在储层生产过程中,由于地下介质的非均匀性或者井筒压摩擦力的影响,使得生产井早期见水,从而导致采收率或者净产值降低。最近出现的分段控制的智能井技术可以通过井下传感器对储层采收过程中的流体状态进行实时监测,并将信息反馈到井下的流入控制阀门来调节各个井段的流速,实现储层的优化生产。智能井技术发展受限于井下传感器技术,目前可以实现的井下传感器主要有温度传感器、压力传感器及多相流传感器等井内传感器,它们只能监测到井筒内的流体状况,适合于智能井的主动控制方式(Reactivecontrol)。理论上讲,防御式控制(Proactivecontrol或Defensivecontrol)可以进一步延迟见水时间,大大减少水的产量,提高净产值,而这种方式的实际应用目前受限于井外流体监测技术。本论文提出将地质雷达安装在水平井上,利用高频电磁波在储层中传播来探测储层生产过程中油水界面的运移,以使智能井的防御式控制可以在油田生产中得到实际应用。　　 文中从下面几个方面开展研究:　　 (1)对智能井的国内外研究进展和智能井控制理论及井下传感器的发展进行了综述,对于智能井井外流体探测的必要性进行了分析;对地质雷达的研究进展和应用现状进行了综述,提出将地质雷达应用在井下的储层环境中以进行油水界面探测。　　 (2)利用混合介质的电性公式对储层的介电常数和电导率的范围进行分类求取,采用电磁波的复传播公式对地质雷达工作的电磁波在储层介质环境中传播的损耗和相位畸变进行分析,找出适合地质雷达在储层进行有效工作的最佳频率为100～1000MHz,理想的介质环境为电导率小于0.02S/m;利用电磁波的反射公式对电磁波在油水界面的反射进行分析,得出结论为:当两个介质的电导率在差别不大时,反射系数主要取决于两个介质的介电常数;当两个介质的电导率差别很大时,两个介质的电导率对反射系数起主要影响;频率的变化对反射系数影响不大;雷达接收端应该采用TE模式。用雷达性能公式进行探测深度分析,得出结论:介质的电导率影响雷达的探测深度,现有的雷达系统可探测10米的深度。　　 (3)建立井中雷达储层探测的联合数值模型。采用隐式压力显示饱和度(IMPES)的方法对油水两相达西渗流方程进行数值离散,求出采油过程中含水饱和度的分布;利用时间域有限差分方法(FDTD)对麦克斯韦方程组进行离散,求出井中雷达电磁波在储层介质中传播的接收端响应。利用混合介质的电性参数计算公式将储层数值模型计算出来的含水饱和度分布转换为介电常数和电导率的分布,以此作为井中雷达数值模型中的传播介质,实现储层模型和井中雷达模型的耦合。储层采油中油水前沿随着时间向前推移,将某一时刻的雷达响应减去前一时刻的雷达响应就可以得到油水界面距离井中雷达的位置。分析井筒金属腔体对电磁波的干涉,提出在井筒的槽内充入绝缘介质并合理设置雷达的放置位置,即可最大限度的消除金属腔的影响。　　 (4)针对薄油层底水采油,进行井中雷达储层油水界面探测的二维横截剖面数值模拟和二维平行剖面数值模拟,以验证井中雷达的接收响应可以反映出开采过程中的油水界面位置;提出采用准同步的雷达工作方式,即相邻雷达之间工作时间间隔较短的时间,以避免相邻雷达之间的信号干扰;分析了雷达的排布间距和储层成像的空间分辨率之间的关系,雷达排布密集则成像的空间分辨率高;对影响雷达探测油水前水沿的关键参数进行敏感性分析,指出油水粘度比和相对渗透率比是影响雷达探测油水前沿能力的关键参数。　　 (5)以薄油层底水驱油为例,基于井中雷达进行储层监测的可行性,提出一种新的Proactive智能井采油控制方法,并将其与传统水平井采油、常规分段井采油和ON/OFF模式的Reactive智能井采油进行比较,得出基于井中雷达的Proactive控制方法可以提高净产值,因此具有更大的经济优势。