【摘 要】
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目前,世界能源消耗比例仍以石油为主。随着世界经济技术的迅速发展,45%以上的轻质油被消耗,因此对于稠油等非常规能源的开采与消耗将会与日俱增。由于稠油粘度极高,开采难度和成本非常大,但其对温度异常敏感,因此稠油热采是现阶段最行之有效的开采手段之一。水平井注蒸汽作为稠油热力开采中最常规、最高效的技术手段,在日后的稠油开采中具有重要的地位。但因目前的水平井配汽模型精度有限,使水平段动用不均,耗能较大,因
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目前,世界能源消耗比例仍以石油为主。随着世界经济技术的迅速发展,45%以上的轻质油被消耗,因此对于稠油等非常规能源的开采与消耗将会与日俱增。由于稠油粘度极高,开采难度和成本非常大,但其对温度异常敏感,因此稠油热采是现阶段最行之有效的开采手段之一。水平井注蒸汽作为稠油热力开采中最常规、最高效的技术手段,在日后的稠油开采中具有重要的地位。但因目前的水平井配汽模型精度有限,使水平段动用不均,耗能较大,因此需要提高配汽效果以达到增产降耗。本文通过建立水平井配汽模型,以MATLAB为编程工具对水平井配汽流场开展了相关数值模拟研究,并通过三维物模实验装置对不同配汽结构的配汽效果进行研究,主要创新性工作如下:（1）根据水平井配汽模型的质量、动量和能量守恒,结合Beggs-Brill模型和Chisholm模型等相关研究,考虑蒸汽在水平井内流动受到的环空围压和储层非均质影响,建立了考虑相变的水平井内蒸汽变质量两相流动模型,并通过MATLAB编程实现数值模拟计算。（2）模拟计算了不同跟部注汽参数、不同配汽结构和储层渗透率下水平井配汽中流场和各参数的变化规律。单一变量条件下,水平井跟部注汽压力越大,注汽井内质量流量和蒸汽干度下降越快;在水平井相同位置处,跟部注汽干度越高,注汽井内质量流量越大,且蒸汽压力下降越快;跟部注汽流量越大,蒸汽压力下降的更快,而管内蒸汽干度下降趋缓;储层渗透率越高,注汽井内的蒸汽质量流量和干度下降都较为迅速。在设定参数范围内,跟部配汽压力较低,干度较高,流量较大,射孔间距越远时,配汽距离越远,配汽越均匀。通过正交试验对比注汽参数影响效果可知,对于注汽井内压降影响最大的因素是跟部注汽流量,对于干度降低影响最大的因素是跟部注汽压力。（3）通过数值模拟,构建不同参数下的均质和非均质储层模型,验证了通过优化水平井注汽参数和射孔分布结构可以优化水平井配汽效果,最优的射孔分布规律与储层油藏厚度、渗透率等参数具有直接联系。结合三维物模实验结果,得到了不同射孔分布下的配汽管柱具有不同的配汽效果,并且验证了配汽量分布的数值模拟结果,对现场水平井射孔分布优化具有指导意义。
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