在开发低渗气藏时,采用分支水平井技术可同时开采两个及以上层位,能有效提高水平井单井产量和经济效益,但随着开发的进行,气井将出现不同程度的产水。拥有两个井底的双分支井(本文重点针对双分支水平井)井筒内的气液两相流动比一般水平井的流动更为复杂,可能会出现两分支气液倒灌的情况,这将会严重影响到气井生产,这就迫切需要开展双分支水平井井筒干扰影响因素研究及排水采气工艺技术研究。为此,本文首先采用数值模拟方法对分支井气液两相流干扰因素和泡沫流动规律进行了模拟研究,然后设计搭建可视化双分支水平井模拟装置并开展实验,基于分支水平井流动特征建立了分支水平井压降预测模型,并结合分支水平气井产能模型对影响双分支井系统产量及相互干扰的主要影响因素进行了设计分析。主要开展以下工作:(1)利用Fluent软件模拟计算当流体通过分支与垂直管交汇处时的速度场及流场分布,并对分支间距、分支间压力梯度、入口液相组分以及泡沫质量影响因素进行敏感分析,得出导致双分支水平井干扰的主要因素和泡沫流流动规律。(2)设计搭建了一套可视化双分支水平井模拟实验装置,其总高为7m,两分支水平段为3m,分支间距3.5m的实验装置。管路材质为透明有机玻璃管,其内径为40mm,同时配备了气液供给系统和测控系统,为开展不同条件下双分支水平井排水采气模拟实验提供条件。(3)在不同气量,液量和上分支入口压力条件下开展了双分支水平井干扰模拟实验,根据观察双分支水平井的流动特征,把实验分为上分支向下分支倒灌阶段、协同排液阶段和下分支向上分支倒灌三个阶段分析,结合压力和流量数据,分析了上分支压力,入口进液量、直管段压差等因素对分支井干扰的影响规律。(4)优选了分支水平井的垂直段和水平段压降模型,基于多分支井筒汇流特征,根据质量、动量和能量守恒建立了分支水平井两相流汇流压降模型,模拟计算表明汇流损失压降与分支夹角、分支水平段入口流量、入流速度,垂直井底入口速度、入口流量和井筒半径等因素有关。通过对比实验数据,验证了此模型能够准确预测分支水平井两相流汇流的压降损失。(5)基于分支水平井压降预测模型和分支水平气井产能模型,进行模拟计算,对层间距、井口压力、气液比等进行敏感分析,优化双分支水平井生产参数,在保障双分支井正常生产条件下,避免分支相互干扰,以达到经济有效开发。本文研究丰富了分支水平井排水采气工艺的相关理论,对利用分支水平井开采产水气田有一定的指导意义。