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复杂结构井渗流规律研究 研究目的意义及必要性 目前，我国陆上东部大多数油田已有较高的原油采出程度和综合含水率，原油产量递减速度也日益加快；我国西部地区石油远景储量虽大，但勘探程度不高，勘探开发的风险较大[1]。这表明我国已进入复杂油气田开发时期，我国石油工业的发展正面临着严峻的科技挑战。为了将我国70%以上的复杂油气田储量转变为现实生产力，实现我国能源可持续发展战略，就必须研究开发复杂油气田的新技术和新理论[2]。在目前国内外出现的油气田开发新技术和新理论中，复杂结构井技术及其开发理论对开发复杂油气田有重要意义，值得关注和研究[3]。 复杂结构井技术是20世纪80年代以来国内外研究和应用较广泛的油气田开采新技术。由于钻井技术的不断进步，现在已能通过快速增大轨迹造斜钻井技术钻成多种类型复杂结构井。如今“复杂结构井”一词在石油行业用得很普遍，但不同的人对其理解并不一样。对钻井及采油人员来说，当井的轨迹不是垂直的或者当井出现特殊的钻井、完井及采油问题时，就认为该井是复杂结构井。但从油藏工程观点出发进行研究的复杂结构井是指非直线型的、具有二维或三维轨迹的单一井眼或由从同一口水平井或直井出发钻成的多个井眼所组成的井，不同的井眼既可以在同一垂直或水平面内钻成，也可以是占据油藏全部体积的三维井[4]。所以根据油藏工程的观点，如今已在油气田开发中投入使用的水平井、多分支井、蛇曲井、大位移井、阶梯式井、丛式井等井型，都属于复杂结构井的范畴。 在多数情况下，与常规垂直井相比，利用复杂结构井进行油气藏开发具有很多优势。设计合理的复杂结构井可以穿透多层，储量动用程度高、水驱控制储量大，单井产能高，能有效改善开发效果，提高油藏原油采收率，获得很高的经济效益。复杂结构井具有很强的油藏适应性，可用于复杂断块油藏、低渗透油藏、高角度层状油藏、气顶底水油藏、稠油油藏、互层状油藏、垂直裂缝油藏等多种油藏的开发，并有利于降低错误部署的风险。 由于复杂结构井在经济、高效地开发复杂油气藏方面具有直井不可替代的优越性，从20世纪80年代以来，复杂结构井技术及其开发理论一直是油气田开发领域研究的热点和前沿问题。无论是在研究复杂结构井的钻井和采油工艺技术方面，还是在研究其地层渗流规律和进行产能分析方面均取得了许多重大研究成果[3,5-7]，这为广泛和成功地应用复杂结构井技术奠定了基础。目前复杂结构井技术已成为国外油气田开发的重要技术，国内一些油田应用该技术也取得了一定成效[5,8,9]。 但是，目前国内外在研究和应用复杂结构井方面还存在着很多不足。在多种多样的复杂结构井中，仅对水平井、多分支井等井型有较多的研究和应用，而对近年来应用日益增多的新型复杂结构井，如蛇曲井、丛式井、阶梯式井等井型研究较少。对多种新型复杂结构井的研究也多是钻井、完井和采油工艺方面的研究，而对其地层渗流规律和产能分析等油藏工程问题研究得很少。多种多样的复杂结构井往往各有其特点和优势，能满足与之相适应的复杂油气藏开发的需要，也只有选择了与油气藏相适应的复杂结构井，才能更有效地开发油气藏。同时，由于复杂结构井的钻井和完井技术比常规直井要复杂得多，其开发油田的技术风险和经济风险也高得多，这就要求在钻复杂结构井之前必须进行技术和经济可行性评价研究，而这些又是以复杂结构井的地层渗流规律和产能分析等油藏工程问题的研究为基础的。因此，在加强研究和应用水平井的同时，还应加强对近年来应用日益增多的新型复杂结构井的研究；在开展复杂结构井钻井和采油工艺技术方面研究的同时，还应加强对其地层渗流规律和产能分析等油藏工程问题的研究。 基于我国油气田开发的现状和目前国内外在研究复杂结构井方面存在的问题，在前人的研究成果基础上，对近年来应用日益增多的新型复杂结构井的地层渗流规律和产能进行研究。由于复杂结构井类型多样，受研究时间的限制，同时也考虑到新型复杂结构井研究方法的相似性，本文选取水平井、分支井、蛇曲井作为研究对象。通过对这些井型渗流规律和产能分析研究可获得其井筒的压降规律、地层渗流规律。这些研究成果可为利用这些井型开发油气田的开发方案设计、确定合理工作制度、计算开发指标、进行开发动态预测、监测与分析和制订开发调整方案提供理论依据。此外，本文研究水平井、分支井、蛇曲井的思路和方法还可为研究其它类型复杂结构井提供有益的借鉴，其研究成果也将丰富复杂结构井的油藏工程理论，为利用复杂结构井技术经济、高效地开发我国的复杂油气田提供必要、可靠的理论依据。 国内外研究现状及技术发展趋势 在多种复杂结构井中，水平井有较长的应用历史，蛇曲井投入生产应用只是最近几年的事，而其它新型复杂结构井也多是在近十年才得到较广泛的应用，因此从地层渗流规律和产能方面取得的研究成果来看，它们之间存在明显差异。下面分别介绍水平井、蛇曲井和其它新型复杂结构井在地层渗流