[发明专利]一种考虑复杂滤失介质的酸压裂缝体刻蚀形态计算方法

说明书

本发明公开了一种考虑复杂滤失介质的酸压裂缝体刻蚀形态计算方法，重点考虑了酸化压裂过程中天然裂缝及酸蚀蚓孔带来的动态滤失，采用数值方法计算以上的滤失过程，最终基于酸液浓度计算酸刻蚀形态。计算方程包括裂缝扩展网格内的天然裂缝内流体压力平均滤失速度、水力裂缝几何形态、基质内的压力分布、天然裂缝及水力裂缝内酸液浓度分布、酸液对水力裂缝、天然裂缝酸刻蚀宽度、酸蚀蚓孔长度等。本发明原理可靠，计算高效，有利于准确计算裂缝性储层酸化压裂的裂缝刻蚀形态，提高酸化压裂施工参数优化的准确性，对裂缝性碳酸盐岩储层酸压设计具有指导意义。

技术领域

本发明涉及石油工程技术领域，具体涉及一种考虑复杂滤失介质的酸压裂缝体刻蚀形态计算方法。

背景技术

近年来，深层裂缝性碳酸盐岩储层在四川盆地、塔里木盆地多有发现，业已成为国内油气勘探开发的重点领域。此类储层天然裂缝发育，基质储渗能力相对较差，酸化压裂是改造此类储层的主要手段之一。

酸化压裂(简称酸压)是指在高于储层破裂压力条件下，将酸液挤入储层，在储层中形成水力裂缝。同时酸液与裂缝壁面岩石发生化学反应，非均匀刻蚀裂缝壁岩石，形成沟槽状或凹凸不平的刻蚀形态，使得施工结束后水力裂缝不完全闭合最终形成具有一定几何尺寸和导流能力的酸蚀裂缝，实现油气井增产。酸压过程中，酸液沿天然裂缝大量滤失，同时酸液对天然裂缝壁面的高渗透区域进行差异性溶蚀，形成酸蚀蚓孔，极大的增加了酸化压裂过程中的酸液动态滤失，制约着酸化压裂对储层的改造效果。同时，酸液在滤失进入天然裂缝的过程中也会对天然裂缝的壁面进行刻蚀，进而形成具有一定流动能力的通道，增加生产过程中由水力裂缝及天然裂缝构成的“酸压裂缝体”的整体流动能力。因此，对天然裂缝、酸蚀蚓孔滤失的精细描述及对“酸压裂缝体”刻蚀形态的精细描述对酸压优化设计至关重要。

目前常用的酸刻蚀形态计算方法一般通过直接给定水力裂缝形态，进而在此基础上对水力裂缝内的酸液流动-传质-反应进行模拟(薛衡,黄祖熹,赵立强,等.考虑岩矿非均质性的前置液酸压模拟研究[J].天然气工业,2018,38(2):59-66.)，而对于水力裂缝内酸液滤失的描述一般采用修正后的卡特滤失系数。目前对于酸压过程中蚓孔滤失的描述多基于双尺度蚓孔扩展模型(党录瑞,周长林,黄媚,等.考虑多重滤失效应的前置液酸压有效缝长模拟[J].天然气工业,2018,38(7):65-71.)，该模型计算量极大，可计算尺度小，无法较好的应用于油田现场。对于天然裂缝的滤失则多采用解析解进行计算(UGURSALA.,ZHUD.,HILLA.,D.(2019,February 1).Development ofAcid Fracturing Model forNaturally Fractured Reservoirs.Society of Petroleum Engineers.doi:10.2118/189834-PA.)，该方法过于简化天然裂缝的计算，无法准确预测天然裂缝带来的动态滤失。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种考虑复杂滤失介质的酸压裂缝体刻蚀形态计算方法,重点考虑酸化压裂过程中天然裂缝及酸蚀蚓孔带来的动态滤失，并采用数值方法计算考虑的滤失过程，最终基于酸液浓度计算酸刻蚀形态；

本发明采用下述的技术方案：

一种考虑复杂滤失介质的酸压裂缝体刻蚀形态计算方法，包括以下步骤：

S1、基于假设的基质压力在时间步内预估酸液向天然裂缝、基质的总滤失量，计算裂缝扩展网格内的平均滤失速度；

S2、根据步骤S1中的平均滤失速度，通过水力裂缝扩展模型计算水力裂缝内流体压力，进一步计算水力裂缝几何形态；

S3、根据步骤S2中获得的水力裂缝几何形态以及水力裂缝内流体压力，计算基质内的压力分布；