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复杂结构井通过对油气藏实行高效的立体式模式开发,成为目前海上油气田开发提高产量和采收率的有效措施之一。但是与油田实际开发生产紧密联系的复杂结构井渗流理论研究及生产系统分析却相对滞后。
本文针对海上疏松砂岩油藏的特点,着眼于不同完井方式下复杂结构井的渗流机理,结合数值模拟研究方法,进行具有海上油气开发特点的防砂完井方式下复杂结构井的产能评价研究;结合常规直井和水平井的相应研究成果,从不考虑生产段压降损失(生产段具有无限导流能力)和考虑生产段压降损失(生产段井筒变质量管流与近井地带油藏渗流的耦合作用)两方面进行了管内砾石充填完井和优质割缝筛管/衬管完井方式下复杂结构井的产能研究,并建立了相应的产能评价新模型;基于井筒液体流动与管路液体流动具有流动相似性,结合用于工程管路的流体力学汇流理论,采用整体压力系统分析方法,在考虑各分支在主井眼井底相互干扰的基础上,对多分支井的生产系统进行研究,建立了以主井眼井底为求解节点从油藏到井口的复杂结构井生产系统(包括近井油藏渗流、生产段井筒变质量管流、弯曲段多相管流以及垂直段多相管流四种流动耦合)的一体化分析新模型;采用等值渗流阻力方法,借助水平井渗流理论,推导了鱼骨刺井产能计算公式;在总结生产段压降损失计算方法的基础上,基于常规三维黑油模型建立了复杂结构井生产段分层流动压降损失数值计算模型和套管完井方式下生产段压降分析模型,并与现行数值模拟软件计算生产段压降损失的计算进行了对比。
将所建立的不同完井方式的复杂结构井产能评价模型应用于渤海油田的具有代表意义的几个油区,并与油井实际/测试产能进行了对比分析。结果证明,所建立的水平井、多分支井、鱼骨刺井产能评价新模型以及数值模拟方法可以用于海上疏松砂岩油藏的产能评价。