[發明專利]大尺寸酸蝕蚓孔模擬裝置

有效

• 申請號: 201410453729.4
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104314538B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 李小剛;紀國法;楊兆中;趙金洲;鄧莊;張楠林
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 吳開磊

技術領域

本發明涉及石油開發增產領域，具體而言，涉及一種大尺寸酸蝕蚓孔模擬裝置及方法。

背景技術

我國油氣資源儲量中，低滲透儲層占據了相當大的比例。在開采低滲透儲層油氣資源的過程中，近井筒地帶易形成局部傷害污染帶，降低油氣井產能。為了提高單井產能，常采用基質酸化措施處理近井筒污染帶，酸液在近井筒地帶溶蝕巖石礦物和污染物形成具有高速滲流能力的酸蝕蚓孔，降低近井筒地帶的滲流阻力。

酸蝕蚓孔的形成過程一直是儲層基質酸化或酸壓的研究熱點和難點。酸蝕蚓孔形成形態受多重因素共同影響，包括酸液類型、巖石礦物、溫度、酸液注入速度、儲層非均質性、酸化工藝等。

目前普遍研究方法是采用數學模型進行模擬求解，以雙尺度連續模型模擬蚓孔形成過程為代表。其原理是：以達西尺度模型和孔隙尺度模型為基礎，通過建立孔隙結構與達西尺度參數的關系式耦合達西尺度變量和孔隙尺度變量，以孔隙度分布形式表示蚓孔形態。該模型可詮釋蚓孔從無到有的生長過程，且考慮了儲層內流體壓縮性、不同注入條件、不同酸液體系、儲層非均質性等多重影響因素，因而得以推廣應用。

但是，由于酸液在儲層孔隙中流動存在濾失現象，酸巖反應會引起局部溫度的升高進而影響酸巖反應速度，酸巖反應生成二氧化碳相態對反應速度有一定程度的影響，而以雙尺度連續模型為代表的數學模型沒有考慮這些因素對蚓孔生長的影響，最終導致模擬的蚓孔形態同真實的酸蝕蚓孔形態有較大出入。可見，研究一種物理模型的大尺寸酸蝕蚓孔模擬裝置及方法迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大尺寸酸蝕蚓孔模擬裝置及方法，以解決上述的問題。

在本發明的實施例中提供了一種大尺寸酸蝕蚓孔模擬裝置，包括大尺寸儲層模擬裝置、酸液注入系統和注入成型系統；

大尺寸儲層模擬裝置為真三軸應力加熱的正方體容器；

酸液注入系統連接大尺寸儲層模擬裝置，用于為大尺寸儲層模擬裝置注入酸液；

注入成型系統連接大尺寸儲層模擬裝置，用于將成型材料注入大尺寸儲層模擬裝置內反應后的蚓孔內；

大尺寸儲層模擬裝置包括露頭巖芯、通酸導管、導管固定裝置和導管連接件；

通酸導管的一端設置在露頭巖芯內，另一端通過導管連接件分別與酸液注入系統和注入成型系統連接；

導管固定裝置設置在通酸導管中部，將通酸導管固定設置在露頭巖芯上。

進一步的，酸液注入系統包括高壓恒速注入泵、高壓反應釜和閥門；

閥門設置在高壓反應釜和大尺寸儲層模擬裝置之間，用于控制高壓反應釜與大尺寸儲層模擬裝置之間的連通；

高壓恒速注入泵連接在高壓反應釜遠離閥門的一端，用于將高壓反應釜內的液體注入大尺寸儲層模擬裝置內。

進一步的，注入成型系統包括高壓恒速注入泵、高壓反應釜、加熱系統和閥門；

閥門設置在高壓反應釜和大尺寸儲層模擬裝置之間，用于控制高壓反應釜與大尺寸儲層模擬裝置之間的連通；

加熱系統設置在高壓反應釜上，用于加熱高壓反應釜內的成型材料；

高壓恒速注入泵連接在高壓反應釜遠離閥門的一端，用于將高壓反應釜內的液體注入大尺寸儲層模擬裝置內。

進一步的，成型材料為耐酸性可溶性合金。

進一步的，大尺寸酸蝕蚓孔模擬裝置還包括壓力采集系統；

壓力采集系統連接大尺寸儲層模擬裝置，用于采集大尺寸儲層模擬裝置內的壓力數據；

壓力采集系統包括壓力表和數據處理裝置；

壓力表和數據處理裝置均與大尺寸儲層模擬裝置連接。

進一步的，通酸導管設置在露頭巖芯內的部分外側設置有井筒。

本發明還提供了一種大尺寸酸蝕蚓孔模擬方法，酸液注入系統通過通酸導管將酸液注入進露頭巖芯內，在露頭巖芯內形成蚓孔后，通過注入成型系統將成型材料通過通酸導管注入進蚓孔，待成型材料成型后，去除未反應露頭巖芯，取出成型材料；

進一步的，在酸液注入系統向露頭巖芯內注入酸液之前，在大尺寸儲層模擬裝置上端設置螺栓孔和凹槽，用于模擬井眼。

進一步的，在酸液注入系統向露頭巖芯內注入酸液時，通過壓力表和壓力采集系統記錄模擬井眼出壓力大小及變化規律。

進一步的，在酸液注入系統向露頭巖芯內注入酸液時，在可溶性合金到達露頭巖芯外部后，關閉高壓恒速注入泵和加溫系統。