文档介绍：摘要水平井具有生产压差小、泄油面积大的特点,能有效减缓水气锥进,提高油气井产量和采收率而被广泛采用。本文针对水平井的油藏稳态渗流与井筒内流体流动,建立了裸眼水平井变质量流与底水油藏渗流耦合模型。根据耦合模型研究了完井参数对入流剖面、产能指数、井简压降等的影响规律。在此基础上,结合多目标最优化理论,对底水油藏水平井垂向位置进行了优化研究,为水平完井产能参数的优化提供了理论基础。得到以下研究成果:针对各向异性、均质板状底水油藏的单相渗流模型,把裸眼井看作线源,利用数学物理方法中的格林函数和源函数法、纽曼乘积法、叠加原理、拉普拉斯变换等方法,同时考虑了地层污染和非达西流引起的附加压降,推导出了板状底水油藏中裸眼水平井的压降模型。利用压力和质量的连续性原理,建立了油藏渗流和水平井筒流体流动的耦合模型。在油藏渗流和井筒耦合模型的基础上,得到水平井产能公式,分析了完井参数、井筒壁面、地层污染和非达西流对裸眼水平井产能的影响。·水平井筒长度逐渐增加,则产能指数逐渐增加,井筒端部入流量受地层污染和非达西流影响明显。底水油藏水平井垂向位置是影响水平井开发效果的重要因素。利用有限弦变换和源函数理论求解三维稳态渗流方程,得到了圆柱形底水油藏水平井的产能、临界产量和见水时间公式。以水平井垂向位置为决策变量,建立了以其产量、临界产量和见水时间为目标函数的多目标优化模型,实例计算得到水平井在底水油藏中的合理位置约为油藏厚度的。这为水平井开采底水油藏的优化设计提供了理论基础,对实现水平井的稳产及延长无水开采期具有重要的理论和现实意义。关键词:底水油藏,水平井,耦合模型,产能,多目标优化
’甅,,.,——甌..,⑽
猳谢廿籺,.畁,,;.,.瓼,,琾.——
第一章绪论研究目的及意义国内外研究现状随着油气藏开采的难度增大,尤其是开采特殊类油藏、特殊环境类油藏时,对开采技术的要求已远远超出了直井所能提供的技术要求,水平井的使用不仅能解决直井不能解决的技术问题,而且更能从经济层面上提高产能、降低投入成本,使油藏的投入和产出比降到最小。因此水平井充分利用其具有的生产压差小、可有效抑制底水锥进、提高产能和采收率、节约投资成本等优势,使水平井钻采技术成为开发底水油藏的重要技术。水平井产能评价理论的研究已经取得相当大的进展井产能评价理论模型。然而由于井筒内流体流动和油藏渗流的复杂性,使得理论研究与实际水平井产能之间存在较大偏差。因此为了准确有效的对水平井的产能进行预测,有必要对水平井产能模型的理论作进一步的研究。底水锥进问题是开采底水油藏所遇到的最大问题,严重影响着底水油藏的采油率。水平井相比于直井在底水油藏中能更好延长见水时间、延缓底水锥进。开采底水油藏时见水时间、临界产量等受到水平井位置、长度等完井参数的影响,对井筒垂向位置、井筒长度、采油速度等优化研究有助于合理开采底水油藏,延缓底水锥进,延长并底见水时间,改善底水油藏的开发效果,增加水平井经济效益。针对水平井产能评价和参数优化的研究,本文只考虑油藏边界条件为无限大板状底水ゲ糠獗盏撞亢阊油藏的单相、均质、各向异性的渗流问题中的完井水平井产能模型。根据质量连续性原理和动量定理建立井筒内流体流动模型;根据格林函数和源函数法,并考虑油藏渗流受钻井污染和非达西流的影响,得到底水油藏渗流模型;将油藏渗流与井筒流动耦合进行产能和参数的敏感性分析。针对底水油藏水平井底水锥进问题进行了研究,并结合多目标最优化方法,对影响底水锥进问题的影响参数进行了优化研究。为提高水平井开发效果,确保水平井稳产和延长无水采油期提供了依据,也为开采底水油藏的水平井的优化设计提供了新方法。在油田开发中后期,剩余油的开采十分重要,然而在复杂油气藏中,传统意义上的直井已不能达到预期的开采效果。为了开采复杂油气藏,人们逐渐将钻井技术投向水平中国石油大学6硕士学位论文
井钻井。水平井钻井技术起源于二十世纪三十年代,发展于八十年代,特别是近年来,世界各国在复杂油藏中采用复杂的钻井工艺钻得大量的水平井,来实现油气田的增产,而且已取得明显的经济效益。正因为水平井在油藏中使用范围的迅速发展,也使得水平井钻井技术更加完善,其应用范围也更加广泛,主要应用油田如薄层、天然裂缝性油藏、水气锥迸油藏、低渗透性油藏、气藏、稠油油藏、底水驱替油藏和三次采油驱替油藏等。水平井技术是集井眼轨道设计、钻井液设计、侧钻方式、完井方式、固井和采油工艺于一体的技术。随着水平井技术的发展水平井完井方式已有多种,国内外常用的完井方式有:射孔完井、裸眼完并、筛管完井、砾石充填完井等。但这些完井方式存在着一个共同的问题,相比于井筒其它位置井筒跟端的压差最大,若水平井放在底水油藏中则很容易引起井筒跟端过早见水而形成底水锥进,进而降低产油