CN109057762A - 一种碳酸盐岩油气藏的酸化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳酸盐岩油气藏的酸化方法。该酸化方法包括：向油管中注入一个油管管柱容积的清洁转向酸；通过本发明的酸液最优注入速度的确定方法确定最优注入速度，以最优注入速度向地层中交替注入清洁转向酸和低粘度醇醚酸；注入顶替液，完成对碳酸盐岩油气藏的酸化。本发明的方法可快速、准确地进行清洁转向酸的酸化设计，得到酸化最优的施工排量，极大程度的提高酸化的改造效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳酸盐岩油气藏的酸化方法以及酸液最优注入速度的确定方法，属于石油天然气开采技术领域。
背景技术
为了实现对非均质碳酸盐岩油气藏均匀布酸的目的，清洁转向酸普遍用于多层直井或长井段水平井的碳酸盐岩基质酸化施工中。清洁转向酸是由普通酸(一般为HCl)、粘弹性表面活性剂和其他酸液添加剂配制而成，其效果受到pH值、酸液的类型和浓度、表面活性剂的类型和浓度等多种因素的影响。酸岩反应过程中，随着酸液的消耗，pH值的升高和钙、镁离子的增加，酸液中的表面活性剂分子形成杆状胶束，从而增大了酸液的粘度，以实现均匀布酸的目的。
在设计清洁转向酸的酸化施工时，酸液注入速度是其中一项重要的施工参数，现场一般通过最大注入排量原则，即低于地层破裂压力下的排量来进行施工，但这样可能导致酸液用量过多，增加了酸化施工的成本。现有酸化软件中的模型基于普通酸酸化模型，没有考虑阳离子浓度和表面活性剂浓度对清洁转向酸性质的影响，继而对酸化效果的影响。现有模型通过毛细管模型、网络模型等假设条件简化酸化过程，其模拟结果与室内实验结果尚且不符，且没有考虑清洁转向酸的固有特征，因此计算得出的最优排量不符合现场的实际情况。
针对现有清洁转向酸酸化设计方法的不足，结合清洁转向酸的特征，合理的酸化设计方法主要注意：其一要求考虑酸化过程中阳离子Ca2+的浓度变化；其二要求考虑粘弹性表面活性剂VES酸浓度变化对酸化溶蚀过程的影响；其三要求考虑酸岩反应过程中温度场的变化对酸液扩散和传质的影响；其四要求考虑地层非均质性对酸化过程的影响。
但是，目前缺少一种综合考虑上述因素，针对碳酸盐岩油气藏的有效的酸化施工工艺。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种符合施工现场实际情况的酸化工艺中酸液的最优注入速度的确定方法。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种碳酸盐岩油气藏中酸液最优注入速度的确定方法，该确定方法包括以下步骤：
步骤一：根据现场施工条件，确定酸液注入速度的初选范围，在各个酸液注入速度下，进行以下步骤：
步骤二：根据达西方程得到速度场；
步骤三：根据速度场及酸质量平衡方程，得到该时刻下的酸液浓度分布和pH分布；
步骤四：根据酸液浓度分布及酸岩反应方程，得到反应区内孔隙度与渗透率的变化，进而对原地层模型中的参数进行更新；
步骤五：根据步骤二的速度场得到阳离子浓度和VES酸浓度，并根据步骤三的pH分布对VES酸的粘度进行更新；
步骤六：根据达西方程获得更新后的酸液侵入区的压力分布，并更新温度分布、VES属性和酸岩反应速率；
步骤七：确定施工区的压差；
步骤八：根据压差判断蚓孔是否突破拟酸化施工区，如果尚未突破，重复步骤二至步骤七的步骤，对下一时刻进行计算，直至酸液突破酸化施工区；
步骤九：确定突破时的酸液注入速度下的施工区的酸液总注入体积；
步骤十：获得各个酸液注入速度下酸液突破施工区时酸液的总注入体积，确定最少酸液注入量时的酸液注入速度为最优酸液注入速度。
本发明的碳酸盐岩油气藏中酸液最优注入速度的确定方法符合施工现场实际情况，可以快速、准确的确定酸液的最优注入量。
本发明的目的还在于提供一种可以提高酸化改造效果的碳酸盐岩油气藏的酸化方法。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种碳酸盐岩油气藏的酸化方法，该酸化方法包括以下步骤：
步骤一：向油管中注入一个油管管柱容积的清洁转向酸，然后使环空液面到达井口，其中，注入速度为0.5m3/min-1.0m3/min；
步骤二：通过本发明的碳酸盐岩油气藏中酸液最优注入速度的确定方法确定最优注入速度，以最优注入速度注入30m3-100m3的清洁转向酸；
步骤三：以最优注入速度注入低粘度醇醚酸，其中，清洁转向酸与低粘度醇醚酸的体积比为(2-3):1；
步骤四：循环进行步骤二和步骤三1次至6次，形成多级交替注入；
步骤五：注入顶替液，完成对碳酸盐岩油气藏的酸化。
本发明的碳酸盐岩油气藏的酸化方法以及碳酸盐岩油气藏中酸液最优注入速度的确定方法适用于均质和非均质的油气藏。
本发明的碳酸盐岩油气藏的酸化方法可以极大的提高酸化改造的效果。
附图说明
图1为实施例1线性酸化设计下酸液注入速度与突破孔隙体积倍数的关系曲线。
图2为实施例1线性酸化设计下最优注入速度(2mL/min)时的蚓孔形貌。
图3为实施例2径向酸化设计下酸液注入速度与突破孔隙体积倍数的关系曲线。
图4为实施例2径向酸化设计下最优注入速度(1.32mL/min)时的蚓孔形貌。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
碳酸盐岩油气藏是指碳酸盐岩圈闭中所聚集的油气聚集。
清洁转向酸(VES酸)是近年来新兴的一种应用于油气田酸化压裂的酸液体系，它具有低伤害、无残渣、转向分流酸化等特点。在酸化过程中，它主要通过粘度的增加来暂堵高渗透层，使酸液也能进入低渗透层，具有较大的应用前景。
在本发明的一具体实施方式中提供可一种碳酸盐岩油气藏中酸液最优注入速度的确定方法，该确定方法可以包括以下步骤：
步骤一：根据现场施工条件，确定酸液注入速度的初选范围，在各个酸液注入速度下，进行以下步骤：
步骤二：根据达西方程得到速度场；
步骤三：根据速度场及酸质量平衡方程，得到该时刻下的酸液浓度分布和pH分布；
步骤四：根据酸液浓度分布及酸岩反应方程，得到反应区内孔隙度与渗透率的变化，进而对原地层模型中的参数进行更新；
步骤五：根据步骤二的速度场得到阳离子浓度和VES酸浓度，并根据步骤三的pH分布对VES酸的粘度进行更新；
步骤六：根据达西方程获得更新后的酸液侵入区的压力分布，并更新温度分布、VES属性和酸岩反应速率；
步骤七：确定施工区的压差；
步骤八：根据压差判断蚓孔是否突破拟酸化施工区，如果尚未突破，重复步骤二至步骤七，对下一时刻进行计算，直至酸液突破酸化施工区；
步骤九：确定突破时的酸液注入速度下的施工区的酸液总注入体积；
步骤十：获得各个酸液注入速度下酸液突破施工区时酸液的总注入体积，确定最少酸液注入量时的酸液注入速度为最优酸液注入速度。
具体地，在步骤一中，根据现场施工条件，确定酸液注入速度的初选范围，并在初选范围中选取一些具体的酸液注入速度。其中，在初选范围中选取一些具体的酸液注入速度时，按照现场的施工条件(如泵车马力、管线与井筒承压能力等)平均分定几个点作为具体的注入速度。
具体地，在步骤二中，在各个酸液注入速度下，根据达西方程，获得各个酸液注入速度下的速度场。
更具体地，当进行一维线型酸化设计时，达西方程为：
当进行径向酸化设计时，达西方程为：
其中，ux，ur，uθ是速度场，单位为m/s；
p是压力场，单位为Pa；
K是岩石的渗透率，单位为Darcy或μm2；
μ是流体粘度，单位为Pa·s；
r是流动半径，单位为m。
具体地，在步骤三中，根据步骤二得到的速度场，利用酸质量平衡方程，得到该时刻下的酸液浓度分布(流体内的酸液浓度Cf、流固界面上的酸液浓度Cs)和pH分布。
更具体地，酸质量平衡方程如下所示：
其中，φ是地层孔隙度，无量纲量；
u是速度场，单位为m/s；
t是时间，单位为s；
Cf是流体内的酸液浓度，单位为mol/L；
Cs是流固界面上的酸液浓度，单位为mol/L；
kc是酸液的传质系数，单位为m/s；
av是岩心比表面积，单位为m-1；
De是酸液的有效扩散系数，单位为m2/s。其中，De是实验测量获得的参数，一般为10-8-10-10m2/s。
具体地，在步骤四中，根据酸液浓度分布及酸岩反应方程，得到反应区内孔隙度与渗透率的变化，进而对原地层模型中的参数进行更新。
更具体地，根据以下公式得到反应区内的孔隙度，对比反应前后孔隙度的值，得到孔隙度的变化。
其中，α是单位摩尔酸液溶蚀的固体质量，单位为g/mol；
ρs是岩石的密度，单位为kg/m3；
ks是酸岩反应速率常数，单位为m/s；
φ是酸岩反应前后的岩石孔隙度，无量纲量；
av是岩心比表面积，单位为m-1；
t是时间，单位为s；
CDs是流固表面上的阳离子浓度，单位为mol/L。
更具体地，根据以下公式得到反应区内的渗透率，对比反应前后渗透率的值，得到渗透率的变化。
K0和K是酸岩反应前后的岩石渗透率，单位为Darcy或μm2；
φ0和φ是酸岩反应前后的岩石孔隙度，无量纲量；
β是通过实验确定的指数。
更具体地，油藏流动模型为：
其中，Pr是油藏压力，单位为Pa；
r是流动半径，单位为m；
μf是地层流体粘度，单位为Pa·s；
Cl是液体压缩系数，单位为Pa-1。
更具体地，酸液从地面到达地下后温度发生变化，需要更新温度，从而更新酸液物性，更新温度采用的井筒温度场模型为：
T(Z,t)＝aZ+b-aA+(T0-aA-b)e-Z/A
其中，T是酸液的温度，单位为K；
Z是地层的深度，单位为m；
t是注酸的时间，单位为s；
T0是地面条件下的酸液温度，单位为K；
a为地热梯度，单位为K/m；
b为地表温度，单位为K；
W为酸液注入速度，单位为m3/day；
c为酸液的定压比热容，单位为J/(kg·K)；
k为岩石的导热率，单位为W/(m·K)；
r1为油管内径，单位为m；
U为油管内外的总传热系数，单位为W/(m2·K)；
f(t)是岩石的瞬态导热时间函数，其中，f(t)根据目标地层，实验测量获得。
具体地，在步骤五中，根据步骤二的速度场得到阳离子浓度和VES酸浓度，并根据步骤三的pH分布对VES酸的粘度进行更新；
更进一步地，VES酸浓度根据以下公式获得：
其中，Cves是VES酸浓度，单位为mol/L；
t是时间，单位为s；
De是酸液的有效扩散系数，单位为m2/s；其中，De是实验测量获得的参数，一般为10-8-10-10m2/s；
φ是地层孔隙度，无量纲量；
u是速度场，单位为m/s。
更进一步地，VES酸的粘度，根据以下公式获得：
μs＝μa·m·[erf(npH-k)+1]
其中，
μa是反应前某一浓度下的VES酸的粘度，单位为Pa·s；
μs是反应后某一浓度下的VES酸的粘度，单位为Pa·s；
m是乘数因子；
n是残酸粘度从初始值增加到最大值时的pH值变化宽度的常数；
k是与残酸粘度开始增加的pH值相关的常数。
其中，乘数因子m根据Ca2+浓度，具体如下所示：
更进一步地，阳离子浓度根据以下公式获得：
其中，φ是地层孔隙度，无量纲；
CCa2+是阳离子Ca2+的浓度，单位为mol/L；
t是时间，单位为s；
u是流量，单位为m/s；
De是酸液的有效扩散系数，单位为m2/s，其中，De是实验测量获得的参数，一般为10-8-10-10m2/s；
kc是酸液的传质系数，单位为m/s；
av是岩心比表面积，单位为m-1；
CDf是流体中的阳离子浓度，单位为mol/L；
CDs是流固表面上的阳离子浓度，单位为mol/L。
具体地，在步骤六中，根据达西方程获得更新后的酸液侵入区的压力分布，并更新温度分布、VES属性和酸岩反应速率；
其中，确定压力分布的目的是确定施工区的压差，更新温度分布、VES属性和酸岩反应速率是为下一次循环准备参数。
具体地，更新温度分布时，采用酸液系统和岩石系统的温度场模型进行，其中，新温度分布时，采用的酸液系统的温度场模型如下式所示：
优选地，更新温度分布时，采用的岩石系统的温度场模型如下式所示：
式中，Tf和Ts分别表示液体和固体的温度，单位为K；
ρf和ρs分别表示液体和固体的密度，单位为kg/m3；
cpf和cps分别表示液体和固体的比热容，单位为J/(kg·K)；
kf和ks分别表示液体和固体的导热率，单位为W/(m·K)；
-ΔHr表示酸岩反应放出的热量，单位为kJ/mol；
hc为传热系数，单位为W/(m2·K)；
r是流动半径，单位为m；
φ是地层孔隙度，无量纲量。
具体地，在步骤七中，确定施工区的压差。需要说明的是，如果是径向酸化设计，这里的压差是指井底压力与远端压力的(初始油藏压力)差。如果是一维线性酸化设计，压差是指入口端与出口端的压力差。
具体地，在步骤八中，根据压差判断蚓孔是否突破拟酸化施工区，如果尚未突破，重复步骤二至步骤七，对下一时刻进行计算，直至酸液突破酸化施工区。
一般当压差为0时，认为蚓孔突破拟酸化施工区。
具体地，在步骤九中，确定突破时的酸液注入速度下的施工区的酸液总注入体积。
具体地，在步骤十中，获得各个酸液注入速度下酸液突破施工区时酸液的总注入体积，确定最少酸液注入量时的酸液注入速度为最优酸液注入速度。
在本发明的另一具体实施方式中，提供了一种碳酸盐岩油气藏的酸化方法，该酸化方法可以包括以下步骤：
步骤一：向油管中注入一个油管管柱容积的清洁转向酸，然后使环空液面到达井口，其中，注入速度为0.5m3/min-1.0m3/min；
步骤二：通过本发明的一具体实施方式中的碳酸盐岩油气藏中酸液最优注入速度的确定方法确定最优注入速度，以最优注入速度向地层注入30m3-100m3的清洁转向酸；
步骤三：以最优注入速度向地层注入低粘度醇醚酸，其中，清洁转向酸与低粘度醇醚酸的体积比为(2-3):1；
步骤四：循环进行步骤二和步骤三1次至6次，形成多级交替注入；
步骤五：注入顶替液，完成对碳酸盐岩油气藏的酸化。
具体地，在步骤一中，首先打开套管阀门，以较低的注入速度注入清洁转向酸(VES酸)，将井筒中的原有积液挤入油套环空中，以防止原有积液直接进行地层中，对地层造成伤害。
更进一步地，关闭套管阀门，以确保环空液面到达井口。
其中，以清洁转向酸各原料的质量百分比之和为100％计，采用的清洁转向酸的原料组成包括：10％-20％的HCl、5％-15％的清洁转向酸主剂、0.1％-0.5％的酸液降阻剂、1％-3％的缓蚀剂和余量的水。需要说明的是，这里的清洁转向酸主剂、酸液降阻剂和缓蚀剂采用本领域常规的试剂即可。
具体地，在步骤二中，以最优注入速度注入清洁转向酸，对酸化井段进行均匀布酸，依靠酸液粘度的增加使新鲜酸液得以分流转向。
具体地，在步骤三中，以最优注入速度注入低粘度醇醚酸，一方面使低粘度醇醚酸进入地层深部，形成深部酸化；另一方面与反应生成的高粘VES形成粘性指进，促进酸蚀蚓孔的形成，从而提高酸化后地层的渗透率。
更进一步地，以低粘度醇醚酸各原料的质量百分比之和为100％计，采用的低粘度醇醚酸的原料组成包括：10％-20％的HCl、0.1％-0.5％的酸液降阻剂、1％-3％缓蚀剂、5％-10％的醇醚、1％-2％的铁离子稳定剂和余量的水。
需要说明的是，低粘度醇醚酸的粘度一般在10cP-20cP。采用的低粘度醇醚酸的具体组成根据清洁转向酸而定，为了使转向酸破胶，实现酸液与储层充分接触的目的。
具体地，在步骤四中，循环进行交替以最优注入速度清洁转向酸和低粘度醇醚酸，循环进行1次、2次、3次、4次、5次或6次，形成多级交替注入，以扩大酸液的波及体积，形成网络化的酸蚀改造。具体地，在步骤五中，注入至少一个管柱的顶替液。以将油管中的酸液顶替进入地层，扩大近井地带的酸蚀渗透率。
更进一步地，以顶替液各原料的质量百分比之和为100％计，采用的顶替液的原料组成为0.1％-0.4％的降阻剂和余量的水。
其中，顶替液一般采用滑溜水。采用的本领域常规的降阻剂即可。
实施例1
本实施近行了线性酸化设计的具体步骤，具体包括以下步骤：
线性酸化设计可用于模拟实验室的岩心酸化实验。表1展示了计算模型中主要参数的取值。
表1线性模型中各参数的值
待选酸液注入速度从0.5mL/min增加至10mL/min，酸蚀形态图形呈现出实验中观察的现象：面部溶蚀、主蚓孔、枝杈状蚓孔和均匀溶蚀情形。不同的蚓孔形态消耗的酸量大不相同，蚓孔突破消耗酸液体积最少时所对应的注酸速度就是最优注入速度，以此速度进行现场酸化施工，大大降低用酸量，降低酸化费用。蚓孔突破岩心需要的酸液孔隙体积倍数如表1所示，突破孔隙体积随注入速度变化如附图1所示，曲线趋势与实验室观测到的一致，存在一最优注入速度，在该注入速度下，蚓孔扩展最快。在最优速度右边，突破孔隙体积倍数随注入速度增加较慢，突破体积(PVbt)与Q1/3成正比；在最有注入速度左边，突破体积随注入速度降低急剧增加，即在较低注入速度下，蚓孔扩展很慢，蚓孔对滤失的影响较小。
结合表2和图1可以看出，注入速度为2mL/min时，突破同一岩心所需的酸液体积最小，即该模拟条件下最优注入速度为2mL/min。如图2所示，模拟岩心宽度为4cm，刚开始时出现了2根蚓孔，两根蚓孔向前扩展的时候，压降随注入量下降较缓慢，在后面阶段，两根蚓孔间的竞争使其中一条慢慢停止增长，变成一根蚓孔向前扩展，压降随注酸量下降较快，蚓孔增长速度较快，在形成主蚓孔注入条件下，压降曲线上明显有这种趋势，在注入速度很高时，没有这种趋势，因为高注入速度下没有主蚓孔形成，变成均匀溶蚀。
表2注入速度对应的突破孔隙体积倍数
实施例2
本实施例提供了一种径向酸化设计方法，具体包括以下步骤：
径向蚓孔扩展模拟了酸蚀蚓孔突破近井筒地带污染区域的过程，从而对酸化设计进行优化。酸液性质与实施例1保持一致，径向模型参数如表3所示。
表3线性模型中各参数的值
酸液注入速度从0.0066mL/min增加至66mL/min，酸蚀形态图形呈现出实验中观察的现象：面部溶蚀、主蚓孔、枝杈状蚓孔和均匀溶蚀情形，蚓孔突破岩心需要的酸液孔隙体积倍数如表4所示，突破孔隙体积随注入速度变化如图3所示，存在一最优注入速度(1.32mL/min)，在该注入速度下，蚓孔扩展最快，即蚓孔突破岩心需要的酸液量最小。在最优速度右边，突破孔隙体积倍数随注入速度增加较慢；在最优注入速度左边，PVbt随注入速度降低急剧增加，即在较低注入速度下，蚓孔扩展很慢，蚓孔对滤失的影响较小。图4展示了模拟所得的最优注入速度(1.32mL/min)时的蚓孔形貌。
表4注入速度对应的突破孔隙体积倍数
| 突破时的注入体积 | 注入速度，mL/min | 孔隙体积倍数PV<sub>bt</sub> | 备注 |
| 0.0825 | 66 | 17.97 | |
| 0.0278 | 6.6 | 6.05 | |
| 0.0253 | 1.32 | 3.01 | 最优 |
| 0.0223 | 0.66 | 3.14 | |
| 0.0215 | 0.066 | 3.45 | |
| 0.0329 | 0.033 | 5.03 | |
| 0.0585 | 0.0132 | 9.14 | |
| 0.0592 | 0.0066 | 9.75 |
实施例3
本实施例提供了一种碳酸盐岩油气藏的酸化方法，具体包括以下步骤：
YMX井(奥陶系5216-5266m)射孔后未喷，经解堵酸化后，效果明显。用9.53mm油嘴放喷求产，平均产油225.70m3/d，日产气2213.5m3。该井在水平段钻进中漏失泥浆约359.17m3，对储层造成了一定污染，为解除近井储层污染，提高单井产能，根据投产地质设计要求，对目的层段5232.26-5604.00m进行酸化施工。
由于YMX井油水界面尚不确定，而该井储层裂缝发育，且多为高角度缝，最大水平主应力方位与天然裂缝走向基本一致，故而不易采用酸压增产措施。该井酸化施工井段长(5232.26m-5604.00m)，为防止部分井段过度溶蚀，采用以下方法优化酸液规模及井底压力，同时防止沟通底水。
步骤1：打开套管阀门，以1.0m3/min的较低注入速度向地层注入22m3的清洁转向酸；
步骤2：关套管阀门，确保环空液面到达井口；
步骤3：以优化排量2.8m3/min向地层注入68m3的清洁转向酸；
步骤4：以相同步骤3中的优化排量向地层注入30m3的低粘度醇醚酸；
步骤5：以优化排量2.8m3/min向地层注入80m3的清洁转向酸；
步骤6：以优化排量2.8m3/min向地层注入40m3的低粘度醇醚酸；
步骤7：以优化排量2.8m3/min向地层注入30m3的清洁转向酸；
步骤8：以优化排量2.8m3/min向地层注入40m3的低粘度醇醚酸；
步骤9：以1.3m3/min向地层注入22m3的顶替液。
其中，以清洁转向酸各原料的质量百分比之和为100％计，采用的清洁转向酸的原料组成包括：10％-20％的HCl、5-15％的清洁转向酸主剂、0.1-0.5％的酸液降阻剂、1-3％的缓蚀剂和余量的水。
以低粘度醇醚酸各原料的质量百分比之和为100％计，采用的低粘度醇醚酸的原料组成包括：10％-20％的HCl、0.1％-0.5％的酸液降阻剂、1％-3％缓蚀剂、5％-10％的醇醚、1％-2％的铁离子稳定剂和余量的水。
以顶替液各原料的质量百分比之和为100％计，采用的顶替液的原料组成为0.1％-0.4％的降阻剂和余量的水
该井酸化效果明显，采用清洁转向酸高效酸化施工，施工过程有明显的转向显示；酸化后生产411天，已累计产油2.95万吨。
Claims (16)
1.一种碳酸盐岩油气藏中酸液最优注入速度的确定方法，其特征在于，该确定方法包括以下步骤：
步骤一：根据现场施工条件，确定酸液注入速度的初选范围，在各个酸液注入速度下，进行以下步骤：
步骤二：根据达西方程得到速度场；
步骤三：根据所述速度场及酸质量平衡方程，得到酸液浓度分布和pH分布；
步骤四：根据所述酸液浓度分布及酸岩反应方程，得到反应区内孔隙度与渗透率的变化，进而对原地层模型中的参数进行更新；
步骤五：根据步骤二所述的速度场得到阳离子浓度和VES酸浓度，并根据步骤三所述的pH分布对VES酸的粘度进行更新；
步骤六：根据达西方程获得更新后的酸液侵入区的压力分布，并更新温度分布、VES属性和酸岩反应速率；
步骤七：确定施工区的压差；
步骤八：根据所述压差判断蚓孔是否突破拟酸化施工区，如果尚未突破，重复步骤二至步骤七，对下一时刻进行计算，直至酸液突破酸化施工区；
步骤九：确定突破时的酸液注入速度下的施工区的酸液总注入体积；
步骤十：获得各个酸液注入速度下酸液突破施工区时酸液的总注入体积，确定最少酸液注入量时的酸液注入速度为最优酸液注入速度。
2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，步骤五中的所述VES酸浓度根据以下公式获得：
其中，Cves是VES酸浓度，单位为mol/L；
t是时间，单位为s；
De是酸液的有效扩散系数，单位为m2/s；
φ是地层孔隙度，无量纲量；
u是速度场，单位为m/s。
3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在步骤五中所述VES酸的粘度，根据以下公式获得：
μs＝μa·m·[erf(npH-k)+1]
其中，
μa是反应前某一浓度下的VES酸的粘度，单位为Pa·s；
μs是反应后某一浓度下的VES酸的粘度，单位为Pa·s；
m是乘数因子；
n是残酸粘度从初始值增加到最大值时的pH值变化宽度的常数；
k是与残酸粘度开始增加的pH值相关的常数。
4.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述公式中的乘数因子m根据Ca2+浓度，具体如下所示：
5.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述达西方程如下所示：
其中，ux，ur，uθ是速度场，单位为m/s；
p是压力场，单位为Pa；
K是岩石的渗透率，单位为Darcy或μm2；
μ是流体粘度，单位为Pa·s；
r是流动半径，单位为m。
6.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述酸质量平衡方程如下所示：
其中，φ是地层孔隙度，无量纲量；
u是速度场，单位为m/s；
t是时间，单位为s；
Cf是流体内的酸液浓度，单位为mol/L；
Cs是流固界面上的酸液浓度，单位为mol/L；
kc是酸液的传质系数，单位为m/s；
av是岩心比表面积，单位为m-1；
De是酸液的有效扩散系数，单位为m2/s。
7.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述阳离子浓度根据以下公式获得：
其中，φ是地层孔隙度，无量纲量；
CCa2+是阳离子Ca2+的浓度，单位为mol/L；
t是时间，单位为s；
u是流量，单位为m/s；
De是酸液的有效扩散系数，单位为m2/s，
kc是酸液的传质系数，单位为m/s；
av是岩心比表面积，单位为m-1；
CDf是流体中的阳离子浓度，单位为mol/L；
CDs是流固表面上的阳离子浓度，单位为mol/L。
8.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在所述步骤四中，根据以下公式得到反应区内的孔隙度：
其中，α是单位摩尔酸液溶蚀的固体质量，单位为g/mol；
ρs是岩石的密度，单位为kg/m3；
ks是酸岩反应速率常数，单位为m/s；
φ是酸岩反应前后的岩石孔隙度，无量纲量；
av是岩心比表面积，单位为m-1；
t是时间，单位为s；
CDs是流固表面上的阳离子浓度，单位为mol/L。
9.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在所述步骤四中，根据以下公式得到反应区内的渗透率：
K0和K是酸岩反应前后的岩石渗透率，单位为Darcy或μm2；
φ0和φ是酸岩反应前后的岩石孔隙度，无量纲量；
β是通过实验确定的指数。
10.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在所述步骤四中，采用的油藏流动模型为：
其中，Pr是油藏压力，单位为Pa；
r是流动半径，单位为m；
μf是地层流体粘度，单位为Pa·s；
Cl是液体压缩系数，单位为Pa-1。
11.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，采用的井筒温度场模型为：
T(Z,t)＝aZ+b-aA+(T0-aA-b)e-Z/A
其中，T是酸液的温度，单位为K；
Z是地层的深度，单位为m；
t是注酸的时间，单位为s；
T0是地面条件下的酸液温度，单位为K；
a为地热梯度，单位为K/m；
b为地表温度，单位为K；
W为酸液注入速度，单位为m3/day；
c为酸液的定压比热容，单位为J/(kg·K)；
k为岩石的导热率，单位为W/(m·K)；
r1为油管内径，单位为m；
U为油管内外的总传热系数，单位为W/(m2·K)；
f(t)是岩石的瞬态导热时间函数。
12.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在所述步骤六中，更新温度分布时，采用的酸液系统的温度场模型如下式所示：
优选地，更新温度分布时，采用的岩石系统的温度场模型如下式所示：
式中，Tf和Ts分别表示液体和固体的温度，单位为K；
ρf和ρs分别表示液体和固体的密度，单位为kg/m3；
cpf和cps分别表示液体和固体的比热容，单位为J/(kg·K)；
kf和ks分别表示液体和固体的导热率，单位为W/(m·K)；
-ΔHr表示酸岩反应放出的热量，单位为kJ/mol；
hc为传热系数，单位为W/(m2·K)；
r是流动半径，单位为m；
φ是地层孔隙度，无量纲量。
13.一种碳酸盐岩油气藏的酸化方法，其特征在于，该酸化方法包括以下步骤：
步骤一：向油管中注入一个油管管柱容积的清洁转向酸，然后使环空液面到达井口，其中，注入速度为0.5m3/min-1.0m3/min；
步骤二：通过权利要求1-12任一项所述的确定方法确定最优注入速度，以所述最优注入速度注入30m3-100m3的清洁转向酸；
步骤三：以所述最优注入速度注入低粘度醇醚酸，其中，所述清洁转向酸与所述低粘度醇醚酸的体积比为(2-3):1；
步骤四：循环进行步骤二和步骤三1次至6次，形成多级交替注入；
步骤五：注入顶替液，完成对碳酸盐岩油气藏的酸化。
14.根据权利要求13所述的酸化方法，其特征在于，以所述清洁转向酸各原料的质量百分比之和为100％计，所述清洁转向酸的原料组成包括：10％-20％的HCl、5-15％的清洁转向酸主剂、0.1-0.5％的酸液降阻剂、1-3％的缓蚀剂和余量的水。
15.根据权利要求13所述的酸化方法，其特征在于，以所述低粘度醇醚酸各原料的质量百分比之和为100％计，所述低粘度醇醚酸的原料组成包括：10％-20％的HCl、0.1％-0.5％的酸液降阻剂、1％-3％缓蚀剂、5％-10％的醇醚、1％-2％的铁离子稳定剂和余量的水。
16.根据权利要求13所述的酸化方法，其特征在于，以所述顶替液各原料的质量百分比之和为100％计，所述顶替液的原料组成为0.1％-0.4％的降阻剂和余量的水。
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| GR01 | Patent grant | ||
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