Кислотное воздействие на горные породы (стр. 52 )

На рис. 6.5 представлены результаты численных расчетов при непрерывной закачке раствора кислоты. Их анализ показывает, что изменение абсолютной проницаемости, пористости, давления и концентрации кислоты  в пористых блоках и трещинах существенно различаются, как по величине, так и по простиранию (рис.6.5f, g).  Наиболее существенные изменения происходят в трещинах. Это связано с тем, что из-за относительно малой проницаемости пористых блоков большая часть нагнетаемой кислоты поступает в трещины. В результате чего давление в окрестности нагнетаемой скважины в трещинах намного ниже, чем в пористых блоках (рис. 6.5h). При этом уже через 2 суток фронт кислоты в трещинах достигает границы ПЗП. То есть основная масса закачиваемой кислоты через трещины, не прореагировав с породой, выходит за пределы ПЗП (рис.6.5i).

a)	b)
c)	d)
e)	f)
g)	h)
i)
Рис. 6.5. Результаты численных расчетов при непрерывной закачке раствора кислоты в ПЗП  газовых месторождений с доломитовым коллекторами с учетом трещиноватости породы: a) распределение концентрации солей магния,  b) распределение концентрации солей кальция, c) распределение концентрации воды, d) распределение концентрации газа, e) распределение концентрации кислоты, f) изменение проницаемости, g) изменение пористости, h) распределение давления, i) положение фронта течения кислоты.

6.2 Моделирование кислотного воздействия на ПЗП скважин газовых месторождений с карбонатными коллекторами с учетом трещиноватости породы

6.2.1 Математическое моделирование кислотного воздействия на ПЗП скважин газовых месторождений с карбонатными коллекторами с учетом трещиноватости породы

В процессе фильтрации в газо-водонасыщенной трещиновато-пористой пористой среде участвуют водная фаза, состоящая из кислотной, солевой, газовой и собственно водной компонент, и газовая фаза.  В отдельную фазу, не принимающую участия в фильтрации, выделяется порода (скелет трещиновато-пористой среды). Образующийся в результате реакции кислоты с карбонатом газ в воде растворяется не полностью. Порода растворяется кислотой лишь частично. Капиллярные силы не учитываются.

Математическая модель кислотной обработки  призабойной зоны трещиновато-пористого газового пласта с карбонатным коллектором можно представить в виде уравнений, приведенных ниже:

Уравнение сохранения массы кислотной компоненты, внедряемой в пласт:

  (6.2.1.1),

где - масса кислоты, израсходованной в единицу времени в единице объема,  -  скорость химической реакции,  - константа скорости реакции определяется соотношением Аррениуса  (?E - энергия активации, R - газовая постоянная), - молекулярный вес кислоты,; - скорость фильтра­ции водной фазы; - пористость; - истинная плотность кислоты; - массовая концентрация кислоты; -  насыщенность порового пространства водным раствором;  - коэффициент молекулярной диффузии; t –время; удельная поверхность реакции, - площадь поверхности реакции, - объем ПЗП; - массовая скорость обмена кислотой между пористыми блоками и системой трещин, - коэффициент, характеризующий интенсивность обмена водного раствора между системами блоков и трещин, -  вязкость водного раствора, - давление; : 1- трещины, 2 – пористые блоки.

Уравнение сохранения массы  соли хлористого кальция, растворенной в воде, образующейся в результате химической реакции:

  (6.2.1.2),

где - масса соли хлористого кальция, возникшей в результате реакции в единицу времени в единице объема, - отношение молярных весов участвующих в реакции соли хлористого кальция и кислоты; - концентрация соли хлористого кальции; - плотность соли хлористого кальция, - массовая скорость обмена соли хлористого кальция между пористыми блоками и системой трещин.

Уравнение сохранения массы  соли хлористого магния, растворенной в воде, образующейся в результате химической реакции:

  (6.2.1.3),

где - масса соли хлористого магния, возникшей в результате реакции в единицу времени в единице объема, - отношение молярных весов участвующих в реакции соли хлористого магния и кислоты; - концентрация соли хлористого магния; - плотность соли хлористого магния; - массовая скорость обмена соли хлористого магния между пористыми блоками и системой трещин.

Уравнение сохранения массы  водной компоненты, образующейся в результате химической реакции и внедряемой в пласт:

  (6.2.1.4),

где - масса воды, возникшей в результате реакции в единицу времени в единице объема, - отношение молярных весов участвующих в реакции воды и кислоты; - массовая концентрация воды; - плотность воды, - массовая скорость обмена водой между пористыми блоками и системой трещин.

Уравнение сохранения массы  углекислого газа, образующегося в результате химической реак­ции:

  (6.2.1.5), 

где - концентрация углекислого газа в воде; - истинная плотность углекислого газа; = - масса углекислого газа, образованного в единицу вре­мени в единице объема, - отношение молярных весов участвующих в реакции углекислого газа и кислоты; - массовая скорость обмена углекислого газа между пористыми блоками и системой трещин.