Генерация анизотропной сети «червоточин» при кислотной обработке карбонатов и анализ модели формирования червоточин с помощью усреднённых континуумных численных симуляций

Оптимальная разработка операций матричной кислотной обработки в карбонатных коллекторах остаётся актуальной темой. Хотя для прогнозирования распространения «червоточин» существует несколько моделей, большинство из них недостаточно практичны для реального проектирования обработок или были разработаны для воспроизведения данных керновых прогонов и не могут быть просто масштабированы для описания формирования червоточин в сложной геометрии скважин. Модель распространения червоточин Фуруи (Furui et al. 2012a) решает эту проблему: она модифицирует эмпирическую корреляцию Buijse и Glasbergen (2005) и включает процедуру масштабирования для представления полевых операций кислотной обработки карбонатов на основе лабораторных данных керновых прогонов. Это практический инженерный инструмент для проектирования обработок в горизонтальных скважинах, включая «босые» вскрытия и компоновки с кластерами перфораций в относительно изотропных и однородных пластах. В этой работе выполнён анализ модели Фуруи с учётом эффекта анизотропии (проницаемость по осям x, y, z) в карбонатном пласте. Анализ охватывает как радиальное и эллиптическое распространение червоточин, формирующихся от открытого интервала, так и сферическое или эллипсоидальное распространение червоточин, возникающее от каждой перфорации в компоновке с кластерами перфораций при использовании техники ограниченного входа для обеспечения приемлемого размещения кислоты. Разработка выполнена с использованием обширных 3D численных симуляций с двухмасштабной континуумной моделью и методом конечных объёмов для представления растворения пористого каркаса. Численная модель настроена на воспроизведение реальных результатов путём согласования с экспериментальными данными керновых прогонов и шаблонами растворения. Получены выводы для изотропных и анизотропных формаций. В изотропных формациях при радиальном распространении червоточин моделирование показывает образование от четырёх до шести червоточин, распространяющихся радиально в каждой плоскости. При сферическом распространении модели дают от 16 до 24 червоточин, распространяющихся сферически от точки впрыска кислоты. В анизотропных формациях радиально стимулированная зона может превратиться в эллиптическую стимулированную зону в зависимости от скорости впрыска кислоты и величины гетерогенности проницаемости. Большая ось эллиптической стимулированной зоны совпадает с направлением большей проницаемости и большей длины корреляции проницаемости и становится длиннее при увеличении скорости впрыска кислоты. Аналогично, сферический шаблон распространения червоточин в анизотропных формациях может преобразовываться в эллипсоидальную стимулированную зону.