[发明专利]一种酸岩反应双岩板缝洞模拟装置及其工作方法

说明书

一种酸岩反应双岩板缝洞模拟装置及其工作方法。酸岩反应双岩板缝洞模拟装置包括供压注入系统、前处理信息采集系统、双岩板缝洞模型CT成像系统、出口信息采集系统、冷凝回压系统、废液回收系统和数据处理系统；上述各系统依靠连接装置依次贯通。该装置结构紧凑，具有较强的承压能力，通过旋转装置可以实现模拟地层倾角0～90°的裂缝酸化、酸压情况，可实现动态观测三维状态下酸化的蚓孔延伸、竞争、缝洞间的沟通和穿洞过程以及酸压实验中三维裂缝酸蚀过程的动态观测。

技术领域

本发明涉及一种酸岩反应双岩板缝洞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

酸化作为现今开发低孔隙度、低渗透率碳酸盐岩油藏的主要技术措施，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。酸化中，可将酸蚀结果按溶蚀形态分为面溶蚀、蚓孔和均一溶蚀，面溶蚀和均一溶蚀两种情况消耗酸液多，导流能力差；蚓孔是一种具有高导流能力的溶蚀通道，形成蚓孔消耗酸液少，改造效果好。蚓孔是缝洞之间连通孔道发育的主要形式，酸蚀时间、酸液用量对孔道的发育会产生重要影响，随着酸蚀时间和酸液用量的变化，缝洞之间的连通和孔道的发育会产生变化。缝洞间的沟通状态和酸液穿洞过程是定量测试与分析是酸化酸压工艺精细化设计的基础，因此对缝洞间孔道生长速率和酸液消耗量进行计算、对三维蚓孔在缝洞之间的扩展过程和竞争情况进行描述，对于提高酸化施工效果具有重要意义。

当前国内外对蚓孔的研究以经验型或半经验型为主，建立了一系列模型来对蚓孔分布进行描述，对蚓孔的评价主要通过一系列无量纲数来实现，如戴姆科勒数Da、佩克莱特数Pe等，对蚓孔生长速率的描述主要借鉴Buijse对于蚓孔前缘推进速度的处理方法；而物模实验则以岩心驱替实验为主，通过计算突破体积来寻找最优注入速度。同时对于蚓孔在地层中的发育过程主要是通过可视化单岩板模型实验进行观测，这种实验方法存在一定的局限性：(1)可视窗体开口较小，对于整个酸液扩展阶段和蚓孔发育过程可视程度不高。(2)承压能力不足，由于存在可视模块，密封性不好，压力升高后，可视窗和管线接口处可能会产生酸液泄露至喷溅的现象，从而导致实验失败且安全容易受到威胁；(3)对于酸蚀模拟充分但对于裂缝的模拟不足，由于岩板间的距离不可调节，其模拟的地层情况相对较少。(4)单岩板的可视化是基于二维蚓孔扩展过程的裂缝模拟装置，描述的只是平面上的扩展，对孔道发育的好坏的描述准确度不足；(5)模拟地层温度的方法是给整个装置空间升温，给实验中间的操作和检查带来不便。

中国专利CN201611046285.8公开了一种可视化裂缝型岩板酸液刻蚀实验装置及实验方法，包括酸液注入系统，可视化实验系统，对可视腔体的供压系统，废液收集系统。该装置从小尺度的模拟缝的角度来进行模拟缝的酸蚀以及酸蚀后裂缝导流的评价，对压裂液、酸液进行螺旋盘管剪切模拟和流变性能测试。通过酸蚀裂缝导流能力评价装置的室内模拟实验，对酸蚀裂缝导流能力各种主要影响因素进行模拟。

当前国内对酸化施工的模拟和观测主要通过两种方式，一种是通过驱替装置的导流能力测量，这种方式只能在一个较小的尺寸上进行酸化模拟，实验数据由于岩石非均质性的影响会产生一定的误差，同时由于实验过程完全处于密闭的环境，对于整个实验过程只能进行规律的推导而不能进行过程的观察；另一种是通过可视化单岩板对酸化刻蚀过程的实时监测，这种方式对于缝洞间沟通以及蚓孔的扩展只能在二维上进行观测，对于蚓孔的三维生长过程缺少观测条件，以及由于是基于单板的可视化，对于酸化压裂的模拟能力不足，对于三维裂缝的刻蚀过程缺乏模拟条件，同时，可视腔体利用的组合配件过多以及材质问题，其密封性和承压能力不足。本发明从小尺度的模拟缝洞的角度来进行缝洞的酸蚀和酸压的模拟，对压裂液和酸液进行螺旋盘管剪切模拟和流变性能测试。通过缝洞连通和蚓孔三维扩展室内模拟实验，能够对酸蚀缝洞连通情况以及蚓孔三维生长情况等各种主要影响因素进行模拟，并找出最佳的工艺参数，同时可以在该装置上对各种提高缝洞连通、三维蚓孔有效引导生长等新工艺新措施进行模拟研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种酸岩反应双岩板缝洞模拟装置及该装置的工作方法。