泡沫酸岩反应机理及水平井泡沫分流酸化数值模拟研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:pyane
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酸化是油田增产增注的重要措施,在常规酸化过程,由于地层渗透率差异及重复酸化等问题,导致了酸化效果不明显,增产有效期短等问题。泡沫酸作为一种特殊的酸化技术,具有可以实现均匀布酸,降低酸岩反应速度,返排能力强等优点。   酸岩反应对于指导酸化施工具有非常重要的作用。本文首先对常规酸体系、泡沫酸体系的酸岩反应动力学进行了研究,利用实验研究了胶凝酸与碳酸盐岩,土酸与砂岩的反应特征,并求取了胶凝酸与碳酸盐岩的反应动力学方程,酸岩反应活化能和H+有效传质系数;氢氟酸、土酸与砂岩的反应动力学方程。实验发现胶凝酸对碳酸盐岩岩屑能产生比较好的溶蚀效果,随着酸液浓度增加,溶蚀率略有上升,盐酸可以在岩心表面产生比较好的刻蚀效果;随着温度的升高,H+有效传质系数也增大。在温度、酸的流速不变的情况下,土酸与砂岩的酸岩反应速度随HF浓度的增大而增大,且在一定浓度范围内增大的趋势加快,土酸中的盐酸对氢氟酸和砂岩的反应有加速的作用。通过对泡沫酸基液、各种添加剂、起泡剂和稳泡剂的评价,筛选出了两种具有较强的起泡性能、稳泡性能、耐矿化度和耐温的泡沫酸液体系,并求取了在泡沫质量为85%的情况下,泡沫氢氟酸、泡沫土酸与砂岩的反应动力学方程,并对泡沫酸与普通酸液的酸岩反应速度进行了对比研究,结果表明:泡沫氢氟酸和泡沫土酸均起到了缓速效果,随着氢氟酸浓度的增加,泡沫氢氟酸降低酸岩反应速度的效果越明显。   建立了水平井常规酸化的数学模型,并对其进行了求解,结果表明:常规酸化过程中,从水平井跟端到趾端,压力逐渐减小。地层渗透率越大、酸液粘度越小、注酸速度越大、井筒半径越小、水平段长度越长,酸液分布越不均匀,跟部进酸量高于趾部进酸量。水平井泡沫分流酸化过程中,泡沫酸在注入地层过程中注入压力逐渐升高,对高渗层段产生封堵作用;与常规酸化相比泡沫分流酸化布酸要均匀,泡沫分流酸化对于非均质水平井有较好的适应性。水平井泡沫酸化可以实现高低渗层均匀进酸。在一定范围内,随着泡沫粘度和排量的增加,分流效果越明显。
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