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1、毕业设计（论文）水平井渗流理论及产能设计中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）- I -摘要水平井是开发油气田，提高采收率的一项重要技术。本文以水平井为研究对象，从水平井的渗流过程出发，综合运用油藏地质、油藏渗流理论、点源函数、Green 函数、保角变换、偏微分方程等多学科知识, 描述水平井渗流与产能计算的理论与方法。从点源函数出发，利用积分和保角变换，系统推导了无限大平面直线源、无限大平面条带源、条带形地层直线源、条带形地层条带源的压力表达式。在源函数基本理论和包角变换理论研究的基础上，对水平井不稳定渗流理论和稳态渗流理论进行了研究。研究了水平井的拟稳态和稳态产能方程，对水平气井和直井的产
2、能进行了对比，研究结果对于水平井产能分析的现场应用具有重要的指导意义。在对水平井产能理论研究的基础之上，结合伊朗 Mis 油田实例进行了研究。关健词，水平井 渗流理论 稳态产能 拟稳态产能中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）- II -AbstractHorizontal well is a very important technology to exploer oil field and to enhance recovery factor.This dissertation makes horizontal well as research objeet，according to r
3、eservoir charaeteristics and the seepage poeess of horizontal well,using multidisciplinary nowledges omprehen-sively ncluding eservoir geology,reservoir seepage theory，point source function，Green function,conformaltransformation，partial differential equation et al,then researches theory and method s
4、uitable for describing seepage proeess and productivity calculation of horizonial well.Based on point source function，conformaltransformation，infinite f1at band souree，band reservoir straight-line source and band reservoir band source are derived with integration and image reflection methods.On the
5、basis of source function and theory researehes，transient seepage theory and of non-transient seepage theory horizontal well was researched. Pseudo-steady state productivity and steady state productivity equation of horizontal well was researched and on the productivity were analysed.Deliver ability
6、of horizontal and vertical well was compared. .The research results had important guiding significance for field application of horizontal well productivity analysis.On the basis of theory researches for the productivity of horizontal well，corresponding formulate were applied in Mis Oilfield in Iran
7、 actually.Key words: Horizontal well；seepage theory；steady state Productivity；Pseudo- stesady state productivity中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）目 录第 1 章 前 言 .11.1 研究的目的意义 .11.2 国内外研究现状 .11.2.1 国外研究现状 .11.2.2 国内研究现状 .21.3 研究内容及技术路线 .2第 2 章 水平井渗流理论 .42.1 水平井稳定渗流理论 .42.1.1 保角变换理论 .42.1.2 水平平面水平井流量 .42.1.3 垂直平面水平井径
8、向流 .52.2 水平井稳定渗流理论 .72.2.1 持续点源理论 .72.2.2 水平井平面源(汇)渗流理论 .82.2.3 水平井三维源(汇)渗流理论 .10第 3 章 水平井产能及评价 .143.1 水平井产能 .143.1.1 水平井稳定流产能 .143.1.2 水平井不稳定流产能 .173.2 水平井产能评价 .193.2.1 水平井稳态产能评价 .193.2.2 水平井拟稳态产能评价 .22第 4 章 应用实例 .24第 5 章 结论 .29致谢 .30参考文献 .31前 言- 1 -第 1 章 前 言1.1 研究的目的意义水平井技术是一项非常有潜力、有优势的新技术，它主要是泄油的
9、面积比直井大得多。特别是对于底水或气顶油层，打直井开发很容易形成水锥进，水平井则十分有利，底水驱油不是锥进的形态，而是脊进形态，这样，水平井的水驱体积就要比直井大得多，自然，水平井有利于提高产量，有利于提高采收率。目前，水平井开采技术已引起世界范围内的高度重视。据有关资料统计，一般水平井的生产能力是直井的 3-5倍，经济效益十分可观。水平井技术优势在于单井产量高、单井控制储量大，其采油成本比直井低。水平井具有比直井更长的完井层段，能够产生较大的泄油区，可以改善断块型油藏的连通性，能够有效抑制有底水或气顶油藏的水锥或气锥，具有水力压裂造缝无法实现的合理定向控制和长度控制等。近年来，随着技术进步，
10、大大降低了水平井生产成本，用水平井开采油藏日益广泛，合理地设计水平井及正确地预测其生产能力，已成为能否达到油田预期开发效果的重要问题。自八十年代以来，水平井以其独具的特点和优势得到了顺速发展，特别是对于非均质、薄油层油藏、断块油藏、低渗透和特低渗透油气藏、裂缝性底水油气藏、稠油和特稠油等有藏的开发中更具优势。水平井技术成熟后得到大规模推广应用，使得过去一些难以投入开发的低渗透油层、气顶底水油层、裂缝性油层、稠油油层和岩性油层得到开采，低产可以变高产，死油可以变活油，给油田开发带来巨大的效益。油田开发的部署方式、开发的渗流规律和动态预测都为之一新，完全打破了过去固有的认识，开创了油田开发新的思路
11、，不少开发人员认为这是油田开发的一场革命。近年来，水平井越来越广泛地应用于油田开采，尤其是用水平井可以更科学、合理、高效地开发低渗透油藏，因此低渗透油藏水平井油气两相渗流动态研究对水平井开发低渗透油田油藏工程研究和采油工艺应用具有重要作用水平井开发指标预测对水平井有重要影响，通过相关方法对水平井的各项指标预测不仅能对水平井的情况有大体了解，还能为以后的相关水平井工作打下基础。预测结果与相关数值模拟相比较，可以得到关于水平井的一些相关数据，能更好的了解水平井。根据新设计水平井所在类中已投产水平井的指标来对新井的开发指标进行预测能直观了解所要开发的新井的相关情况。并且通过已投产水平井的有关开发指标
12、来确定新设计井的开发指标，从而使计算结果更加准确。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状 水平井产能预测方法研究始于 20 世纪 50 年代，1958 年前苏联学者 MeB首次发表了计算水平井产量的解析公式，1964 年前苏联的另一位学者前 言- 2 -.B 在专著中系统的总结了水平井的发展历程和生产原理，提出了水平井稳态产量计算方程 ，这些工作标志着水平井产能分析理论由此开始。Joshi 将水平井的三维渗流问题简化为垂直水平面内的二维问题，利用势理论首先推导了均质油藏中水平井温态产能公式。Giger 利用水电相似原理推导了均质各向同性油藏水平井与直井的产能方程，将非均质性影响的各向异性引入推导的产能方程中。Karcher 论述了具有网格状的油藏中水平井及压裂井拟稳定流动时的产能分析方法，并论述了利用水平井开采低渗透油
