[发明专利]注气开发缝洞型油藏用雾化酸井筒流动模拟装置及其工作方法

说明书

一种用于注气开发缝洞型油藏的雾化酸井筒流动模拟平台，主要包括双流式文丘里雾化发生装置、井筒流动模拟装置和雾化评价装置；所述雾化发生装置包括气路系统、液路系统、雾化发生器；所述气路系统包括空气压缩机、气节流阀、气体压力表；所述液系统包括高压耐酸泵、液节流阀、液体压力表；所述模拟井筒用以连接所述双流式文丘里雾化发生装置，包括垂直井筒、水平模拟地层、积液收集装置三部分；所述观测系统包括纳米激光粒度分析仪。一种用于注气开发缝洞型油藏的雾化酸井筒流动模拟平台的工作方法。该模拟平台可应用于油田现场，通过气、液路系统控制注入排量，按现场施工要求保持较高酸液雾化率，改善缝洞型油藏的酸化效果，实现缝洞储集单元体的有效沟通。

技术领域

本发明涉及一种用于注气开发缝洞型油藏的雾化酸井筒流动模拟装置及其工作方法，属于油气藏增产措施的技术领域。

背景技术

酸化能够有效解除井筒附近储层的污染和堵塞，提高井筒与储层的连通性，恢复或提高油气产量，是现今开发低孔隙度、低渗透率碳酸盐岩油藏的主要技术措施。在酸化中，根据不同的溶蚀形态，可将酸蚀结果分为面溶蚀、蚓孔溶蚀和均匀溶蚀。影响酸化过程中碳酸盐岩溶蚀形态的主要因素为H⁺传质速度和表面反应速度。当传质速度小于表面反应速度时其溶蚀形态为面溶蚀，反之则为均匀溶蚀，只有当传质速度和表面反应速度相近时，才会形成蚓孔溶蚀。而传质速度和表面反应速度分别受到酸液注入速度和注入方式的影响。因此为了提高酸化施工效果，必须合理控制酸液注入速度、优选酸液注入方式。

缝洞型油藏除了存在众多结构复杂、几何形状极不规则的构造裂缝、溶蚀孔洞外，还发育溶洞。使用常规酸进行酸化时，注入的酸液可能会在缝洞储集单元内大量积蓄，从而造成酸液的浪费，难以达到预期目标。酸液一旦进入溶洞，就会对溶洞进行扩容，从而终止蚓孔延伸，不利于酸液穿洞。虽然相比常规酸，稠化酸、交联酸、胶凝酸的酸岩反应速率受流速影响相对较小，但仍不能忽略流速。随着流速的升高，酸岩反应速度降低，如果两者差异较大则会产生均匀溶蚀。相反，较低的流速则会导致较高的酸岩反应速度，随着反应的进行，酸液浓度的降低会使酸岩反应速度大幅降低，不利于酸液在岩石中的扩展。随着酸化井深的增大，地层温度越来越高。高温地层环境给施工液体的耐温性能带来了一系列问题，特别是酸液的缓速和滤失。高温地层环境下，酸岩反应速度会大幅升高，造成近井部分地层的过度酸化，而纵深部分得不到充分酸化，甚至严重时会导致酸化作业的失败。储层进行酸化改造时，液体酸在井筒、裂缝和孔隙中流动，反应时都要与地层发生显著的热交换，因而体系温度变化很大。温度变化必然影响液体的流变性和酸岩反应速率，最终影响蚓孔的几何尺寸、酸液有效作用距离等，从而影响酸化效果。此外，在进行常规酸化注酸施工时，施工摩阻较大，对施工设备要求很高，限制了施工排量，影响了有效蚓孔作用距离。

为改善缝洞型油藏常规酸酸化作业中存在的问题，结合缝洞型油藏常用的注气开采方式的特点，提出利用雾化酸酸化缝洞型油藏的施工方法。与常规酸相比，雾化酸更有利于缝洞型油藏的酸化：(1)雾化酸漏失量较少，酸液用量远少于液体酸；(2)雾化酸更有利于蚓孔穿洞；(3)雾化酸酸岩反应速率基本不受流速影响；(4)高温条件有利于维持雾化的稳定；(5)注酸时，雾化酸摩阻小。