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油气地质与采收率2024年第06期:考虑酸蚀效应的缝洞交互行为研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:史宏伟;赵海峰;甘贵鹏;徐凯强;

单位:中国石油大学(北京)石油工程学院;

摘要:缝洞型碳酸盐岩储层具有低孔、低渗透和非均质性强的特点,酸压是该类储层增产改造的主要技术手段,酸压改造的关键在于高效沟通缝洞储集体。由于受到非均质性和随机分布孔洞的影响,酸压过程中裂缝扩展路径复杂,缝洞交互规律认识不清。为此,开展室内实验,研究碳酸盐岩酸蚀前后孔隙度、渗透率和力学性质变化规律。实验结果表明:酸岩反应对岩石力学参数影响显著,以质量分数为15%胶凝酸为例,酸蚀作用后,岩心孔隙度、渗透率增加,岩心抗压强度、弹性模量分别降低了42%和60%,泊松比增加了25%。通过在经典内聚力模型中引入岩石物理力学演化方程,建立了一种考虑酸岩反应的裂缝扩展模型,将该模型与常规水力裂缝扩展模型和室内酸压物理模拟实验对比,验证了该模型的有效性和正确性。利用建立的模型研究了孔洞尺度、注液排量、水平地应力差对裂缝扩展路径的影响,结果表明:(1)人工裂缝倾向于贯穿小孔洞、绕过中型孔洞、沟通大型孔洞。(2)当水平地应力差超过5 MPa,注液排量超过0.057 m~3/s时,有助于裂缝与孔洞沟通。(3)酸岩反应能明显提高缝洞沟通效率,注液排量为0.1 m~3/s时酸压裂缝扩展面积是常规水力压裂的2倍。因此,改造高应力差碳酸盐岩储层时,为了提高缝洞沟通效率、改善酸压效果,应适当提高注液排量。

关键词:碳酸盐岩储层;;酸压;;缝洞交互行为;;酸岩反应;;内聚力单元;;数值模拟

基金资助:国家自然科学基金面上项目“一种复杂缝网的能量断裂准则及其在致密砂岩压裂模拟中的应用”(11672333)