System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种非均质储层酸压改造参数设计方法及系统技术方案_技高网

一种非均质储层酸压改造参数设计方法及系统技术方案

技术编号:39960402 阅读:3 留言:0更新日期:2024-01-09 00:00
本发明专利技术提供了一种非均质储层酸压改造参数设计方法及系统,该方法针对待改造储层构建酸化改造几何模型,结合裂缝属性数据引入需求的酸化段长、段厚数据计算不同施工排量下的裂缝内酸液流速;进一步考虑酸蚀反应速率和传质系数计算盐酸与储层基质反应的裂缝内壁面酸浓度;根据储层基质的属性参数确定天然裂缝壁面的溶蚀宽度;进而计算不同施工酸量对应的储层溶蚀体积和酸蚀裂缝的酸蚀缝宽和酸蚀缝长;最终按照N‑K模型的修正原则决策对应的酸蚀裂缝导流能力,依据预设的选优条件选取最优注酸参数。采用该方案,有效克服现有技术计算尺度小和运算繁杂的问题,计算过程中灵活运用解析解,准确高效地选择酸蚀效果和导流能力最佳的注酸方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油储层改造及优化,尤其涉及一种非均质储层酸压改造参数设计方法及系统


技术介绍

1、非均质储层气藏是实现天然气开发的主阵地,如碳酸盐岩储层,酸化是实现该类油气藏高效开发的主要手段之一,天然裂缝系统是酸液流动的主要通道,而注酸参数直接影响酸液在天然裂缝中的流动,从而影响酸化施工效果,进而影响油气井产量,合理的注酸参数是油气井有效建产的基本需求。

2、注酸参数优化设计依赖于酸化模型,此前酸化模型大多把天然裂缝考虑为孔渗性能更好的基质,将天然裂缝与储层的基质视为同种介质,但是其忽略了酸液在天然裂缝中的流动机理与在基质中不同的特性,另外,虽然有学者分别对基质、天然裂缝中的酸液流动行为进行描述,进而得到的模型准确度有所提升,但往往存在计算尺度小、计算量大的问题,难以简便、高效地计算得到非均质储层酸化改造的精确注酸参数。

3、公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本专利技术提供了一种非均质储层酸压改造参数设计方法,在一个实施例中,所述方法包括:

2、步骤s1、针对待改造储层构建酸化改造几何模型,进而结合所述几何模型和储层裂缝属性数据,引入需求的酸化段长和酸化段厚数据计算不同预设施工排量条件下的裂缝内酸液流速;所述储层裂缝数据包括:储层的裂缝密度和天然裂缝的初始宽度;

3、步骤s2、基于根据arrhenius方程算得的酸蚀反应速率,结合依据舍伍德数定义算得的传质系数计算盐酸与储层反应的裂缝壁面酸浓度;

4、步骤s3、假设从水力裂缝壁面滤失进入基质岩体的酸液全部参与对储层基质进行溶蚀,基于所述裂缝壁面酸浓度结合基质的属性参数计算天然裂缝壁面的溶蚀宽度;

5、步骤s4、利用质量守恒原则根据设置不同的施工酸量分别确定对应的储层基质溶蚀体积,进而结合所述储层基质溶蚀体积和所述几何模型计算酸蚀裂缝的酸蚀缝宽和酸蚀缝长;

6、步骤s5、根据得到的酸蚀缝宽按照n-k模型的修正原则计算得到不同施工排量和施工酸量组合对应的酸蚀裂缝导流能力,以酸蚀缝长与酸蚀裂缝导流能力关联最优为目标选取当前储层的最优施工酸量和施工排量。

7、优选地,一个实施例中,以对应缝宽方向的井筒方向作为x轴,以天然裂缝延伸方向为y轴,与x轴方向和y轴方向互相垂直设置z轴,以表征缝高方向形成待改造储层的酸化改造几何模型。

8、作为本专利技术的进一步改进,决策酸化段长参数时,以不低于储层泥浆污染范围与偏移系数之和为目标,所述偏移系数为正数。

9、进一步地,一个实施例中,在步骤s1中,按照下式逻辑分别计算不同施工排量对应的裂缝内酸液流速:

10、

11、式中,v为裂缝内的酸液流速,m/s;v为对应的施工排量,m3/min,x为酸化段长m;dx为裂缝密度,m-1;wi为天然裂缝的初始宽度,m;h为酸化段厚,m。

12、作为本专利技术的进一步改进,按照下述公式计算盐酸与储层反应的裂缝壁面酸浓度:

13、

14、其中,kg=densh/wi;nsh=4.1+1.26npe+0.02675npe2,npe<20;nsh=2npe,npe≥20;npe=vwi/2de;

15、式中,cw为裂缝壁面酸浓度,mol/m3;kc为酸岩酸蚀反应速率,m/s;k0为频率因子,m/s;ea为酸岩酸蚀反应活化能,j/mol;r为气体常数,j/(k·mol);tw为绝对温度,k;kg为传质系数,m/s;nsh为舍伍德,无因次;npe为传质佩克莱数,无因次;v为裂缝内的酸液流速,m/s;de为有效扩散系数,m2/s;c为酸液浓度,mol/m3;wi为天然裂缝的初始宽度,m。

16、作为本专利技术的进一步改进,一个实施例中,在步骤s3中,按照下式的逻辑基于所述裂缝壁面酸浓度结合基质的属性参数计算天然裂缝壁面的溶蚀宽度:

17、

18、其中,t为注酸时间,s;式中,q为施工酸量,m3;v为施工排量,m3/min,wr为天然裂缝壁面的溶蚀宽度,m;β为酸液对基质矿物的溶解能力,kg/kg;m为基质的摩尔质量,kg/mol;cw为裂缝壁面酸浓度,mol/m3;kc为酸岩酸蚀反应速率,m/s;ρs为基质密度,kg/m3;φ为基质孔隙度,%。

19、作为本专利技术的进一步改进,在所述步骤s4中,分别按照下式计算酸蚀裂缝的酸蚀缝宽和酸蚀缝长:

20、w=wi+wr

21、

22、式中,w为酸蚀缝宽,m;wi为天然裂缝的初始宽度,m;l为酸蚀缝长,m;vc为储层基质溶蚀体积,m3;h为酸化段厚,m;x为酸化段长,m;dx为酸化段裂缝密度。

23、进一步地,一个实施例中,在步骤s5中,按照下式计算酸蚀裂缝导流能力:

24、wkf=7.797×105w2.466e-0.006895σcα

25、其中,

26、式中,wkf为体积酸压等效改造带裂缝导流能力,d·cm;w为当前施工排量和施工酸量组合对应的酸蚀缝宽;σc为有效闭合应力,mpa;sf为基质嵌入强度,mpa。

27、基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的其他方面,本专利技术还提供一种存储介质,该存储介质上存储有可实现如上述任意一个或多个实施例中所述方法的程序代码。

28、基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的应用方面,本专利技术还提供一种非均质储层酸压改造参数设计系统,该系统执行如上述任意一个或多个实施例中所述方法。

29、与最接近的现有技术相比,本专利技术还具有如下有益效果:

30、本专利技术提供的一种非均质储层酸压改造参数设计方法及系统,该方法针对待改造储层构建酸化改造几何模型,考虑酸岩酸蚀反应速率和传质系数计算盐酸与储层反应的裂缝内壁面酸浓度,进而根据基质的属性参数确定天然裂缝壁面的溶蚀宽度;考虑酸液在天然裂缝壁面改变裂缝宽度的特性,基于严格的运算决策不同注酸参数对应的裂缝内壁溶蚀程度,为后续计算不同施工酸量对应的储层基质溶蚀体积和酸蚀裂缝的酸蚀缝宽和酸蚀缝长,提供可靠的数据基础。计算过程中灵活运用解析解,较为准确、简单地计算不同注酸参数下的酸蚀缝长、酸蚀缝宽与导流能力,为基于合理注酸参数实现非均质储层酸化改造提供可靠支持。

31、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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【技术保护点】

1.一种非均质储层酸压改造参数设计方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,以对应缝宽方向的井筒方向作为X轴,以天然裂缝延伸方向为Y轴,与X轴方向和Y轴方向互相垂直设置Z轴,以表征缝高方向形成待改造储层的酸化改造几何模型。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,决策酸化段长参数时,以不低于储层泥浆污染范围与偏移系数之和为目标,所述偏移系数为正数。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S1中,按照下式逻辑分别计算不同施工排量对应的裂缝内酸液流速:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S2中,按照下述公式计算盐酸与储层反应的裂缝壁面酸浓度:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S3中,按照下式的逻辑基于所述裂缝壁面酸浓度结合基质的属性参数计算天然裂缝壁面的溶蚀宽度:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤S4中,分别按照下式计算酸蚀裂缝的酸蚀缝宽和酸蚀缝长:

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S5中,按照下式计算酸蚀裂缝导流能力:

9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有可实现如权利要求1~8中任一项所述方法的程序代码。

10.一种非均质储层酸压改造参数设计系统,其特征在于,所述系统执行如权利要求1~8中任意一项所述的方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种非均质储层酸压改造参数设计方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,以对应缝宽方向的井筒方向作为x轴,以天然裂缝延伸方向为y轴,与x轴方向和y轴方向互相垂直设置z轴,以表征缝高方向形成待改造储层的酸化改造几何模型。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,决策酸化段长参数时,以不低于储层泥浆污染范围与偏移系数之和为目标,所述偏移系数为正数。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤s1中,按照下式逻辑分别计算不同施工排量对应的裂缝内酸液流速:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤s2中,按照下述公式计算盐酸与储...

【专利技术属性】
技术研发人员:雷炜王兴文王峻峰杨永华颜晋川栗铁峰
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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