[发明专利]一种裂缝性碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力计算方法

说明书

本发明公开了一种裂缝性碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力计算方法，包括以下步骤：1、建立包含天然裂缝的粗糙裂缝壁面模型；2、计算粗糙裂缝内三维稳态流场，进而计算酸液对裂缝壁面的刻蚀形态；S3、采用裂缝壁面溶蚀宽度作为稳态流场计算切换的判据，当裂缝壁面最大溶蚀宽度达到平移距离Y的6％时，重复步骤2，直至计算完成；4、构建导流能力计算腔体；5、计算酸蚀裂缝导流能力；6、基于多组数值模拟结果，建立不同天然裂缝倾角下由w_r预测w_r,eff再预测k_fw₀的裂缝性碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力预测模型。本发明原理可靠，计算准确，有利于准确计算裂缝性碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力，提高压裂施工参数优化的准确性，对裂缝性储层改造设计具有指导意义。

技术领域

本发明涉及石油工程技术领域，具体涉及一种裂缝性碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力计算方法。

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或天然裂缝的闭合压力下，将酸液挤入储层，在储层中形成裂缝，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裂缝，施工结束后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，同时会在水力裂缝壁面对应位置深度溶蚀，形成沟槽等刻蚀形态，影响酸蚀裂缝导流能力。

目前的酸蚀裂缝导流能力计算方法分为实验计算(张路锋,牟建业,贺雨南等.高温高压碳酸盐岩油藏酸蚀裂缝导流能力实验研究[J].西安石油大学学报(自然科学版),2017,第32卷(4):93-97.)和数值计算(牟建业,张士诚.酸压裂缝导流能力影响因素分析[J].油气地质与采收率,2011,18(02):69-71+79+115.)两种，但均未考虑天然裂缝对裂缝壁面刻蚀形态的影响，从而无法计算裂缝性碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力。周际永等人(周际永,易飞,翟立军等.裂缝型碳酸盐岩储层酸压数值模拟[J].科学技术与工程,2019,第19卷(26):186-192.)建立模型对裂缝性碳酸盐岩储层酸压裂缝内刻蚀形态及导流能力进行了计算，但并未给出裂缝性碳酸盐酸蚀裂缝导流能力计算方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种裂缝性碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力计算方法,考虑天然裂缝对水力裂缝壁面刻蚀形态及酸蚀裂缝导流能力影响，采用数值方法模拟天然裂缝存在条件下水力裂缝壁面刻蚀形态，基于刻蚀形态计算结果拟合建立了裂缝性碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力计算模型；

本发明采用下述的技术方案：

一种裂缝性碳酸盐岩酸蚀裂缝导流能力计算方法，包括以下步骤：

S1、建立包含天然裂缝的粗糙裂缝壁面模型：

建立粗糙裂缝面，通过将相同的裂缝面在缝宽方向平移距离Y以构建水力裂缝腔体；假设单条天然裂缝穿透裂缝面，中心固定于裂缝面几何中心，设置多条天然裂缝时，通过平移的方式使天然裂缝在裂缝面上均匀分布；采用天然裂缝的无因次面积综合表征天然裂缝高度及长度；

S2、计算粗糙裂缝内三维稳态流场：包括流体质量守恒方程，流体动量方程；在三维流场计算结果的基础上，划分时间步长，计算酸液对裂缝壁面的刻蚀形态：包括裂缝内温度场方程，裂缝内浓度场方程，裂缝壁面溶蚀宽度方程，含天然裂缝网格溶蚀宽度方程；

S3、采用裂缝壁面溶蚀宽度作为稳态流场计算切换的判据，当裂缝壁面最大溶蚀宽度达到平移距离Y的6％时，重复步骤S2，直至计算完成；