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水平井在开发各类油气藏过程中具有诸多优势,但由于水平井目标井段入流不均匀,容易过早见水,而且生产见水后含水率会急剧上升,产油量急剧下降,造成其稳产时间短,严重影响油田整体开发效益。因此研究水平井入流动态规律及控制方法对于延缓井筒见水、延长稳产时间及提高采收率具有十分重要的意义。 本文在系统调研国内外相关控水完井技术研究成果的基础上,着重围绕新兴的控水完井技术—ICD完井优化理论和方法,展开了全面、系统的研究,具体完成以下工作: (1)针对底水油藏射孔完井,采用多段井模型来模拟研究水平井入流动态规律,系统的研究了引起底水锥进和水平井目标井段局部过早见水的主要因素,丰富了底水锥进机理研究。 (2)针对底水油藏水平井ICD完井稳油控水技术,采用Eclipse油藏数值模拟软件,首次建立了ICD完井多段井模型,模拟研究了ICD完井对水平井目标井段入流控制效果,以及对产能和最终采收率的影响规律。 (3)针对水平井ICD完井参数优化问题,基于势的叠加和等效井径原理,结合非均质油藏不同完井方式水平井完井表皮系数模型,建立了水平井ICD完井条件下非均质油藏渗流与井筒变质量流耦合模型,为水平井ICD完井井筒压力及入流量分布预测和ICD参数优化设计提供了理论基础。 (4)分别提出了均质油藏和非均质油藏水平井ICD完井优化设计方法,并给出了水平井ICD完井分段优化设计标准,并结合水平井ICD完井耦合模型和遗传优化算法,建立了水平井目标井段ICD完井参数分段优化设计方法,为目标井段ICD完井参数分段优化设计提供了科学依据。 通过本文的研究,丰富和发展了稳油控水完井技术,提出了水平井ICD完井控水方法。建立了水平井ICD完井油藏渗流与井筒变质量流耦合模型,该模型计算精度可靠,为ICD完井分段参数优化设计提供了理论基础。提出了水平井ICD完井优化设计方法,实现了ICD完井参数分段优化设计的目的,为水平井生产动态预测及ICD完井参数优化设计提供了理论基础,对现场实际ICD完井新技术的推广及应用具有重要的指导意义。