碳酸盐岩酸压裂缝有效体积影响因素研究

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碳酸盐岩储层地质结构复杂,储集体不连续,酸压成为这类储层建产、增产和稳产的核心手段。随着对储层认识的加深和酸压工艺的发展,传统的双翼缝已不能充分地沟通储层,加之天然裂缝发育,体积酸压技术应运而生,以达到充分改造储层,提高单井产量的目的,因此针对酸压有效体积的评价显得尤为重要。目前对于酸压有效体积的计算多是采用酸蚀蚓孔滤失模型,但在碳酸盐岩储层中,天然裂缝才是主要的渗流通道,其沟通的范围才能更好地反映酸压有效体积的大小。同时,水力压裂计算的缝内净压力不能完全等效于酸压工艺的缝内净压力。因此,基于次级裂缝的扩展,建立酸压裂缝有效体积计算模型和酸压缝内净压力计算模型,明确酸压裂缝有效体积的影响因素是十分必要的。基于酸岩反应建立岩石矿物溶蚀体积计算模型,结合酸液滤失效应,构建酸蚀有效作用距离计算方法;结合酸压裂缝溶蚀缝宽的动态变化,建立酸压裂缝缝内净压力计算模型。结果显示,随着排量由2m~3/min增至6m~3/min,水力裂缝缝口宽度由9.223mm增至16.217mm,缝内净压力由6.081MPa增至10.693MPa;酸压裂缝缝口宽度由10.348mm增至19.592mm,缝内净压力由5.522MPa增至9.738MPa。总体上呈现出酸压裂缝缝内净压力小于水力裂缝的净压力。基于断裂力学建立次级裂缝扩展数值模型,分析不同裂缝相交角度、不同地应力环境、不同地应力差和不同缝内净压力下,水力裂缝与天然裂缝相交时天然裂缝的扩展情况。结果表明,相交角度越小,次级裂缝更易起裂延伸;低水平主应力下主裂缝直接穿过天然裂缝,高水平主应力下主裂缝沿着天然裂缝延伸;地应力差由0MPa增至8MPa时,酸压裂缝沿天然裂缝扩展距离逐渐减小;次级裂缝的扩展延伸长度会随着裂缝内净压力的增大而增加。通过抽提酸压裂缝有效体积的理想模型,建立其计算方法,从而明确酸压裂缝有效体积大小的影响因素。研究表明,在缝长方向上,主要是酸岩反应速率、酸液滤失速率、施工排量与液量影响酸蚀有效作用距离;在缝宽方向上,主要是储层岩石的性质及酸压裂缝内的净压力影响次级裂缝扩展,进而影响酸压裂缝的有效体积。总体来说,次级裂缝扩展计算体积大于蚓孔滤失计算体积,且随着反应速率的增加,次级裂缝扩展计算体积增加幅度逐渐减小;相较于酸蚀有效作用距离,净压力对酸压裂缝有效体积的影响更大。
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