深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法
專利匯可以提供深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了深層 石灰?guī)r 儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法，包括：（1）計算施工結(jié)束時的井底 溫度 ；（2）計算施工結(jié)束時的裂縫縫長，在縫長方向劃分網(wǎng)格單元并計算各單元的平均縫寬，得到各單元酸液流速；（3）以井底溫度為初始條件，計算各單元不考慮酸巖反應(yīng)熱的酸液溫度以及酸液濃度；（4）計算各單元的酸巖摩爾反應(yīng)熱；（5）計算考慮酸巖反應(yīng)熱的各單元酸液溫度以及酸液濃度，建立酸液濃度分布曲線，定義酸液初始注入濃度的10%作為殘酸極限濃度，以殘酸極限濃度對應(yīng)的縫長為酸液有效作用距離。本發(fā)明考慮了酸壓過程中酸液受到的熱效應(yīng)，提高了酸液有效作用距離計算的準(zhǔn)確性，對深層石灰?guī)r儲層酸壓設(shè)計具有指導(dǎo)意義。，下面是深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法專利的具體信息內(nèi)容。
1.深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法，依次包括以下步驟：
(1)采用Eickmeier井筒溫度場模型模擬井筒溫度場并計算施工結(jié)束時的井底溫度；
(2)采用PKN公式計算施工結(jié)束時的裂縫縫長，在縫長方向劃分網(wǎng)格單元并計算各單元的平均縫寬，再計算各單元酸液流速；
(3)以步驟(1)計算的井底溫度為初始條件，通過步驟(2)計算的酸液流速計算各單元不考慮酸巖反應(yīng)熱的酸液溫度以及酸液濃度；
(4)通過步驟(3)中計算的酸液溫度和濃度計算各單元的酸巖摩爾反應(yīng)熱；
(5)將步驟(4)計算的酸巖摩爾反應(yīng)熱代入步驟(3)中，計算考慮酸巖反應(yīng)熱的各單元酸液溫度以及酸液濃度，建立酸液濃度分布曲線，定義酸液初始注入濃度的10％作為殘酸極限濃度，根據(jù)分布曲線以殘酸極限濃度對應(yīng)的縫長為酸液有效作用距離。
2.如權(quán)利要求1所述的深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法，其特征在于，所述步驟(1)過程如下：
建立目標(biāo)井井筒溫度場模型并劃分網(wǎng)格單元，以油管中心為軸：徑向上，定義ri為網(wǎng)格單元半徑，劃分N個網(wǎng)格單元(i＝0,1,2,…,N)，其中模型邊界點rN點的選擇應(yīng)滿足該點處溫度始終等于地層溫度；縱向上，設(shè)目的層深度為H，單元深度為ΔH，則縱向上可劃分為M個單元(j＝0,1,2…,M)，邊界點M為(H/ΔH)取整；定義施工總時間為tT，時間步長為Δt，時間步為n(n＝0,1,2…,tT)，利用下式計算n時刻單元(i,j)的溫度 最終得到施工結(jié)束時的井底溫度
式中：Q——注酸排量，m3/min；
ρi——網(wǎng)格單元i的密度，kg/m3；
Ci——網(wǎng)格單元i的比熱容，J/(kg·℃)；
ΔHj——網(wǎng)格單元j的高度，m；
ri——模型徑向網(wǎng)格半徑，m；
λi——網(wǎng)格單元i的熱傳導(dǎo)系數(shù)，W/(m·℃)；
Δt——時間步長，min；
tT——施工總時間，min；
n——時間步，min；
——n時刻網(wǎng)格單元(i,j)的溫度，℃。
3.如權(quán)利要求1所述的深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法，其特征在于，所述步驟(2)過程如下：
計算施工結(jié)束即n＝tT時的裂縫縫長，定義x為縫長方向并劃分網(wǎng)格單元，計算各單元對應(yīng)的平均縫寬w：
式中：L——施工結(jié)束時的縫長，m；
c——酸液濾失系數(shù)，m/min0.5；
μf——酸液粘度，Pa·min；
h——裂縫高度，m；
E——儲層巖石楊氏模量，Pa
ε——儲層巖石泊松比，無因次；
x——縫長方向上單元坐標(biāo)，m；
w——施工結(jié)束時各單元的平均縫寬，m；
從而得到各單元酸液流速vx：
式中：vl——各單元濾失速度，m/s；
vx——各單元x方向流速，m/s。
4.如權(quán)利要求1所述的深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法，其特征在于，所述步驟(3)過程如下：
假設(shè)裂縫入口溫度等于井底溫度，設(shè)ΔrQm(Tw,p)為0，求出各單元不考慮酸巖反應(yīng)熱的酸液溫度與裂縫壁面溫度：
hT＝NNuKhf/w
hT(Tw-T)＝q(tT)-kRCmΔrQm(Tw,p)
式中：T——各單元酸液平均溫度，℃；
Tw——各單元裂縫壁面溫度，℃；
2
hT——對流換熱系數(shù)，J/(m·min·℃)；
NNu——努謝爾特數(shù)，無因次；
Khf——酸液的導(dǎo)熱系數(shù)，J/(m·min·℃)；
ρf——儲層巖石密度，kg/m3；
Cf——儲層巖石比熱容，J/(kg·℃)；
kR——酸巖反應(yīng)速率常數(shù)，(kg/m3)-m·mol/(m2·s)；
C——各單元酸液濃度，kg/m3；
ΔrQm(Tw,p)——酸巖摩爾反應(yīng)熱，kJ/mol；
m——反應(yīng)級數(shù)，無因次；
q(tT)——施工結(jié)束地層傳熱熱量，kJ；
Mma——地層巖石體積熱容，J/m3·℃；
Khr——地層巖石導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)；
——孔隙度，％；
通過下式得到各單元酸液濃度與裂縫壁面濃度：
kg(C-Cw)＝kRCwm
kg＝DeNSh/w
式中：kg——對流傳質(zhì)系數(shù)，m/min；
Cw——各單元裂縫壁面酸液濃度，kg/m3；
De——酸液氫離子有效傳質(zhì)系數(shù)，m2/s；
Nsh——舍伍德數(shù)，無因次；
k0——頻率因子，(kg/m3)-m·mol/(m2·s)；
Ea——反應(yīng)活化能，J/mol；
R——氣體常數(shù)，8.314J/(mol·℃)。
5.如權(quán)利要求1所述的深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法，其特征在于，所述步驟(4)過程如下：
首先計算高溫高壓條件酸巖摩爾反應(yīng)熱ΔrHm(Tw,p)：
式中：ΔrHm(Tw)——溫度Tw下的摩爾反應(yīng)熱，kJ/mol；
p——地層壓力，MPa；
Cp,m(i,T)——組分i在溫度T下的常壓摩爾熱容，J/(℃·mol)；
fg——CO2摩爾分?jǐn)?shù)，無因次；
Vco2——CO2摩爾體積，m3/mol；
Vacid——殘酸體積，m3；
Sco2——殘酸中CO2溶解度，m3/m3；
ΔrHm(Tw,p)——溫度Tw壓力p下的摩爾反應(yīng)熱，kJ/mol；
從而得到地層條件下酸巖摩爾反應(yīng)熱ΔrQm(Tw,p)：
6.如權(quán)利要求1所述的深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法，其特征在于，所述步驟(5)過程如下：
1)通過步驟(4)計算的酸巖摩爾反應(yīng)熱，由步驟(3)計算考慮酸巖反應(yīng)熱的各單元酸液溫度以及酸液濃度，并作縫長方向各單元酸液濃度分布曲線；
2)定義酸液初始注入濃度的10％作為殘酸極限濃度，取殘酸極限濃度對應(yīng)的裂縫縫長為酸液有效作用距離。
深層石灰?guī)r儲層酸壓酸液有效作用距離的數(shù)值計算方法
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
發(fā)明內(nèi)容
附圖說明
具體實施方式
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