Кислотное воздействие на горные породы (стр. 58 )

,  (6.3.2.29),

,  (6.3.2.30),

,  (6.3.2.31),

,  (6.3.2.32),

,  (6.3.2.33)

,  (6.3.2.34),

,  (6.3.2.35),

.  (6.3.2.36),

,  (6.3.2.37),

.  (6.3.2.38)

6.3.3 Результаты численного расчета

Для исследования влияния кислотного воздействия на ПЗП нефтяных месторождений с корбонатным коллектором с учетом трещиноватости породы, кольматации и суффозии пор продуктами реакции  проведены проведены вычислительные эксперименты с использованием следующих значений параметров:

1190 кг/м3, 1396 кг/м3, 1396 кг/м3, 1.6 кг/м3, 2160 кг/м3, 1111.6 кг/м3,  2160 кг/м3 , 807.2 кг/м3 , D = 10-8 м2/с,,  ? = 2, = 10, 0.76098, 0.65283, 0.247051, 0.603523, 0.252877, 1.011507, = 10 м-1, = 1 м-1, = 1.768·10-6 Па·с, =807.2·10-6 Па·с, = 0.51·10-6  м/с, ?E =86400, R =8314, T = 373 К, = 0.3 м-1, == 0.1 МПа, = 1, = 1, = 0.8, = 0.8, = 0. 135493·10-5 м/с, = 0.15, = 0.85, = 0.15, = 0.85, L = 3 м, t = 2592000 с, 0.048·10-12 м2, 0.0048·10-12 м2, 0.03, 0.3.

На рис. 6.7 представлены результаты некоторых численных расчетов.

Их анализ показывает, что осаждение частиц породы и забивание пор пузырьками газа оказывают существенное влияние на изменение абсолютной проницаемости и пористости, как по величине, так и по простиранию (рис. 6.7g, h). Если вблизи скважины оно практически не ощущается, то  по мере продвижения фронта кислоты по ПЗП - возрастает. Осаждение частиц породы и забивание пор пузырьками газа в зоне интенсивной химической реакции приводит к снижению скорости продвижения фронта кислоты (рис. 6.7j). Ухудшение фильтрационных характеристик за счет забивания пор частицами породы и пузырьками газа приводит к увеличению фильтрационного сопротивления среды, что в условиях рассматриваемого режима закачки приводит к увеличению давления (рис. 6.7i). 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. 6.7j). Наиболее существенное влияние процессы кольматации и суффозии проявляется в пористых блоках.

a)	b)
e)	f)
g)	h)
i)	j)
Рис. 6.7. Результаты численных расчетов при непрерывной закачке раствора кислоты в ПЗП нефтяных месторождений с корбонатным коллектором с учетом трещиноватости породы, кольматации и суффозии пор продуктами реакции: a) распределение концентрации солей магния,  b) распределение концентрации солей кальция, c) распределение концентрации воды, d) распределение концентрации газа, e) распределение концентрации нерастворимых частиц породы, f) распределение концентрации кислоты, g) изменение проницаемости, h) изменение пористости, i) распределение давления, j) положение фронта течения кислоты

6.3.4 Математическое моделирование кислотного воздействия на ПЗП скважин газовых месторождений с трещиновато-пористыми карбонатными коллекторами с учетом трещиноватости породы, кольматации и суффозии пор продуктами реакции

В процессе фильтрации в 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 пористой среды и свободные твердые частицы, образующиеся  в результате его разрушения под воздействием кислоты), компонентами которой являются растворимая и не растворимая кислотой фракции породы. Капиллярные силы не учитываются. Принимаем, что не весь образующийся углекислый газ растворяется в воде, а его часть в виде пузырьков отлагается на стенках скелета породы.

С учетом вышеизложенного, математическая модель кислотной обработки  призабойной зоны газового трещиновато-пористого пласта с учетом кольматации и суффозии пор продуктами реакции можно представить в виде уравнений, приведенных ниже.

Уравнение сохранения массы кислотной компоненты, внедряемой в пласт:

  (6.3.3.1),

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.