砂岩酸化设计2.ppt

(3) 储层温度场数值计算模型的建立 引入无因次量 隐式差分构造数值模型 数值模型 (4)储层温度场数值模型的求解 矩阵形式 求解步骤： 1)不考虑酸岩反应热时的储层温度分布计算 2)酸岩反应热的计算 3)考虑酸岩反应热后的储层温度分布计算 1.集总参数模型(解析模型) 酸浓度分布 矿物浓度分布 (三)酸浓度和矿物浓度分布模拟 rDi=ri/rw 其中无因次参数 2.分布参数模型(数值计算模型) ?全面考虑温度 ?多组分矿物 ?多层及地层伤害等因素的影响 单层或多层同时酸化、各层存在不同污染区时的酸浓度分布计算模型 (1)假设条件 1)忽略分子扩散作用； 2)孔隙中酸浓度与孔隙壁面酸浓度相同； 3)储层岩石可分为有限的几种矿物成分，酸与不同矿物的反应分别按各自的动力学方程进行； 4)酸在储层孔隙中呈单相径向流动； 5)注处理液时，假定储层中的碳酸盐类已由前置液中HCL溶解，处理液中HCL不再参加反应。 (2)单元体的划分 块中心网格示意图 微元体选取示意图 (3)酸浓度、矿物浓度分布模型 酸－岩反应摩尔平衡式，导出酸沿地层径向流动反应的偏微分方程: 氢氟酸反应速度R 硅质矿物溶解速度 初始条件和边界条件 在井深方向上非均质的砂岩油藏，按渗透率的差异可在垂向上划分为N个互不连通的小层 定义无因次参数 矿物j的Damkohler数 矿物j的酸溶量数 无因次化酸浓度、矿物浓度分布模型 酸浓度分布 矿物浓度分布 j=q快反应矿物 j=s慢反应矿物 边界条件 初始条件 Arrhenius方程(温度影响) (4)有效作用半径的确定 数值计算方法求解酸浓度分布方程 =? ? 伤害物浓度 * 酸化模拟技术与设计 (Acidizing Simulation Technique and Design ) 主 讲：陈冀嵋 西南石油学院石油工程学院 酸化效果 ?储层情况 ?酸液性能 ?工艺水平 ?施工水平 ?科学的设计方法和模拟技术 酸化模拟技术 将酸化工程作为整体，模拟酸化过程中各种参数的变化 ?预测酸化效果 ?使可控参数(如施工参数)和不可控参数(如地层参数) 达到优化组合 ?指导酸化施工设计 ?减少施工的盲目性 ?提高酸化效果 砂岩(暂堵)基质酸化 碳酸盐岩基质酸化 前置液酸压设计 水平井酸化设计 拟三维交替相酸压 模拟技术 设计计算模型 酸化设计方法 主要内容 酸液流动过程分析(三个主要过程) 地面管流 井筒流动 产生摩阻损失 酸液流态由排量和酸液粘度决定 酸液的流变性及粘度受排量影响 酸液的浓度基本保持不变 腐蚀酸化管柱和油管柱 酸液的位能降低 摩阻损失 流态由排量、粘度、管柱尺寸及管柱粗造度等决定 酸液温度逐渐升高 酸液的浓度基本不变 ?酸液沿径向孔隙及微裂缝作流动反应，溶解地层各矿物成分及胶结物 ?沿径向酸液浓度逐渐变小失去活性 ?温度发生变化，压力及流速也发生变化 ?孔隙结构、渗滤性能变化 ?在酸压过程中酸液沿裂缝向地层深部流动，酸液在岩石壁面上径向非均溶蚀反应， ?裂缝壁面产生蚯蚓状的酸蚀““蚓孔”，向基质滤失 ?酸液浓度沿裂缝长度方向逐渐降低，温度、压力及流速相应发生变化，最终形成具有一定几何尺寸和导流能力的酸蚀裂缝。 地层(裂缝)流动 ?水动力学参数 ?流变性参数 ?化学动力学参数 ?温度场 ?压力场 ?流速场及动态裂缝几何尺寸 ?酸蚀裂缝参数 ?地层孔喉、渗滤性能等的变化进行模拟 模拟结果对多种酸化方案进行对比和筛选,以供优选施工参数、准确地预测酸化效果 酸化模拟技术： 砂岩酸化设计与模拟技术 砂岩酸化设计主要内容 一、概述 二、酸岩反应模型 三、砂岩酸化数学模拟 (一) 井筒温度场模拟 (二) 地层温度场模拟 (三) 酸浓度和矿物浓度分布模拟 (四) 酸化后地层孔隙度和渗透率计算 (五) 多层酸化时，各层分流量计算 (六) 多层酸化加入暂堵剂后，各层分流量计算 (七) 酸化效果预测 (八) 酸化解堵最优目标的确定及施工参数模拟 四、砂岩储层优化设计计算与模拟程序逻辑 五、实例计算 六、实时监测技术 七、施工质量控制 一、砂岩酸化设计方法概述 ?经验方法的局限性 ? Williams方法 利用试验确定有效反应系数 求解酸浓度分布模型 酸穿距离与酸浓度，注入速度、注酸量的关系 局限性：试验难度大，未考虑实际酸化过程的变温度、变矿物浓度及径向和垂向非均质的影响，未进行酸化效果预测。 1、简单的酸化设计方法 ?未考虑土酸中盐酸的作用 ?未考虑注酸过程中从井口到地层的温度变化，地层伤害带浓度变化及多层影响 ?无效果预测方法 2.酸化数学模拟及优化设计方法 “优化设计:选择最佳方案以达到最优目标的设计。 主要工作： ?优选适合本油田、本地区的酸液及添加剂； ?了