考虑井筒内压降影响的水平井产能预测方法研究

论文摘要

对射孔完井水平井水平段伴有单孔眼与多孔眼的单相、两相入流条件下入流流体流动对井筒主流流场带来的影响进行研究,从基本的质量、动量和能量守恒方程出发,建立了水平井筒单相、两相变质量流动沿程压力降计算模型;针对目前水平井筒压降计算模型算法较为复杂和繁琐的缺点,推导出了一种计算射孔水平井筒单相流压降的新模型,通过实例计算发现,该模型计算过程较为简单,且可以准确预测井筒任意位置的压力分布。对几种常见的油藏类型,如边水油藏、底水油藏、上下边界封闭油藏,以Darcy理论和势函数理论为基础推导出了单相、两相流动在单个射孔孔眼、多个射孔孔眼下油藏中三维稳态流动的势分布;将所建立的水平井筒变质量流沿程压力降计算模型与油层渗流计算模型相耦合,得到了一个新的考虑井筒压力降的射孔完成水平井产能计算模型;建立了求解模型新的计算方法,并结合Matlab软件求解大型线性方程组的理论和特点,对计算方法进行了优选。选取胜利油田3口水平井实际数据,进行了实例计算,将结果与经典水平井产能计算方法和实际结果进行对比;研究了水平井流入动态关系、水平井筒内压降的变化特性以及水平井产量与长度之间的关系,并通过敏感性分析研究了水平井产能变化规律,验证了建立的相关模型与计算方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 水平井筒变质量流动压降计算研究
• 1.2.2 水平井产能计算模型国内外研究现状
• 1.3 本论文的研究思路和研究内容
• 1.3.1 研究思路
• 1.3.2 论文研究的主要内容
• 第2章 水平井筒变质量流动压降计算
• 2.1 水平井筒内流体流动特性
• 2.2 射孔完井水平井单相变质量流压降计算模型
• 2.3 射孔完成水平井筒内气液两相变质量流动压降计算
• 2.3.1 分层流压降计算模型
• 2.3.2 分散泡状流压降计算模型
• 2.3.3 环空雾状流压降计算模型
• 2.3.4 间歇流压降计算模型
• 2.4 井筒单相变质量流压降计算新模型
• 2.4.1 模型的建立
• 2.4.2 模型的求解
• 2.4.3 模型的验证
• 第3章 基于势函数理论的水平井产能计算模型
• 3.1 单相三维稳态渗流模型
• 3.1.1 势的基本意义
• 3.1.2 射孔水平井筒上单个射孔孔眼在无界地层中产生的势
• 3.1.3 射孔水平井筒上N 个射孔孔眼在无界地层中产生的势
• 3.1.4 底水、边水油藏中水平井的势的分布
• 3.1.5 各参数计算方法
• 3.2 油气两相渗流的基本微分方程
• 3.2.1 油气两相渗流的数学模型
• 3.2.2 油气两相稳定渗流的数学模型
• 第4章 渗流模型与压将模型的耦合模型及其计算方法优选
• 4.1 油藏渗流与井筒压降相耦合模型的建立
• 4.1.1 油藏内流动模型
• 4.1.2 井筒内流动模型
• 4.1.3 模型的耦合
• 4.2 耦合模型编程计算方法优选
• 4.2.1 MATLAB 中大型线性方程组的求解
• 4.2.2 MATLAB 中大型线性方程组的非定常迭代法
• 4.2.3 模型求解方法
• 第5章 实例计算及水平井各参数优选
• 5.1 实例计算及误差分析
• 5.2 射孔水平井各参数优化及敏感性分析
• 5.2.1 射孔孔眼深度与产量的关系
• 5.2.2 射孔孔眼半径与产量的关系
• 5.2.3 射孔密度与产量的关系
• 5.2.4 井筒半径与产量的关系
• 5.2.5 射孔相位角对水平井产能的影响
• 5.2.6 原油粘度对水平井产能的影响
• 5.2.7 水平段长度与产量的关系
• 5.3 水平井单相向井流动态关系曲线
• 5.3.1 水平井IPR 曲线、井筒压力分布研究
• 5.3.2 水平井单相井筒压降研究
• 5.4 水平段长度优化设计
• 5.4.1 以获得最高利润为目的的最优井长
• 5.4.2 水平井优化井长的计算实例
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢