酸化壓裂中有效酸蝕縫長因素的分析

【摘 要】酸化壓裂是目前在國內外碳酸鹽巖油藏開發中所采用的主要增產手段之一。酸壓的效果最終體現在酸蝕裂縫的長度和導流能力，對于酸壓而言，有效的酸蝕裂縫長度受酸液的濾失特性、酸巖反應速度及裂縫內的流速控制。

【關鍵詞】酸壓；酸蝕縫長；影響因素；數值模

0 引言

本文以塔河油田碳酸鹽巖油藏數據為依托，用FracproPT軟件進行了廣泛的數值模擬，從酸液的屬性、施工參數、液體的注入方式等方面研究了酸蝕縫長的變化規律，認識各因素對酸蝕縫長的影響，為酸壓優化設計提供理論依據。

1 影響酸蝕縫長因素的研究

1.1 酸液的濾失

酸壓過程中，由于裂縫內外的壓力差的作用，酸液的濾失與壓裂液的濾失一樣都是不可避免的，而且酸壓對象主要是碳酸鹽巖油氣層，儲集空間多為孔隙-裂縫或者孔隙-溶洞型，當裂縫內壓力大于天然裂縫的張開壓力時，酸液的濾失將是嚴重。

1.2 酸巖反應速度

酸液在壓裂裂縫中流動，活性酸的穿入深度一般只有十幾米，最多幾十米。酸液在微小裂縫中的流動，酸液的活性消耗的更快。酸和巖石的反應只能在固-液界面發生。

1.3 施工條件

設計酸壓施工時，在一定范圍內，施工排量越大，裂縫的寬度越大，降低了裂縫的面容比，酸的有效作用距離越遠；增加酸液的用量，可以增加酸的穿透距離。

2 有效酸蝕縫長影響因素分析

在用模擬軟件定量分析各個影響因素的時候，首先保持其他參數不變，然后改變一個變化的參數，運行軟件，生成報告，觀察酸壓下酸蝕縫長的變化，最后得出一個酸蝕縫長隨參數的變化曲線，給出這樣變化的原因。下面的研究主要是依據以下數據的基礎之上。地層：溫度130℃，地層滲透率16mD，巖石類型為灰巖，彈性模量4.0×104，泊松比0.230，儲層厚度80m，濾失系數2.1671×10-4 m/min^.5；酸液性質：鹽酸，擴散系數8.00×10-7m2 /min，排量7.00m3/min，酸用量700m3，粘度49.3mPa-s，前置液為滑溜水，用量2310m3，粘度11.5 mPa-s，頂替液為滑溜水，用量700m3，粘度11.5 mPa-s；注入方式為單級注入。

2.1 酸液屬性

2.1.1 粘度

表1 不同粘度下，酸蝕裂縫長度的變化

總結：當酸液的粘度增加時，酸蝕裂縫長度個隨著增加當酸液粘度達到一定值后，酸蝕縫長增加的幅度變小。

2.1.2 擴散系數

表2 不同酸液擴散系數下，酸蝕裂縫長度變化

總結：H+擴散速度可以用H+的擴散系數代表。當H+的擴散速度相對較大時，酸巖反應加快。

2.1.3 巖性

在一定參考溫度下，巖性不同，酸巖反應速度不同。我們在參考溫度為130℃時，模擬灰巖和白云巖在其他條件都一定的情況下的酸蝕裂縫長度。

表3 不同巖性下，酸蝕裂縫長度的變化

總結：研究可知溫度和轉速在相同的一定條件下，白云巖儲層的酸壓裂酸蝕裂縫長度比灰巖的要長。

2.1.4 濾失

表4 不同酸液濾失系數下，酸蝕裂縫長度的變化

總結：酸蝕裂縫長度隨著地層濾失系數的增加而變小，且變小趨勢很明顯。

2.1.5 酸液質量分數

表5 不同酸液質量分數下，酸蝕裂縫長度的變化

總結：酸蝕裂縫長度在一定范圍內隨著酸液的質量分數增大而變大。

2.2 施工參數、排量

表6 不同施工排量下，酸蝕裂縫長度的變化

總結：酸蝕裂縫的長度隨著施工排量的提高而變大。

2.2.2 酸用量

表7 不同施工時酸液用量下，酸蝕裂縫長度的變化

總結： 在一定范圍內酸蝕裂縫長度隨酸液用量的增多而變長，并且在酸液用量超過這一范圍后變化趨勢變緩，甚至變化不太明顯。

2.2.3 頂替液用量

表8 不同施工頂替液用量下，酸蝕裂縫長度的變化

總結：施工過程中，在主壓裂酸化后，用一定用量的頂替液注入到地層中，可以增加酸蝕裂縫長度。

2.3 注入方式

表9 不同注入方式下，酸蝕裂縫長度的變化

總結：多級注入技術在一定條件下要比單級注入技術能獲得更長的有效酸蝕縫長。

3 結論

通過本文的研究，得到以下結論：

1）酸液屬性對酸蝕縫長影響的研究：

（1）增加酸液粘度，降低了酸液慮失，從而增加了酸蝕縫長。在模擬使用的數據條件下，粘度超過90mPa.s后，有效酸蝕縫長增加變緩慢。

（2）增加擴散系數，酸巖反應速度變快，從而降低有效酸蝕縫長。

（3）灰巖的主要成分是方解石（CaCO3），白云巖的主要成分是白云石[CaMg（CO3）]?；規r與酸的反應速度比白云巖快，在相同條件下，白云巖油藏的有效酸蝕縫長比灰巖油藏長。

（4）酸液濾失對有效酸蝕縫長影響較大，降低酸液濾失，有利于增加酸蝕縫長。

（5）酸蝕裂縫長度隨著酸液質量分數的增加而增加，但當達到一定程度之后，酸蝕裂縫長度的增加將變得較為平緩。

2）施工參數對酸蝕縫長影響的研究：

（1）排量對反應速度的影響較明顯，排量越大，酸蝕縫長越長，但排量增到8方/分后，酸蝕縫長增長變緩。

（2）增加頂替液用量，酸蝕縫長增加，當頂替液大于300方后，酸蝕縫長基本不增加了，因為大于該頂替液量，鮮酸已全部變成殘酸。

3）注入方式對酸蝕縫長影響的研究：

在本模擬中，前置液采用活性水，粘度較低，多級交替注入時，酸蝕縫長變化不大。

【參考文獻】

[1]李黎.酸壓技術在新場復雜砂巖氣藏的應用[J].海洋石油，2006，26.

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[3]李年銀，趙立強，劉平禮，等. 裂縫高度延伸機理及控縫高酸壓技術研究[J].特種油氣藏， 2006， 13.

[責任編輯：劉帥]