穿过单条或者多条裂缝的压裂水平井不稳定渗流问题是一个复杂的渗流力学问题。尤其对于未贯穿油层的水平井压裂这一增产措施来说,其流动过程也是油藏内三维流动与裂缝内二维流动相耦合的渗流过程。由于渗流方程的复杂性和各种边界条件的限制,使得这一问题的求解显得尤为复杂。 论文首先利用点源函数、Laplace 变换等基本数学理论,针对不同类型油藏边界和裂缝几何特征,建立了拉氏空间下无限导流和有限导流压裂水平井的基本数学渗流模型。通过点源函数的 NEWMAN 乘积,建立多维空间内的 GREEN 函数,从而求解出无限导流压裂水平井的渗流问题。通过对有限导流压裂水平井Fredholm 积分方程的数值离散,用半解析的方法求得了有限导流压裂水平井井底压力及流量分布。在以上 Laplace 空间解式的基础上,方便地求解出考虑表皮系数和井筒存储系数影响的井底压力。绘制了不同油藏边界下,具有不同裂缝几何特征的压裂水平井典型试井曲线,并对特征曲线进行了流动期分析。 论文在建立并求解水平井单裂缝系统渗流模型的理论基础上,应用势的叠加原理,建立了多裂缝系统压裂水平井的渗流模型。针对裂缝间距和裂缝条数等影响因素,对水平井井筒压力和不同裂缝的流量进行了分析。绘制了考虑裂缝间距和裂缝条数影响的井筒压力及流量分布图版,为多裂缝水平井优化设计和试井分析提供了理论基础。 最后论文以大庆榆树林油田为例,应用油藏数值模拟的方法,在历史拟合的基础上,对四种水平井开发方案进行了生产预测,并对压裂水平井的效果进行了分析。