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本文系统研究了复杂井产能动态预测数值模拟方法.取得以下主要研究成果:
针对油藏数值模拟中广泛采用的笛卡儿正交网格在描述复杂井型以及复杂油藏边界时存在的局限性,提出了综合运用径向网格、笛卡儿网格和六边形PEBI网格的混合PEBI网格对复杂井进行数值模拟的新方法.在直井区域采用径向网格,可以实现网格体积由小到大的变化;在复杂井区域采用笛卡儿网格,可以充分把握井筒附近的流动状态;在油藏区域采用六边形PEBI网格,可以更好地逼近复杂油藏边界和断层的形态.利用本文提出的网格生成方法所得到的混合PEBI网格具有高度的灵活性,适应于对复杂井进行精细油藏数值模拟的要求.采用全隐式方法对三维油水两相流动方程进行差分求解,具有很好的计算稳定性.
提出了基于复杂井半解析产能预测模型的生产指数计算方法,分别利用数值模拟方法和半解析模型对相同模拟区域的复杂井稳态产能进行求解,将稳态条件下的流压和产量项分配到各网格中,通过生产指数定义式计算得到含复杂井井段的各网格源汇项生产指数,利用油田实际生产数据验证了该处理方法的准确性.
通过对复杂井实际井眼轨迹的生产指数进行研究发现,在采用半解析方法处理复杂井生产指数时,若以复杂井产量为研究目标,可以采用斜直井筒代替实际井眼轨迹进行处理,若以近井地带渗流规律为研究目标,则无论从PEBI网格的构建还是从生产指数的计算,都应采用实际钻井的井眼轨迹进行处理.
依据表皮因子的一般形式,通过空间转换方法将各向异性油藏中的油藏参数、油井参数转换到各向同性空间,推导得到各向异性油藏中具有任意井斜角、方位角的斜直井段裸眼完井、割缝衬管完井以及射孔完井表皮因子,分别将不同完井方式表皮因子计算方法引入到复杂井产能预测半解析模型,能够有效处理复杂井数值模拟中的完井表皮计算问题.
应用复杂井产能动态预测数值模拟方法分析了分支长度、分支角度、分支数目等因素对鱼骨状分支井和辐射式分支井产能的影响.在采用单井生产时,分支间的干扰是影响复杂井开发效果的主要因素,在采用井网生产时,注入水的能量补充和生产井含水上升是影响开发效果的主要因素,提出了两种复杂井型分别作为单井生产和在五点法井网中作为采油井生产时的优化设计原则.