[发明专利]一种裂缝性碳酸盐岩油藏的大尺度酸化模拟方法

权利要求书

1.一种裂缝性碳酸盐岩油藏的大尺度酸化模拟方法，包括以下步骤：

(1)获取储层、酸液和岩石的物性参数：物性参数包括r_w、r_a、P₀、U₀、μ、C₀、k₀、a₀、r₀，其中r_w为井壁半径，r_a为酸化半径，P₀为油藏压力，U₀为入口流速，μ为酸液粘度，C₀为氢离子初始浓度，为岩石的平均孔隙度、k₀为平均渗透率、a₀为平均比表面积、r₀为平均孔隙半径；

(2)根据所述步骤(1)的物性参数，列出碳酸盐岩酸化的数学模型，碳酸盐岩酸化包括以下三个过程，分别是酸液在地层中流动，氢离子在流体中传质和在岩石孔隙表面反应，分别需要求取地层中各位置的压力P，氢离子浓度C_f和岩石孔隙度

(a)酸液在地层中流动的数学模型为：

其中，r为地层中某点到井筒中心的径向距离，θ为地层中某点到井筒中心连线与正向x坐标轴的夹角——极角，u为酸液在该点的径向流速，v为酸液在该点的周向流速，为孔隙度，为平均孔隙度，μ为酸液粘度，k为渗透率，k₀为平均渗透率，β为与岩石孔隙结构有关的常数，P为压力，t为注酸时间；

(b)氢离子在流体中传质的数学模型分为两种情况：

1)当岩石未被完全溶蚀时

2)当岩石已被完全溶蚀时

其中，

其中，C_f为岩石孔隙中氢离子的浓度，D_er和D_eθ分别为氢离子径向和周向的扩散张量，α_os、λ_r、λ_θ为与岩石孔隙结构有关的常数，k_c为传质系数，D_m为氢离子扩散系数，r_p为孔隙半径，a_v为比表面积，C_s为岩石孔隙表面氢离子的浓度，U为酸液在某点的速度矢量，Sh为舍伍德数，Sh_∞为极限舍伍德数，Re_p为孔隙尺度雷诺数，ρ为酸液密度；

(c)氢离子在岩石孔隙表面反应的数学模型为：

其中，α为单位摩尔的酸液所能溶蚀的岩石质量，ρ_s为岩石密度；

(3)根据录井和试井资料，结合储层周围地应力分布，获取裂缝参数，包括裂缝数量、长度、宽度、位置和倾角，建立与储层情况一致的拟裂缝模型，用较细的网格剖分裂缝区域；

(4)根据地层初始流场和计算机运算能力，选择流线变化较小的位置将酸化区域分为多个区域，在每个区域单独设置渗流阻力区和边界条件，利用有限元法求解步骤(2)所包含的全部数学模型，获得地层的孔隙度分布和氢离子分布，并在计算机上形成直观的指定区域的模拟图像，实现裂缝性碳酸盐岩油藏酸化结果的模拟。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法将双尺度连续模型和拟裂缝模型结合，模拟裂缝性碳酸盐岩酸化过程；采用分步计算的方式降低模型计算量，同时兼顾地层的精细描述，当将地层分为4～5部分，可模拟半径超过10m的储层酸化过程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于裂缝对酸液的影响区域范围有限，其他区域内的酸液流动与裂缝无关，在不同酸化阶段仅考虑对蚓孔产生实际影响的裂缝。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在酸化区域外设置尺寸为酸化半径1.5倍的渗流阻力区，减小蚓孔竞争作用的干扰，简化无限地层。