3碳酸盐酸化7-8章.ppt

碳酸盐岩储层酸化模碳酸盐岩储层酸化模拟技术与酸化设计拟技术与酸化设计一、概述碳酸盐岩储层酸化技术?基质酸化?压裂酸化?温度场模拟?酸蚀范围?普通酸压?前置液酸压?多级交替注入?井筒温度场模型?裂缝温度场?动态裂缝扩展、延伸模型?裂缝有效作用距离的计算模型?裂缝导流能力计算模型?交替相酸压中过渡界面处理模型?工作液滤失模型?指进模型?施工参数优化模型?蚓孔生长发育模型?地应力变化?压裂液或酸液的滤失?酸液的指进现象?酸岩表面反应动力学?酸蚀蚓孔等不稳定现象?同离子效应?反应活化能变化等考虑因素模拟内容酸化压裂二、酸压设计计算与模拟现状温度场模型(1)Wheeler 模型:解析模型,设滤失速度为常数,缝宽不随长度变化(2) Whitsitt 模型:解析模型,缝宽计算采用 GDK 模型, (3) Ren 模型:解析模型,假设滤换速度为常数,使用 Dystart 热流函数为基础(4) Settari 模型:数值计算模型,考虑了裂缝长、宽方向换热(5) Biot 模型:数值计算模型。运用变分法原理推导了一种计算壁面热流量的热流函数(6) Roodhart 模型:对缝宽不仅考虑裂缝动态扩展还包括酸蚀引起的扩展(二)裂缝扩展模型 1. 二维扩展模型 GDK 模型 PKN 模型椭圆模型均质、各向同性、水平面上承受平面应变载荷的无限大弹性体提出的裂缝的垂直剖面为矩形平面应变发生在垂直剖面上, 其状态不受邻近平面的影响。当裂缝延伸时,裂缝的垂直剖面为椭圆形二维水力裂缝参数模型粘性控制: 韧性控制: 2、拟三维模型四种典型的模型? Van Eekelen 模型:在垂向上流压不变,将高度延伸近似看成具有当量弹性模量的均质油层中裂纹的延伸? Advani 人的层状地层垂直截面扩展模型,用有限元法处理应力分布,找出裂缝高度、宽度、压力及缝尖应力强度因子间关系,由选取的缝高和计算的压力校正缝宽,用体积平衡式求新的缝长? Cleary 与 Settari 基于 PKN 模型中长度延伸提出的模型, 以广义 PKN 模型描述裂缝水平面延伸,以广义 GGDD 模型描述裂缝垂直剖面延伸,完整的完全耦合的拟三维模型。? Palmer :完善拟三维模型,用 PKN 模型中压降方向描述缝中压力分布,利用断裂力学中裂纹延伸判别( K判据) 建立裂缝高度方程,建立作为缝高和缝内净压的缝宽分布方程,与连续性方程联立求解。 3、真三维裂缝延伸模型真三维模型把地层弹性状态看成位置的函数, 并考虑流体在缝长和缝高的两个方向的流动三维模型需要巨大计算机工作量,求解复杂,目前主要用于检验拟三维模型精度和一些敏感性因素分析。缝面上压力与裂缝宽度之间关系的弹性方程液体流动与液体内压力梯度之间关系的弹性方程破裂准则(三) 酸液有效作用距离计算模型?有效作用距离物理模拟数值模拟?稳态酸反应?非稳态酸反应?差分方法? Lumping 方法? Williams & Nierode 模型, ? Roberts & Guin 模型, ? Lo & Dean 模型,均假设酸液浓度不随时间变化 Settari 提出,特点:酸反应由传质速度控制。可考虑冻胶酸在内的多种不同流变性流体,考虑热传递和反应热,考虑缝壁蚓孔效应,考虑滤失速度对质量传递的影响,是较为完善的模型