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长井段水平井作为碳酸盐岩储层的高效开发模式之一,由于储层强非均质性及长井筒效应的影响,在钻完井及开发过程中受到伤害的程度及复杂情况远高于直井。基质酸化是碳酸盐岩解除污染、恢复产能的重要增产措施。但对于水平井段长达一千多米的水平井,按照常规设计理念进行分段或大型酸化,成本将十分昂贵；而且现场实践结果表明,碳酸盐岩储层长井段水平井酸化效果远不如直井酸化效果,造成这个问题的主要原因是对储层伤害分布认识不清、布酸工艺模式不合理且缺乏优化的设计方法。因此有必要在精细化描述污染形态特征的基础上,对不同酸化模式、不同酸化工艺过程进行全面模拟及效果预测,研究水平井高效酸化技术设计方法,优化酸化方案。本文着眼于目前较突出的强非均质性碳酸盐岩水平井合理布酸问题,主要开展了以下工作：1)将水平井段划分为微小单元进行独立伤害模拟分析,应用平面径向渗流理论,综合考虑储层非均质性和施工参数沿水平井段的非均匀分布,耦合变表皮系数模型和泥饼动态生成模型,建立了描述水平井伤害程度和形态分布的水平井非均匀伤害精细化动态描述模型。2)将描述碳酸盐岩基质酸化酸蚀蚓孔生长规律的双尺度模型与水平井井筒流动模型、油藏流动模型、流体界面移动模型以及储层伤害表皮系数模型有机结合,构建了能够详细描述碳酸盐岩水平井基质酸化过程的系统模型及增产倍比预测模型。3)考虑了化学微粒在水平井筒中的段塞式流动封堵过程,以及对后续注入酸液段塞酸化效果的影响,建立了化学微粒分流酸化工艺系统模型。4)建立了连续油管拖动酸化工艺模型,同时给出了连续油管匀速和变速拖动两种情况下拖动速度的计算方法,实现连续油管拖动酸化全过程模拟。5)基于建立的不同酸化工艺模型,提出了一套碳酸盐岩储层水平井新型基质酸化模式优化方法,包括非均匀伤害模拟,酸化模式(全井段、分段和局部酸化)及分段方案选择,布酸工艺(笼统、化学微粒分流和连续油管拖动布酸)选择,优化工艺参数四个步骤,可用于优化水平井基质酸化方案。通过本论文的研究,形成了一套从真实伤害评价到酸化设计及模拟,再到效果评估的系统的碳酸盐岩储层水平井基质酸化模式优化方法,成果具有较强理论意义和工程实用价值。