编辑推荐：
针对碳酸盐油藏基质酸化现场尺度模拟受计算限制的问题，研究人员开发自适应网格细化（AMR）技术，结合双尺度连续模型在 COMSOL 中模拟。以 30 米厚油藏层为例，结果可助评估酸化过程、优化参数，提升处理效率。
在油气资源开发领域，碳酸盐油藏因其储存着全球超 60% 的油气资源而备受关注。基质酸化作为一种常用的增产技术，通过在碳酸盐岩中形成高导流率的虫孔（Wormhole）来提升渗透率，从而提高油气采收率。然而，长期以来，相关研究大多局限于岩心尺度的实验室样本，难以开展现场尺度的模拟，核心瓶颈在于传统计算方法面临巨大的计算成本挑战，无法在保证精度的同时处理大规模复杂模型。因此，如何突破计算限制，实现对现场尺度基质酸化过程的高效精准模拟，成为该领域亟待解决的关键问题。
为了攻克这一难题，国外研究人员开展了相关研究。他们开发了一种自适应网格细化（Adaptive Mesh Refinement，AMR）技术，并将其与双尺度连续模型相结合，在 COMSOL Multiphysics 软件中实现了对反应敏感区域的网格细化，旨在降低计算成本的同时保持模拟精度，为现场尺度的基质酸化模拟提供可行方案。研究得出，所提出的框架能够实现对碳酸盐油藏基质酸化过程高效且高精度的模拟，为实际油田应用提供了重要的理论和技术支持。该研究成果发表在《Fuel》上。
研究中主要采用的关键技术方法包括：构建双尺度连续模型，用于描述酸在碳酸盐岩中的反应流动，该模型涵盖达西尺度和孔隙尺度的耦合行为；开发并应用 AMR 技术，实现对反应活跃区域的网格动态细化；利用 COMSOL Multiphysics 软件作为模拟平台，进行模型的数值求解和可视化分析。
模型描述
研究考虑了三种模型：用于模型验证的 1D 模型、2D 模型（线性和径向）以及 3D 径向模型，通过不同维度的模型分析，全面探究基质酸化过程中的物理化学行为。
1D 岩心尺度模型
在一维模拟域中，将其离散为 1,270 个网格单元，初始孔隙度设为 0.2。在出口边界设定零浓度梯度和大气压力，假设横向梯度可忽略不计。通过对比完全隐式方法、解析解和线法（Method of Lines，MOL）的结果，验证了模型的准确性和可靠性。
结论
本研究成功开发了一种稳健且可扩展的框架，通过在 COMSOL Multiphysics 中将双尺度连续模型与 AMR 技术耦合，准确捕捉了流体流动、物质传输和酸岩反应的耦合行为。以往研究因计算需求高而局限于岩心尺度样本，本研究首次实现了碳酸盐油藏基质酸化的现场尺度模拟。以一个真实的 30 米厚油藏层（含 0.6 米损伤带）为例，进行了 150 小时的模拟，研究结果使得在现场实施前能够全面评估酸化过程，进而选择最佳参数以最大化处理效率，为碳酸盐油藏的高效开发提供了关键技术支撑，具有重要的实际应用价值和科学意义。
研究结论表明，AMR 技术与双尺度连续模型的结合是解决现场尺度基质酸化模拟计算难题的有效途径，能够在保证精度的前提下显著降低计算成本，为复杂油藏条件下的酸化工艺优化提供了可靠的工具。讨论部分强调，该框架为碳酸盐油藏的增产措施设计提供了新的思路，有助于深入理解酸岩反应过程中的多物理场耦合机制，对提升全球碳酸盐油气资源的开发效率具有重要的推动作用。
