2024年4月28日发(作者：苹果8系列有几款手机)

ＩＳＳＮ　ｌ０Ｏ８—９４４６　

承德石油高等专科学校学报　第１２卷第４期，２０１０年１２月　

ＣＮ１３—１２６５／ＴＥ　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｎｇｄｅ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｖｏ１．１　２，Ｎｏ．４，Ｄｅｃ．２０１０　

塔中１号气田碳酸盐岩储层酸蚀裂缝　

导流能力的研究　

刘林森　，付珍。　

（１．安东石油技术（集团）有限公司，北京　１００１０２；　

２．西南石油大学建筑工程学院，四ＪＩＩ成都　６１０５００）　

摘要：塔中１号气田主要为碳酸盐岩储层，酸化压裂是碳酸盐岩油气藏提高单井产量的常用增产工艺措施之　

一

，

酸压的导流能力则是评价酸化压裂施工有效性的主要指标。针对塔中１号气田碳酸盐岩储层，采用自行　

研制的改进ＡＰＩ型酸蚀裂缝导流能力试验仪，综合研究了不同缝宽、不同流量、不同温度、不同用酸量等工艺　

参数对酸蚀裂缝导流能力的影响，为以后塔中其它地区的酸压储层改造提供了实验依据，对同类型地区的酸　

压改造具有非常重要的参考和指导意义。　

关键词：酸蚀；酸压；导流能力　

中图分类号：ＴＥｌ２２．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８—９４４６（２０１０）０４—０００１－０４　

Ａｃｉｄ　Ｅｔｃｈｅｄ　Ｆｒａｃｔｕｒｅ　Ｆｌｏｗ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｃａｒｂｏｎａｔｅ　

Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｏｆ　ＴａＺｈｏｎｇ　１　Ｇａｓ　Ｆｉｅｌｄ　

ＬＩＵ　Ｌｉｎ—ｓｅｎ　．ＦＵ　Ｚｈｅｎ　

（１．Ａｎｔｏｎ　Ｏｉｌｉｆｅｌｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ（Ｇｒｏｕｐ）Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１０２，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６　１　０５００，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｚｈｏｎｇ　１　ｇａｓ　ｆｉｅｌｄ　ｉｓ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；ａｃｉｄ　ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｗａｙ　ｏｆ　ＥＯＲ　ｏｎ　

ｔｈｅ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　ｏｉｌ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｆｉｅｌｄ；ｔｈｅ　ｆｌｏｗ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｌｅａｄｉｎｇ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒ　ｏｆ　ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｖａｌｉｄｉｔｙ　

ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃｉｄ　ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｗｉｄｔｈ，ｆｌｏｗ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ，　

ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ａｃｉｄ　ｖｏｌｕｍｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｗｅｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ＡＰＩ　ａｃｉｄ　ｅｔｃｈｅｄ　

ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｆｌｏｗ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ｔｅｓｔ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　

ｅｖｉｄｅｎｃｅ　ｗａｓ　ｏｆｆｅｒｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｃｉｄ　ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ　ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ａｒｅａ　ｏｆ　Ｔａｚｈｏｎｇ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　

ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｗｈｉｃｈ　ｐｌａｙｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｎｇｅｎｅｒ　ｒｅｇｉｏｎｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｃｉｄ　ｅｔｃｈｅｄ；ａｃｉｄ　ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｆｌｏｗ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　

塔中１号气田位于塔中低凸起北斜坡带的塔中１号断裂坡折带，主要开发层系为奥陶系良里塔格　

组及鹰山组，储层主要为碳酸盐岩储层，储集类型主要以裂缝一孔洞型为主。而评价酸化压裂工艺增产　

措施成功的标准，就是看其产生的导流能力的大小　，故研究裂缝导流能力的变化规律对提高酸压效果　

有着非常重要的意义。影响酸蚀裂缝导流能力的主要因素有酸岩反应动力学参数、储层特性、储层硬度　

和裂缝闭合应力。酸岩反应动力学参数主要影响岩石的溶蚀速度，与温度、排量、酸浓度等因素有很大　

关系；储层特性决定了裂缝刻蚀的非均质性；储层硬度和裂缝闭合应力是影响导流能力的力学因素；随　

着闭合应力的增大，裂缝导流能力会随之降低。因此，了解各因素对酸蚀裂缝导流能力影响规律后，通　

过在工艺上合理控制各项参数，就可以达到提高酸蚀裂缝导流能力，提高酸压效果的目的　。　

收稿日期：２００９—１１．１６　

作者简介：刘林森（１９８５一），男，四川内江人，安东石油技术（集团）有限公司工程师，硕士，主要从事采油技术和　

采油设备方面的研究。　

－

２・　承德石油高等专科学校学报　２０１０年第１２卷第４期　

１　实验仪器及方法　

本次实验采用西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室酸蚀导流能力实验模拟装置进　

行的。酸蚀裂缝导流能力实验仪器结构简图见图１。　

图１酸蚀裂缝导流能力实验仪器结构简图　

试验中的酸液全部为塔中１号气阳现场用酸液体系，岩样采用塔中奥陶系灰岩岩心，进行酸岩反应　

试验后，对其酸蚀岩样进行常温下的酸蚀裂缝导流能力测试，以水作为流动介质，闭合压力范围０～１００　

ＭＰａ，计算采用达西定律：　

，＝１０　Ｑ￣Ｌ／ＨＡＰ　（１）　

式中，Ｗ　一酸蚀裂缝导流能力，　ｍ　・ｃｍ；Ｑ一排量，ｍＬ／ｓ；　一黏度，ｍＰａ・　；Ｌ一缝长，Ｃ１Ｔ１；Ｈ一缝高，　

ｃｍ；△Ｐ一压差，Ｐａ。　

２　实验结果分析　

２．１　初始缝宽对裂缝导流能力的影响　

采用１．０　ｍｍ、２．０　ｍｍ两种缝宽条件进行酸蚀裂缝导流能力试验。实验设定的参数见表１所示。　

其他条件相同条件下，不同裂缝宽度酸后的裂缝导流能力测试显示，变黏酸化后的裂缝的导流能力随着　

地层闭合应力的增加，均有不同程度下降，下降幅度不大，且缝宽１　ｍｍ导流能力略高于缝宽２　ｍｍ的导　

流能力。　

表１初始缝宽对酸蚀导流能力的影响（变黏酸）　

由表１看出，在注酸排量一定时，随缝宽增加酸液流速降低，酸蚀裂缝导流能力随缝宽减小而增加，　

随着闭合应力的增大，裂缝导流能力均下降。　

２．２温度对裂缝导流能力的影响　

保持裂缝宽度（１　ｍｍ）不变，分别在６０℃、１２０℃和１３０℃三种温度条件下进行实验，实验条件如表　

２所示。　

刘林森，等：塔中１号气田碳酸盐岩储层酸蚀裂缝导流能力的研究　‘３・　

表２显示酸岩反应温度高，其产生的导流能力并不一定就高，这与岩石的组成、酸一岩反应速度及　

刻蚀形态有关。　

２．３　注酸量对导流能力的影响　

保持裂缝宽度（２　ｍｍ）不变，对１４、ｌ５、ｌ６号岩心分别采用３０倍、５Ｏ倍和６０倍裂缝体积变黏酸用酸　

量条件下进行对比实验（见表３）。　

表３总酸量对导流能力的影响　

不同用酸量（即酸岩接触时间）的导流能力测试结果表明，用酸量越大，其裂缝导流能力越高，导流　

能力随应力的增加逐渐下降。保持裂缝宽度（２　ｍｍ）不变，分别采用采用３０倍、５０倍和６０倍裂缝体积　

变黏酸用酸量进行实验，三块岩心的裂缝壁面（图２一图４）都产生了明显的非均匀溶解，形成了形态不　

同的酸蚀沟槽。导流能力测试结果表明，随用酸量增加，酸蚀裂缝的导流能力增加，但是，随着接触时间　

的延续，岩石表面被消弱，两者之间会达到平衡　。溶蚀的岩石量即岩石被酸液溶蚀掉的体积，它对裂　

缝导流能力的影响较大。如果溶蚀的体积过少，酸在裂缝壁面产生的酸蚀通道较小，在裂缝闭合时，本　

来就较小的通道进一步缩小，使得导流能力显著下降。酸量加大，能在裂缝壁面上形成一定的酸蚀通道　

并有一定的支撑面积，显示出高的裂缝导流能力，在闭合应力增加时能很好保持支撑效果。因此，在其　

他条件相同时，注酸量的大小直接影响酸液岩石的溶蚀能力。实验显示随酸液用量的增大，酸溶解　

ＣａＣ０　、ＣａＭｇ（ＣＯ　）　的能力越强，酸蚀裂缝宽度增加值大，其酸蚀裂缝导流能力必然增大。　

图２　１４＃岩心过酸前后对比（酸量３０Ｖｆ）　

２．４　注酸排量对导流能力的影响　

保持裂缝宽度（１　ｍｍ）不变、温度为９０℃，对１、２、３、４、５号岩心分别采用０．５、１．０、３．０、５．０、７．０　

ｍＬ／ｍｉｎ注酸速度进行对比实验，结果见表４。流动雷诺数（无因次）由下式确定：　

２ｗ

ｖ

ＮＲ　：—

ａ　

ｖ　

・

４・　承德石油高等专科学校学报　２０１０年第１２卷第４期　

图３　１５＃岩心过酸前后对比（酸量５０Ｖｆ）　

图４　１６＃岩心过酸前后对比（酸量６０Ｖｆ）　

式中，　动态裂缝平均缝宽，ｃｍ；　酸液的平均运动黏度，ｃｍ。／ｓ；　。一酸液在裂缝中的平均流速，ｃｍ／ｓ。　

表４注酸流速对导流能力的影响（变黏酸）　

实验表明，随着流动雷诺数的增加，酸蚀裂缝导流能力呈现出先增加后降低的趋势。雷诺数在２　

０００～３　０００范围，酸蚀裂缝具有较高的导流能力。从刻蚀形态上看，Ⅳ　在２　０００～３　０００时主要表现出　

线状支撑形态和桥墩式支撑形态，这两种形态及时在较高的闭合压力下仍能保持很高的导流能力；随着　

注酸速度进一步增加，，ｖ　超过４　０００后，岩样刻蚀形态逐渐向点状支撑方式过渡，这主要是酸液在裂缝　

中的流动状态由层流向紊流过渡的原因。　

３　提高酸蚀裂缝导流能力的措施　

３．１选择酸液体系。优化设计酸液用量　

酸蚀裂缝导流能力的大小及分布与酸液的滤失速率和酸岩反应速率密切相关，为提高整个有效酸　

蚀裂缝范围内的导流能力，在酸液体系上应选择低滤失，且缓速性能较好的酸液。针对闭合应力较高地　

层，应适当增加酸液用量及酸液浓度，通过深度刻蚀，使得裂缝闭合后仍保持较高的导流能力；理想的酸　

液用量及反应时间应以溶解岩石量最多，但仍能维持支撑作用为原则　。　

３．２优化施工参数，选择最佳注酸排量　

在酸压过程中，注酸排量对酸蚀裂缝导流能力有很大影响，随着注酸排量的提高，酸蚀裂缝导流能　

力升高，但是当注酸排量到达一定程度后又降低，要使酸压效果最好，应该使注酸排量在最优化排量附　

近，也就是雷诺数在２　０００～３　０００之间。　

（下转第２８页）　

・

２８・　承德石油高等专科学校学报　２０ｌ０年第ｌ２卷第４期　

设、市政、工业、农林渔畜、水利、环保等多个部门，由政府加强指挥协调和决策，保证有关部门认识一致，　

主动配合，各负其责。不断提高水源地管理人员的有关法规、管理方法和技术手段的了解，提高决策层　

人员的整体素质，提高决策的民主化和科学水平，在行政区水源地保护规划领导小组要求下对有关人员　

进行分期培训，并组织一部分同志外出学习、参观，开阔思路，实现水源地保护工作有计划、有步骤、有　

成效。　

水资源的可持续利用是关乎民族生存和发展的大事，离开公众的积极参与将难以实现　。应利用　

电视、报纸等新闻媒体加强水源地环境保护宣传，开展全民环境教育，提高公众环境意识和环境科学知　

识水平。鼓励公众参与环境保护，依法保障公众的环境知情权、参与权，真正使公众了解水源地保护的　

重要意义，并积极投身到水源地环境保护的工作中来。　

参考文献：　

［１］ＨＪ／Ｔ３３８—２００７．饮用水水源保护区划分技术规范［Ｓ］．２００７．　

［２］　汪林，朱京海，刘家斌．饮用水水源保护区划分问题探讨［Ｊ］．环境保护科学，２００５，３１（１３１）：６７—６９．　

［３］　夏四清，高廷耀，周曾炎．受污染饮用水水源生物预处理技术［Ｊ］．上海环境科学，２０００，１９（６）：２８５—２８７．　

［４］　张浩，王祥荣，闰水玉．浙北城市化进程与区域水资源可持续利用［Ｊ］．中国人口・资源－９环境，２００１，１１（５２）：７１—　

７２．　

（上接第４页）　

４　结　论　

１）酸蚀裂缝导流能力实验结果表明，注酸排量一定时，随缝宽增加酸液流速降低，酸蚀裂缝导流能　

力随缝宽减小而增加，随着闭合应力的增大，裂缝导流能力下降。　

２）不同反应温度下，酸岩反应温度越高，产生的导流能力并不一定就高，这与岩石的组成、酸岩反应　

速度及刻蚀形态有关。　

３）注入酸量越大，其裂缝导流能力越高。相同温度和缝宽条件下，随着流动雷诺数的增加，酸蚀裂　

缝导流能力呈现出先增加后降低的趋势。雷诺数在２　０００～３　０００范围，酸蚀裂缝具有较高的导流能力。　

４）通过优化设计酸液用量、酸液浓度、施工参数以及优选酸液体系，可以较好的提高酸蚀裂缝导流　

能力，从而提高酸压效果。　

参考文献：　

［１］　王兴宏．酸化裂缝导流能力的系统实验研究［Ｊ］．国外油田工程，２００１，１７（２）：６—９．　

［２］　郭静，李力．川东石炭系影响白云岩酸蚀裂缝导流能力因素的试验研究［Ｊ］．钻采工艺，２００３，２６（３）：５３—５７　

［３］　王小林．小型裂缝导流能力研究［Ｊ］．国外油田工程，２００８，２４（４）：２２—２３．　

［４］　付永强，郭建春．复杂性储层导流能力的实验研究～酸蚀导流能力［Ｊ］．钻采工艺，２００３，２６（３）：２２—２５．