石灰岩酸压裂缝蠕变闭合机理研究OA北大核心CSTPCDEI

石灰岩储层渗透率低、非均质性强,油气开发过程中常采用酸压进行储层改造,但酸蚀后岩石力学性质会发生明显改变,在高闭合压力作用下酸蚀裂缝的稳态蠕变速率显著增大,裂缝更容易发生蠕变闭合,致使导流能力下降甚至丧失,揭示酸蚀石灰岩蠕变机理对于深层油气储层改造与高效开发具有重要意义。为此,在研究酸蚀石灰岩蠕变特征基础上,提出了酸蚀石灰岩的蠕变方案及模型,结合酸蚀石灰岩的三轴蠕变实验,采用ABAQUS有限元分析方法,研究了石灰岩酸蚀后蠕变和酸蚀裂缝壁面微凸体对导流能力的影响。研究结果表明:①石灰岩酸蚀后表现出显著的蠕变特性,低围压时,酸蚀石灰岩峰值强度显著下降,高围压时,酸化对石灰岩峰值强度影响不大;②在初始蠕变阶段与稳态蠕变阶段、稳态蠕变阶段与加速蠕变阶段之间没有明显的界限;③轴向应力是控制酸蚀裂缝闭合的主控因素,酸蚀软化层的存在使石灰岩裂缝的强度显著下降,软化层承担的应力是酸蚀石灰岩内部的4~6倍;④酸蚀石灰岩裂缝的蠕变本构关系满足虎克体与麦克斯韦尔体的并联关系,酸蚀石灰岩裂缝的蠕变表现出滞弹性。结论认为,虎克体与麦克斯韦尔体的并联模型可有效预测酸蚀石灰岩的蠕变特性,提高了深层石灰岩油气藏酸化酸压作业风险防范效率,为深层、超深层石灰岩储层改造与高效开发提供理论指导,建议持续深化对酸蚀后不同岩性岩石力学特性的研究,以推动石灰岩储层改造的技术创新和高质量发展。