[发明专利]适用于超深层裂缝型碳酸盐岩储层的高效酸化设计方法

权利要求书

1.适用于超深层裂缝型碳酸盐岩储层的高效酸化设计方法，依次包括以下步骤：

(1)计算注入排量Q_inj的取值范围，Q_ro≤Q_injQ_lim，Q_ro为天然裂缝重张临界排量，Q_lim为施工上限排量，具体过程如下：

天然裂缝重张临界排量Q_ro的计算通过如下公式：

ΔV＝Δt(Q_inj-Q_out)

p_w＝p_w'+Δp

式中：Q_out表示流出井筒的流体流量，m³/s；

k_m表示储层基质渗透率，10^-3μm²；

h表示储层打开厚度，m；

p_w表示井底流体压力，MPa；

p_s表示储层孔隙压力，MPa；

r_e表示油井泄油半径，m；

r_w表示井眼半径，m；

μ表示酸液黏度，mPa·s；

S_d表示储层污染表皮系数，无因次；

ΔV表示流体体积变化量，m³；

Δt表示计算时间步长，s；

Q_inj表示注入排量，m³/s；

Δp表示井底流体压力变化量，MPa；

C_acid表示酸液压缩系数，MPa^-1；

V表示井筒容积，m³；

p_w，p_w’分别表示当前时间步井底流体压力和上一时间步井底流体压力，MPa；

从低注入排量Q_inj开始取值，计算当前注入排量Q_inj条件下的井底流体压力p_w，当井底流体压力p_w等于天然裂缝壁面法向应力σ_n时，此时的注入排量Q_inj即为天然裂缝重张临界排量Q_ro；

施工上限排量Q_lim的计算通过如下公式：

p_t＝p_w+p_F-p_H

p_H＝ρgH

式中：p_t表示井口压力，MPa；

p_F表示酸液在井筒中摩阻，MPa；

p_H表示井筒中液柱压力，MPa；

ρ表示酸液密度，kg/m³；

f表示摩阻系数，无因次；

L表示油管长度，m；

D表示油管直径，m；

H表示改造段中深，m；

从高注入排量Q_inj开始取值，计算当前注入排量Q_inj条件下的井底流体压力p_w和p_t，当井口压力p_t等于井口施工限压p_lim时，此时的注入排量Q_inj即为井口施工上限排量Q_lim；

(2)优选设计施工排量Q_op及酸液用量V_op，通过以下公式：

V_inj＝Q_inj×t

式中：V_inj表示酸液注入量，m³；

Q_inj表示注入排量，m³/s；

t表示注酸时间，s；

r_aew表示酸化后等效井眼半径，m；

r_ef表示有效天然裂缝长度，m；

k_d表示储层基质污染后渗透率，10^-3μm²；

w_acid表示酸化后缝宽，m；

S_ad表示酸化后表皮系数，无因次；

k_m表示储层基质渗透率，10^-3μm²；

r_w表示井眼半径，m；

r_d表示储层污染半径，m；

基于注入排量Q_inj的取值范围，依次计算不同的Q_inj及V_inj条件下的酸化后表皮系数S_ad，优选出酸化后表皮系数S_ad最低值所对应的注入排量Q_inj及酸液注入量V_inj作为施工排量Q_op及酸液用量V_op；

(3)设计泵注程序，是指采用变排量四段式的阶梯注入方式设计泵注程序：

第一阶段，注入酸量10％V_op，注入排量取值1～2m³/min；

第二阶段，注入酸量30％V_op，注入排量由第一阶段注入排量递增至Q_op，变化阶梯数A；

第三阶段，注入酸量30％V_op，注入排量为优化设计的施工排量Q_op；

第四阶段，注入酸量30％V_op，注入排量由Q_op递减至第一阶段注入排量，变化阶梯数A；

其中第二、第四阶段内每个阶梯注入时间相等，每个阶梯注入酸量V_p由阶段总酸量及注入阶梯数确定：

式中：V_p表示每个阶梯注酸量，m³；

A表示注入阶梯数，无因次，A取值为3～5个。

2.如权利要求1所述的适用于超深层裂缝型碳酸盐岩储层的高效酸化设计方法，其特征在于，所述天然裂缝重张临界排量Q_ro的计算中，流出井筒的流体流量Q_out通过如下公式计算：

式中：k_m表示储层基质渗透率，10^-3μm²；

h表示储层打开厚度，m；

p_w表示井底流体压力，MPa；

p_s表示储层孔隙压力，MPa；

r_e表示油井泄油半径，m；

r_w表示井眼半径，m；

μ表示酸液黏度，mPa·s；

S_d表示储层污染表皮系数，无因次；

k_d表示储层基质污染后渗透率，10^-3μm²；

r_d表示储层污染半径，m；

r_ew表示等效井眼半径，m；

r_ef表示有效天然裂缝长度，m；

w表示天然裂缝平均宽度，m。