考慮酸巖反應(yīng)熱的酸壓溫度場模型研究.pdf

1、酸化壓裂作為油田建產(chǎn)增產(chǎn)的改造措施經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)被國內(nèi)外油田廣泛應(yīng)用。其發(fā)展經(jīng)歷了單工藝、單液體體系到多級工藝、復(fù)合液體體系的過程，在對靖邊氣田等Ⅲ類致密儲層的改造過程中，交聯(lián)酸攜砂酸壓工藝表現(xiàn)出了良好的適用性，同時對理論模型也提出了挑戰(zhàn)。國內(nèi)外對于酸巖反應(yīng)機(jī)理、酸壓設(shè)計數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了大量的研究，其主要思路在于增加考慮因素、細(xì)化假設(shè)條件、尋求更為簡單解法等方面。其發(fā)展經(jīng)歷了二維、擬三維、全三維裂縫擴(kuò)展模擬，單相、兩相、混合相態(tài)復(fù)雜

2、化，非穩(wěn)態(tài)到穩(wěn)態(tài)，連續(xù)介質(zhì)受熱到多孔介質(zhì)傳熱的過程。
　　 在對酸壓溫度場模型的研究中發(fā)現(xiàn)考慮反應(yīng)放熱情況相對較少，與其相關(guān)的軟件也相對匱乏，給實際酸壓設(shè)計造成了較大誤差。然而交聯(lián)酸液的流動及流變性質(zhì)在剪切及溫度變化的雙重作用下會產(chǎn)生相當(dāng)大的不利影響，交聯(lián)酸配方（交聯(lián)劑、破膠劑濃度）受破膠劑及合理返排時間的設(shè)定，無不取決于環(huán)境溫度。通過實際模擬可以看出反應(yīng)熱對于溫度場的分布有著較大的影響，繼而影響了酸蝕有效作用距離，并最終影響了

3、深度改造效果。
　　 本文首先分析了交聯(lián)酸攜砂酸壓工藝在靖邊氣田的應(yīng)用，在肯定其應(yīng)用價值基礎(chǔ)上，明確了該工藝存在的不足與潛在研究點。對酸液體系配方做了進(jìn)一步的室內(nèi)實驗研究，篩選了稠化劑成分及用量，分析了交聯(lián)劑加量對酸交聯(lián)時間及粘度的影響和溫度對交聯(lián)的影響。利用SARⅢ圓盤酸巖反應(yīng)裝置確定了60 ℃下酸-巖反應(yīng)動力學(xué)方程，酸-巖反應(yīng)活化能以及酸-巖反應(yīng)氫離子有效傳質(zhì)系數(shù)De。
　　 在以往模型研究的基礎(chǔ)上，將酸巖反應(yīng)放熱量

4、添加到裂縫壁面能量方程，結(jié)合連續(xù)性方程、裂縫中流體能量守恒方程給出差分離散和耦合求解，利用實驗中獲取的交聯(lián)酸酸巖反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)及靖邊氣田交聯(lián)酸攜砂酸壓施工參數(shù)對一口井進(jìn)行了計算模擬，模擬結(jié)果表明所建模型收斂、合理、與實際情況相符。在考慮了反應(yīng)熱之后，溫度場的變化對酸液有效作用距離也產(chǎn)生了影響，本文結(jié)合三維酸液流速場模型，建立了三維縫中酸液有效作用距離計算模型，并給出了lumping解法，通過靖邊氣田一口施工井資料的實際計算模擬，證明該模