一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法技术

本发明专利技术公开了一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法，包括计算不压破储层情况下，地面设备能够达到的极限泵注排量；对比地面设备能够达到的极限泵注排量，确定酸化施工的最大泵注排量；计算每一离散段的吸酸量和吸酸压力，迭代优化当前泵注阶段的实际泵注排量；计算当前阶段泵注时间完成后，储层每一离散段生长的蚓孔长度、蚓孔总长度、蚓孔生长产生的表皮系数和表皮系数；根据酸化施工的总酸量，优化整个酸化施工的泵注程序，计算酸化施工结束后整个储层的蚓孔发育长度剖面、表皮系数剖面和吸酸剖面。本发明专利技术通过蚓孔的生长和表皮系数的降低调整储层的酸液泵注排量，能够准确表征储层非均质带来的蚓孔发育、表皮系数和吸酸量的非均匀剖面。吸酸量的非均匀剖面。吸酸量的非均匀剖面。

【技术实现步骤摘要】
一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法


[0001]本专利技术涉及碳酸盐岩储层酸化改造领域，具体涉及一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法。

技术介绍

[0002]酸化改造工艺是碳酸盐岩储层最有效的增产提效手段之一，其目的是移除近井范围内的储层污染和恢复储层流动能力。酸化要求在不压破储层的前提下，尽可能的提高酸液泵注排量，促使酸液不断向储层深部滤失，这不仅能够溶蚀储层的基质酸溶性矿物，也能溶蚀孔隙中的填充型酸溶性矿物和外来堵塞矿物，酸液滤失穿透储层的深度用蚓孔长度表征，储层流动能力的改善程度则用表皮系数表征。同时，随着酸液的不断泵注，蚓孔的生长和表皮系数的动态变化使得储层流动能力得到改善，增大的极限吸酸排量和泵注排量，又能够进一步促使蚓孔的生长和表皮系数的降低。因此，准确计算酸液泵注过程的蚓孔生长及表皮系数动态变化是调整酸液泵注排量、增强改造效果的重要工作。
[0003]目前，酸化施工的最大泵注排量主要由储层初始物理特征和地面泵注能力确定，忽略了储层流动能力动态改善过程中极限吸酸排量不断增加的实事，导致地面泵注排量不够，储层改造程度不充分。同时，蚓孔的生长和表皮系数的降低通常是将储层假定为均质体进行模拟，不能充分反映储层非均质性带来蚓孔生长的不均匀和储层吸酸剖面与表皮系数剖面的差异，无法正确指导酸化工艺的方案设计与优化。
[0004]因此需要一种具有能够通过蚓孔的生长和表皮系数的降低调整储层的酸液泵注排量和能够准确表征储层非均质带来的蚓孔发育、表皮系数和吸酸量的非均匀剖面两种特点的酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法，用于酸化泵注过程蚓孔的生长和表皮系数的降低动态计算和充分反映储层非均质性带来蚓孔生长的不均匀和储层吸酸剖面与表皮系数剖面的差异，为碳酸盐岩储层酸化工艺的方案设计与优化提供依据。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法，包括以下步骤：
[0008]S1.根据储层破裂压力、施工管柱和酸液参数，计算不压破储层情况下，地面设备能够达到的极限泵注排量；
[0009]S2.根据储层的非均质物理参数计算储层能够达到的极限吸酸排量和极限泵注排量进行对比，确定酸化施工的最大泵注排量；
[0010]S3.根据酸化施工的最大泵注排量，计算当前泵注阶段的实际泵注排量；
[0011]S4.根据当前阶段的酸化施工的泵注时间和实际泵注排量，计算当前阶段泵注时间完成后，储层的蚓孔长度、蚓孔总长度、蚓孔生长产生的表皮系数以及表皮系数；
[0012]S5.根据酸化施工的总酸量，优化整个酸化施工的泵注程序，计算酸化施工结束后整个储层的蚓孔发育长度剖面、表皮系数剖面和吸酸剖面。
[0013]在一个实施例中，所述步骤S1进一步包括以下步骤：
[0014]S11.给定泵注排量的计算初值为Q，计算施工管柱内酸液流动雷诺数N
R
和计算施工管柱内的沿程摩阻ΔP；
[0015]S12.给定储层的破裂压力为P
f
，计算当前泵注排量下需要的泵注压力P
sur
；
[0016]S13.给定地面设备的施工限压为P
limit
，确定此时泵注排量在不压破地层情况下地面设备能够达到的极限泵注排量Q
q
‑
max
。
[0017]在一个实施例中，所述步骤S11利用下式计算施工管柱内酸液流动雷诺数N
R
和计算施工管柱内的沿程摩阻ΔP：
[0018][0019]式中：N
R
为雷诺数，无因次；Q为泵注排量，m3/min；ρ
a
为酸液密度，Kg/m3；μ
a
为酸液粘度，mPa
·
s；d
p
为施工管柱直径，m；
[0020][0021]式中：ΔP为施工管柱沿程摩阻，MPa；f为酸液的降阻率，无因次；L
p
为施工管柱长度，m；
[0022]所述步骤S12利用下式计算当前泵注排量下需要的泵注压力P
sur
：
[0023]P
sur
＝ΔP+P
f
‑
9.8
×
10
‑6ρ
a
L
p
[0024]式中，P
sur
为当前泵注排量下需要的泵注压力，MPa；P
f
为储层的破裂压力，MPa；
[0025]所述步骤S13通过比较施工限压P
limit
和泵注压力P
sur
的大小确定泵注排量在不压破地层情况下地面设备能够达到的极限泵注排量Q
q
‑
max
。
[0026]在一个实施例中，所述步骤S2进一步包括以下步骤：
[0027]S21.根据储层的测井解释结果，对储层进行离散，定义每一离散段的非均质物理参数,计算储层的综合储层系数k
t
h
t
和综合表皮系数S
t
；
[0028]S22.确定酸化施工的最大泵注排量。
[0029]在一个实施例中，所述步骤S21对每一离散段的非均质物理参数定义为厚度h
i
、渗透率k
i
和表皮系数S
i
，所述步骤S21利用下式计算储层的综合储层系数k
t
h
t
和综合表皮系数S
t
：
[0030][0031][0032]式中，S
i
为储层每一离散段的表皮系数，无因次；k
i
为储层每一离散段的渗透率，mD；h
i
为储层每一离散段的厚度，m；其中i＝1,2,
……
n，H为储层厚度，m；
[0033]所述步骤S22利用下式确定酸化施工的最大泵注排量：
[0034]先通过下式计算储层能够达到的极限吸酸排量Q
ab
‑
max
：
[0035][0036]式中，Q
ab
‑
max
为储层能够达到的极限吸酸排量，m3/min；P
e
为储层压力，MPa；r
e
为酸化井泄油面积，m2；r
w
为井筒半径，m；
[0037]然后再通过对比不压破地层情况下地面设备能够达到的极限泵注排量Q
q
‑
max
和储层能够达到的极限吸酸排量Q
ab
‑
max
，确定酸化施工的最大泵注排量。
[0038]在一个实施例中，所述步骤S3通过如下步骤计算当前泵注阶段的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.根据储层破裂压力、施工管柱和酸液参数，计算不压破储层情况下，地面设备能够达到的极限泵注排量；S2.根据储层的非均质物理参数计算储层能够达到的极限吸酸排量和极限泵注排量进行对比，确定酸化施工的最大泵注排量；S3.根据酸化施工的最大泵注排量，计算当前泵注阶段的实际泵注排量；S4.根据当前阶段的酸化施工的泵注时间和实际泵注排量，计算当前阶段泵注时间完成后，储层的蚓孔长度、蚓孔总长度、蚓孔生长产生的表皮系数以及表皮系数；S5.根据酸化施工的总酸量，优化整个酸化施工的泵注程序，计算酸化施工结束后整个储层的蚓孔发育长度剖面、表皮系数剖面和吸酸剖面。2.根据权利要求1所述的一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括以下步骤：S11.给定泵注排量的计算初值为Q，计算施工管柱内酸液流动雷诺数N
R
和计算施工管柱内的沿程摩阻ΔP；S12.给定储层的破裂压力为P
f
，计算当前泵注排量下需要的泵注压力P
sur
；S13.给定地面设备的施工限压为P
limit
，确定此时泵注排量在不压破地层情况下地面设备能够达到的极限泵注排量Q
q
‑
max
。3.根据权利要求2所述的一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法，其特征在于，所述步骤S11利用下式计算施工管柱内酸液流动雷诺数N
R
和计算施工管柱内的沿程摩阻ΔP：式中：N
R
为雷诺数，无因次；Q为泵注排量，m3/min；ρ
a
为酸液密度，Kg/m3；μ
a
为酸液粘度，mPa
·
s；d
p
为施工管柱直径，m；式中：ΔP为施工管柱沿程摩阻，MPa；f为酸液的降阻率，无因次；L
p
为施工管柱长度，m；所述步骤S12利用下式计算当前泵注排量下需要的泵注压力P
sur
：P
sur
＝ΔP+P
f
‑
9.8
×
10
‑6ρ
a
L
p
式中，P
sur
为当前泵注排量下需要的泵注压力，MPa；P
f
为储层的破裂压力，MPa；所述步骤S13通过比较施工限压P
limit
和泵注压力P
sur
的大小确定泵注排量在不压破地层情况下地面设备能够达到的极限泵注排量Q
q
‑
max
。4.根据权利要求1所述的一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括以下步骤：S21.根据储层的测井解释结果，对储层进行离散，定义每一离散段的非均质物理参数,计算储层的综合储层系数k
t
h
t
和综合表皮系数S
t
；S22.确定酸化施工的最大泵注排量。
5.根据权利要求4所述的一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法，其特征在于，所述步骤S21对每一离散段的非均质物理参数定义为厚度h
i
、渗透率k
i
和表皮系数S
i
；所述步骤S21利用下式计算储层的综合储层系数k
t
h
t
和综合表皮系数S
t
：：式中，S
i
为储层每一离散段的表皮系数，无因次；k
i
为储层每一离散段的渗透率，mD；h
i
为储层每一离散段的厚度，m；其中i＝1,2,
······
n，H为储层厚度，m；所述步骤S22利用下式确定酸化施工的最大泵注排量：先通过下式计算储层能够达到的极限吸酸排量Q
ab
‑
max
：式中，Q
ab
‑
max
为储层能够达到的极限吸酸排量，m3/min；P
e
为储层压力，MPa；r
e
为酸化井泄油面积，m2；r
w
为井筒半径，m；然后再通过对比不压破地层情况下地面设备能够达到的极限泵注排量Q
q
‑
max
和储层能够达到的极限吸酸排量Q
ab
‑
max
，确定酸化施工的最大泵注排量。6.根据权利要求5所述的一种酸化泵注过程蚓孔生长和表皮系数计算方法，其特征在于，所述步骤S3通过如下步骤计算当前泵注阶段的实际泵注排量：S31.给定当前泵注阶段的泵注排量计算初值为Q
T
，通过所述步骤S21的计算结果和如下公式得当前泵注排量下储层每一离散段的吸酸压力P
i
：S32.通过步骤S31得到的吸酸压力Pi，将其代入如下公式重新计算储层每一离散段的吸酸量Q
i
和整个储层的理论吸酸量Q'
T
：S33.对比Q
T
与Q'
T
的差异，若差异在10％范围内，此时Q
T
为当前泵注阶段的实际泵注排量；若差异大于10％，则令Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖勇，张敬逸，米中荣，成一，蒋利平，康博，张健，王键，徐涛，岑玉达，徐超，陈哲，邓祺，张博宁，崔小江，李扬，邓云辉，
申请(专利权)人：成都北方石油勘探开发技术有限公司，
类型：发明
国别省市：