大尺寸可视化酸液指进模拟装置研制及应用

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2015.09.29.30

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2017, Vol. 39 ›› Issue (2): 153-162.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2015.09.29.30

大尺寸可视化酸液指进模拟装置研制及应用

李小刚¹, 宋瑞^1,2, 张汝生³, 杨兆中¹, 林鑫³

1. "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室西南石油大学, 四川成都 610500;
2. 中海石油能源发展股份有限公司工程技术分公司, 天津塘沽 300452;
3. 中国石化石油勘探开发研究院, 北京海淀 100083

收稿日期:2015-09-29 出版日期:2017-04-01 发布日期:2017-04-01
作者简介:李小刚,1981年生,男,汉族,四川仁寿人,副教授,博士,主要从事油气增产领域的研究与教学工作。E-mail:swpuadam@126.com;宋瑞,1989年生,男,汉族,河北唐山人,硕士,主要从事油气藏增产改造理论与技术及海洋油气工程领域的研究。E-mail:837163001@qq.com;张汝生,1970年生,男,汉族,四川大邑人,高级工程师,主要从事压裂酸化研究和采油工艺研究工作。E-mail:zhangrsh.syky@sinopec.com;杨兆中,1969年生,男,汉族,四川泸州人,教授,博士生导师,主要从事油气藏增产改造理论与技术和非常规天然气开发等方面的科研和教学工作。E-mail:yzzycl@vip.sina.com;林鑫,1982年生,男,汉族,四川遂宁人,高级工程师,主要从事压裂酸化研究和采油工艺研究工作。E-mail:linxin.syky@sinopec.com
基金资助:
教育部高等学校博士学科点专项科研基金（20095121110001）；国家自然科学基金（51074134）；国家自然科学基金青年基金（51204138）

Development and Application of Large Scale Visible Physical Simulation Device for Acid Fingering

LI Xiaogang¹, SONG Rui^1,2, ZHANG Rusheng³, YANG Zhaozhong¹, LIN Xin³

1. State Key Lab of Oil & Gas Reservoir Geology and Exploitation, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China;
2. CNOOC Ener Tech-drilling & Production Co. Ltd., Tanggu, Tianjin 300452, China;
3. Research Institute of Petroleum Exploration and Production, SINOPEC, Haidian, Beijing 100083, China

Received:2015-09-29 Online:2017-04-01 Published:2017-04-01
Contact: 李小刚,E-mail:swpuadam@126.com

摘要/Abstract

摘要： 裂缝中的酸液指进是酸压过程中发生的重要现象，目前多采用模拟手段进行研究。然而现有物理模拟实验与实际酸压过程缺乏必要的相似性。鉴于此，建立相似准则并确定相似比例尺，研制出了大尺寸可视化物理模拟装置并进行了模拟实验。与前人类似装置相比，该模拟装置具有三板双缝的结构特点，不仅可考察不同黏度差、密度差以及不同注酸流量、不同温度下的指进行为，还可进行酸岩反应、酸液滤失和不同裂缝倾角影响下的中低压酸液指进可视化模拟。模拟实验发现酸液指进形态复杂，需要在定性研究的基础上，对其演化规律进行定量表征。

关键词: 指进, 可视化, 大尺寸, 实验装置, 酸压

Abstract: In pad acid fracturing, low viscosity acid leads to a fingering phenomenon in the high viscosity pad fluid and has a great influence on the result of acid fracturing; judging from former studies, it can only be analyzed through simulation. However, present models differ significantly from the real acid fracturing process. In view of this, a large-scale physical visible acid fingering simulation device was designed and manufactured based on similarity criterions and similarity scales presented by the author. Compared with the physical acid fingering simulation devices of p_redecessors, this simulation device structure featured three plates and double slits capable of studying fingering behaviors under different viscosities, densities, and temperatures and performed acid rock reaction, acid fluid loss as well as low-and medium-pressure acid fingering visual simulation under different fracture inclinations. Simulations of acid fingering were performed, and it was found that acid fingering forms were so complex that quantitative description based on qualitative research was required to reveal the evolution rule.

Key words: fingering, large-scale, visible, experimental device, acid fracturing

中图分类号:

TE357

李小刚, 宋瑞, 张汝生, 杨兆中, 林鑫. 大尺寸可视化酸液指进模拟装置研制及应用[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(2): 153-162.

LI Xiaogang, SONG Rui, ZHANG Rusheng, YANG Zhaozhong, LIN Xin. Development and Application of Large Scale Visible Physical Simulation Device for Acid Fingering[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(2): 153-162.

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