[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

说明书

一种裂缝性碳酸盐岩油藏的大尺度酸化模拟方法，包括以下步骤实施：(1)，获取储层、酸液和岩石物性参数；(2)根据所述步骤1的参数，列出碳酸盐岩酸化的数学模型；(3)根据地质资料，建立拟裂缝模型；(4)根据初始流场划分酸化区域，在每个区域单独设置渗流阻力区和边界条件，逐步模拟整个地层的酸化过程。所述分步计算的方式将可模拟的储层尺度扩大到10m以上，计算效率是常规方法的2～3倍。

技术领域

本发明涉及一种裂缝性碳酸盐岩油藏的大尺度酸化模拟方法，属于油气藏增产措施的技术领域。

背景技术

碳酸盐岩油藏储量丰富，为提高井筒附近地层的渗透率，常进行酸化处理。由于酸和碳酸盐岩反应剧烈、储层非均质性强，酸液常选择性溶蚀较大的孔隙，形成酸蚀蚓孔。蚓孔作为优势通道能够有效沟通缝洞系统，增加酸化作用距离，是碳酸盐岩酸化主要考虑的因素。碳酸盐岩酸化模拟方法主要包括物理模拟和数值模拟。与物理模拟相比，数值模拟根据酸化涉及到的基本原理，建立数学模型，模拟结果具有直观、精度高、可重复性强的优点。在众多数学模型中，双尺度连续模型综合考虑了酸液流动、氢离子传质和酸岩表面反应，能够模拟出蚓孔的具体形态，是目前碳酸盐岩酸化领域应用最广泛的数学模型。

碳酸盐岩油藏一般埋藏较深，储层中裂缝发育。裂缝作为高渗区域，是蚓孔优先沟通的流道。由于缝宽较窄(1～10mm)，裂缝的存在大大增加了酸化模型的复杂程度。许多学者对裂缝进行了不同处理，试图以更高的计算效率完成大尺度、裂缝性碳酸盐岩储层的酸化设计。然而由于碳酸盐岩酸化涉及孔隙尺度的表面反应，达西尺度的渗流、层流和油藏尺度的边界条件，无论采用何种处理方式，完成整个酸化区域的计算必然需要数量庞大的计算网格。受限于计算机硬件，在可预见的未来，很难单纯通过整体计算的方式直接完成大尺度地层的精确计算。

目前，大部分酸化设计都是在厘米级对参数进行优选，然后根据相似准侧，将模拟结果推广至米级。这种设计方法主观性强，仅适合裂缝较短、分布均匀的地层。实际碳酸盐岩储层中分布着数量众多、位置各异、长度不等的宏观裂缝，这些裂缝共同决定酸化效果。油田现场亟需一种适合大尺度、复杂裂缝地层，科学有效的酸化模拟方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种裂缝性碳酸盐岩油藏的大尺度酸化模拟方法，利用双尺度连续模型和拟裂缝模型模拟裂缝性地层的酸化过程，根据初始流场将大尺度地层分为若干小尺度区域，在每个区域单独设置渗流阻力区和边界条件，以分步计算的方式解决大尺度、裂缝性地层难计算的问题。

本发明提供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，碳酸盐岩酸化主要包括以下三个过程，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：