计一系列室内评价实验,对自生酸前置压裂液的性能进行评价。结果表明:自生酸前置压裂液体系在碳酸盐岩储层中具有独特的优势,能够在裂缝深处进行酸蚀,对深层储层具有良好的改造效果,提高裂缝远端的酸蚀导流能力。并且自生酸压裂液对储层的伤害率为21.79%,能够进行低伤害酸化改造。     

碳酸盐岩储层闭合酸化模拟研究

酸压裂缝生产一段时间后导流能力会逐渐降低,常采用闭合酸化来提高已酸压裂缝的导流能力,闭合酸化模拟对闭合酸化设计意义重大,因此,针对该问题进行闭合酸化建模及数值模拟。首先,基于达西定理、物质平衡原理、酸岩反应动力学建立闭合酸化数学模型;然后通过地质统计学中的序贯高斯模拟算法生成具有非均质性和空间关联性的初始裂缝宽度空间分布和裂缝表面基质渗透率分布;利用有限体积法对模型进行数值求解,用C++编制模拟计算程序;最后基于该模型进行广泛的数值模拟研究,分析酸液分布规律、裂缝表面溶蚀规律、酸液作用距离的影响因素及规律,并形成各种条件下的酸液作用距离图版。研究表明,初始裂缝宽度和裂缝表面粗糙度对裂缝表面溶蚀形态起主导作用,裂缝面溶蚀形态有均匀推进、指进溶蚀和沟槽溶蚀;裂缝宽度越小、粗糙度越大,裂缝表面溶蚀竞争越强烈,越容易形成沟槽,酸液作用距离越远;排量、注酸量正相关于活酸作用距离,酸液传质系数负相关于活酸作用距离;典型的施工排量、酸液用量、常用的酸液类型下,闭合酸化中酸液作用距离为20～60 m。此模型可以预测不同条件下酸液作用距离和酸蚀裂缝表面溶蚀形态,优化闭合酸化参数,为现场闭合酸化施工设计提...     

碳酸盐岩油藏基质酸化水平井表皮因子模型研究(Ⅰ)理论模型建立

水平井开采技术是近年来广泛用于页岩薄层、低渗透等复杂油藏开采的一种主要方法.然而,如何全面考察来自油藏、酸液及酸化过程中的一些主要因素特别是难于用一般方法描述的酸蚀孔洞形成和生长的随机因素对酸化处理效果的影响,则是碳酸盐岩油藏水平井基质酸化技术设计和效果评价时所遇到的难题之一.通过首次综合考虑当代分形理论研究的新成果——酸蚀孔洞形成和生长过程中的分形与分维特征、水平井地层伤害沿水平井筒的椭圆柱体分布形态以及水平井油藏渗透率各向异性特性,提出了一种碳酸盐岩油藏水平井表皮因子综合模型,从而为上述问题的探讨在一定程度上提供了理论基础和可能途径.     

碳酸盐岩储层水平井靶向酸化研究及应用

水平井极大增加了油层泄油面积，具有直井无法比拟的优势。但是，油藏强非均质性给有效布酸带来了巨大挑战。结合中东地区碳酸盐岩油藏的开发现状，系统梳理了水平井酸化所面临的关键技术难点。针对油田不同开发阶段，提出了水平井的靶向酸化技术思路，推导了水平井三维径向酸化数学模型，模拟分析了不同布酸方法对水平新、老井酸化效果的影响。研究表明，针对水平（新）井酸化，基于钻井伤害特征的靶向布酸效果优于均匀布酸、物性布酸和锥台布酸；当达到相同酸化效果下，靶向布酸至少能够节约10%酸量；5口新井采液指数分析表明，靶向布酸能够提高新井酸化投产效果。针对水平（老）井酸化，采用局部酸化能够有效实现均衡水平井产液剖面目的；对于局部低渗层段改造，采用1.5 in.（1 in.=2.54 cm）连续油管进行定点喷射酸化，能够形成深穿透酸蚀蚓孔；7口老井酸化前后对比分析表明，靶向布酸能够大幅提高水平井重复酸化效果。     

水平井酸化数值模拟

对水平井进行酸化是提高其产能的重要途径之一。在水平井的酸化过程中,酸液一方面沿水平井筒流动,同时还沿井筒管壁流向井筒周围的储层,所以酸化过程实际上是井筒变质量流动和周围油藏渗流的耦合过程。对水平井筒流动及其周围储层的渗流进行了流动分析,建立了井筒流动模型、流动剖面模型和油藏渗流模型。将这些模型进行耦合,得到了描述水平井酸化过程的耦合模型。通过对模型数值求解,预测了注入酸的分布,分析了注入参数对酸化效果的影响,为选择合理的布酸方式提供了理论依据。     

基于细胞自动机的断控岩溶过程数值模拟方法

断溶体作为一种特殊的碳酸盐岩储集体类型,其形成过程尚缺乏一种定量的模拟方法.根据断溶体地质研究认识,断控岩溶以断裂破碎带为核心发生溶蚀扩大,其溶蚀程度的差异受断裂分布、裂缝密度、地层岩性差异、大气淡水或底部热液接触时间等综合因素影响.提出一种基于细胞自动机模拟断控岩溶过程的方法,以走滑断裂形成的裂缝网络为初始条件,以一定酸浓度的大气水注入为边界条件,综合考虑地层岩性差异、裂缝发育密度、重力作用,建立了基于酸扩散、连通性和传导率共同控制的模拟规则,并最终形成由累积酸溶蚀定量表征溶蚀演化程度的模拟方法.通过塔河10区典型断溶体单元实例模拟,验证了该方法的可行性.     

微胶囊固体硝酸酸化液实验研究

固体硝酸酸压是近年来新发展起来的酸化技术,借鉴水力压裂微胶囊延迟破胶技术,先将固体硝酸微胶囊化,再用水基液携带固体酸颗粒带入地层裂缝,在裂缝中释放出H⁺,对地层实现深     

塔中隆起鹰山组岩溶储层特征及主控因素

探讨塔中隆起鹰山组碳酸盐岩岩溶储层发育主控因素，为寻找鹰山组岩性油气藏提供地质理论依据。通过岩芯、薄片观察以及物性资料分析，并结合成像测井解释，认为鹰山组碳酸盐岩为低孔低渗岩溶储层，储集空间主要为溶孔、裂缝及溶洞。将中下奥陶统碳酸盐岩储集层划分为裂缝-孔隙型、裂缝型、溶蚀孔洞型及岩溶洞穴型等类型；精细刻画岩溶储层发育样式，讨论岩溶储层发育主控因素：（1）加里东期中期第I幕致使地层隆升为一个大的宽缓的背斜构造，碳酸盐岩地层普遍遭受顺层淋滤、溶蚀。构造活动的挤压褶皱及断裂作用可形成许多构造裂缝，从而在垂向上增加灰岩地层渗透性和水平方向连通性；（2）泥晶灰岩、含云灰岩、云质灰岩在岩溶过程中，岩性较为致密，只能沿裂缝发生溶蚀作用形成溶孔-扩溶缝，含灰质白云岩和灰质白云岩具有较好孔渗，使得地表水相对更容易流经白云岩地层，形成大量溶孔；（3）白云石化作用普遍提高了白云岩地层（结构好、白云石含量高）的孔渗性能，为岩溶作用提供了基础。