[发明专利]一种稠化酸酸化过程中井筒温度场数值计算方法

说明书

本发明涉及一种稠化酸酸化过程中井筒温度场数值计算方法，包括：（1）利用流变仪测定稠化酸样品不同温度、不同剪切速率下的表观粘度，建立稠化酸流变模型；（2）判定不同注入条件下的稠化酸流动流态，计算不同流态下的稠化酸井筒流动剪切速率；（3）将稠化酸井筒流动剪切速率带入流变模型，得到不同注入条件下的酸液表观粘度，计算不同注入条件下的稠化酸对流换热系数；（4）建立考虑酸液流变性影响的稠化酸酸化井筒温度场数值计算模型；（5）计算不同注入条件下的井筒内酸液温度分布。本发明考虑酸化过程中酸液流变性对于井筒‑地层传热效率的影响，采用数值方法计算井筒内酸液温度分布，对于海相碳酸盐岩储层酸化改造设计具有指导意义。

技术领域

本发明涉及石油工程领域，尤其是深层碳酸盐岩储层稠化酸酸化过程中考虑酸液流变性影响的井筒温度场的数值计算方法。采用数值计算方法计算酸化过程中井筒流动酸液温度变化，提高深层碳酸盐岩储层酸化设计的准确性，实现深层碳酸盐岩储层高效酸化改造。

背景技术

深层海相碳酸盐岩层系是实现四川盆地天然气效益勘探开发的主力层系，储层具有埋藏深(5000m)、温度高(140℃)等特征(马新华,杨雨,文龙,罗冰.四川盆地海相碳酸盐岩大中型气田分布规律及勘探方向[J].石油勘探与开发,2019,46(1):1-13)。该类储层开发难以自然获得工业油气流，酸化技术是区块储层主要的增产改造手段之一。

酸化是一种通过向地层注入一定类型、浓度的酸液和添加剂组成的配方酸液，溶蚀地层岩石部分矿物或孔隙、裂缝内的堵塞物，提高地层或裂缝渗透性，改善渗流条件，达到恢复或提高油气井产能目的的油气田增产技术(李颖川.采油工程[M].石油工业出版社,2009)。稠化酸是目前广泛应用于海相碳酸盐岩储层酸化改造的主要酸液体系之一(韩慧芬.四川盆地上震旦统灯四段气藏提高单井产量的技术措施[J].天然气工业,2017,37(08):40-47)。酸化过程中，酸液在井筒中流动会受到高温地层加热而持续升温，酸液温度直接影响酸液性能以及酸与岩石的反应速率，进而影响储层酸化效果。因此，准确预测井筒温度场有利于优化储层酸化工艺与设计。

目前常用的井筒温度计算方法主要关注井筒与地层的传热过程分析(Zhang Z,Xiong Y M,Gao Y,et al.Wellbore temperature distribution during circulationstage when well-kick occurs in a continuous formation from the bottom-hole.Energy,164(2018):964-977,2018)，却忽略了酸化过程中酸液流变性对于井筒-地层传热效果的影响。因此，针对四川盆地高温深井的特点，研究酸化过程井筒温度变化规律，考虑酸液流变性对于井筒内酸液温度分布的影响，对于四川海相碳酸盐岩储层酸化改造设计至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稠化酸酸化过程中井筒温度场数值计算方法，该方法重点研究酸化注液过程中酸液流变性对于井筒-地层传热效率的影响，采用数值方法计算考虑上述影响的井筒内酸液温度分布。该方法原理可靠，计算高效，有利于计算高温深井井筒内酸液温度，对于四川海相碳酸盐岩储层酸化改造设计具有指导意义。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

首先，利用流变仪测定不同温度下现场常用稠化酸液样品的表观粘度；其次，基于非牛顿流动流态判别方法判定井筒内稠化酸流动流态，并建立不同流态下的井筒内稠化酸流动剪切速率模型；再者，结合稠化酸流变模型以及流动剪切速率模型求解不同流态下的稠化酸对流换热系数；然后，结合对流换热系数，建立考虑酸液流变性影响的井筒温度场数值计算模型；最后，基于井筒温度场模型计算井筒内酸液温度分布分布。

一种稠化酸酸化过程中井筒温度场数值计算方法，依次包括以下步骤：

(1)利用流变仪测定稠化酸样品不同温度、不同剪切速率下的表观粘度，建立稠化酸流变模型；