酸压过程酸液指进模拟及分形特征研究

【摘要】：压裂酸化，一般简称酸压，已经成为低渗透碳酸盐岩油气藏的主要增产措施。前置液酸压过程中，低粘度酸液在高粘度前置液中流动时，会发生粘性指进现象。酸液粘性指进，有助于减少酸液与裂缝壁面的接触面积，降低滤失速度，延缓反应速度，从而获得较长的酸液有效作用距离。因此，酸液粘性指进对酸压最终效果有着相当显著的影响。可见，探索酸液粘性指进形态演化规律、弄清酸液粘性指进演化形态特征与酸压效果间的关系，对推动酸压技术进步，提高我国油气生产能力，有着极其重要的理论和实际意义。 本文将文献调研、理论分析、物理实验模拟与计算机模拟等多种手段相结合，在总结前人研究成果的基础上，综合运用分形理论、流体力学、化学反应动力学、应用统计学、机械设计学等领域的知识和方法，开展了以下六个方面的研究： (1)阐述了粘性指进研究的现状，指出了其中存在的问题和解决问题的途径； (2)研究Witten-Sander的DLA模型与酸液粘性指进现象之间的理论联系，建立了以该模型为基础，紧扣酸压物理过程的酸液粘性指进计算机模拟模型； (3)以粘性指进传统的Hele-Shaw实验模型为基础，按照模化设计思想和相似原理，研制出了酸液粘性指进物理实验模拟新模型； (4)综合前人研究方法，优选了酸液粘性指进计算机模拟形态的特征表征参数，实现了欧氏几何参数和分形几何参数有机结合； (5)按照正交试验设计方法，进行了酸液粘性指进的计算机模拟和物理实验模拟，完成了对酸液指进模拟形态特征及其影响因素的定量分析。 (6)根据所建立的计算机模拟模型和分形理论相关知识，编制了酸