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酸压改造技术一直是塔河油田碳酸盐岩储层增产的主要措施。塔河油田碳酸盐岩储层较致密,裂缝延伸压力高,酸压改造缝高难以控制;天然裂缝发育,酸液滤失严重;储层较深,地层温度较高,酸岩反应速度快。这些特点导致酸蚀缝长较短,不能沟通远井地带的缝洞系统,限制了酸压增产效果,造成塔河油田酸压难以实现深穿透、造长缝的目标。
本论文从现场施工统计、前置液作用机理、主体酸作用机理、顶替液作用机理和超大规模酸压工艺方面进行了塔河油田改造机理研究。首先,进行了大型酸压油田地质特征、使用材料、施工工艺和施工参数方面调研,为本论文研究提供思路。其次,塔河油田前期进行了多井次超大规模酸压施工,对这些井进行了统计分析,统计超大规模酸压中活性水注入量、排量、酸液用量、顶替液量和粉陶用量与缝长和缝高间的关系,为模拟研究提供现场数据支持。最后,通过实验和数值模拟两种方法研究塔河油田改造机理。在实验方面,测试了不同酸液用量和注入方式对裂缝表面刻蚀形状和酸蚀裂缝导流能力的影响,闭合应力对导流能力的影响,为预测导流能力提供依据。在数值模拟方面,在研究了前期开采对地层压力的影响,大排量注入大量活性水对地层压力的影响以及活性水注入量对酸液滤失的影响规律的基础上,提出了活性水注入降低酸液滤失的机理,推荐了活性水注入量;研究了酸液性质、酸液用量、施工工艺、排量和顶替液用量对有效酸蚀缝长和导流能力的影响规律,提出了酸液和顶替液在酸压中的作用机理,推荐了与地层条件相匹配的酸液用量、顶替液用量和施工排量。本论文通过研究认识到了超大规模酸压中有效酸蚀缝长影响因素及其影响规律,形成适合塔河油田奥陶系储层的超大规模酸压改造理论体系,为超大规模酸压优化设计提供理论依据,提高了超大规模酸压施工的有效性和成功率。