20世纪90年代以来,随着科技的进步,研究、应用及需求的增多,水平井技术得到迅速发展和广泛应用。水平井能有效增加生产地段与地层的接触面积,降低生产压差,提高单井产能,减少钻井数,提高开发效果和开发效益。水平井技术已成为提高油气藏采收率的重要措施之一。近期,随着石油勘探开发时间的延长,中高渗等常规油田逐步减少,低渗透等非常规油田不断增加,低渗透油气藏的重要性便日益凸显。而水平井开采结合压裂技术已成为开发低渗透油气藏的一个重要方向和途径,具有广阔的前景。但是,目前水平井分段压裂工艺及其配套措施还不完善,理论研究明显不足。压裂水平井产能计算还不成熟,关于水平井分段压裂的优化研究还不多,亟需理论研究的发展来指导、带动实践的进步。因此,水平井分段压裂的优化研究具有重要的理论及现实意义。本文在水平井分段压裂工艺、压裂水平井产能计算及优化设计调研的基础上,对压裂水平井流动形态和压裂水平井产能计算进行了研究,然后对压裂水平井产能计算公式宁正福法进行了改进,对压裂水平井产能影响因素进行了分析。最后,对裂缝参数进行了优化研究。以期能够给石油工作者决策提供帮助,使水平井分段压裂更加高效。目前较常用的压裂水平井公式主要有郎兆新法、李虎俊法以及宁正福对郎兆新法的改进,通过对比、计算和分析得到了他们的特点。郎兆新法忽略较多因素,计算结果较大,每条裂缝产量相等；李虎俊法对裂缝干扰考虑不够,两边裂缝产量相等,中间的裂缝产量相等；宁正福对郎兆新法做了修正,并考虑了裂缝内渗流阻力,但仍忽略了一些因素,计算结果也大,中间裂缝产量小,两边裂缝产量大。压裂水平井在低渗透油气藏中应用较多,针对低渗透油藏的渗流特点,对启动压力梯度进行了调研,计算和分析了其对压裂水平井产能的影响。对考虑启动压力梯度和不考虑启动压力梯度时的压裂水平井产量进行了计算,当启动压力梯度在0.001MPa/m左右时,前者产量开始明显低于后者的产量,这时进行产量计算时就需要考虑启动压力梯度；当启动压力梯度在0.01MPa/m左右时,前者产量和后者产量就差别就很大,进行产量计算时就必须考虑启动压力梯度。对水平井筒压降也进行了计算和分析,低渗透特低渗透油藏中的压裂水平井,产量一般不是很大,水平井筒压降在10-1MPa左右,对产量影响较小,可以忽略。而渗透率较大、产量较大时,水平井筒内压降也应当考虑。通过以上分析,在宁正福方法的基础上对压裂水平井产能公式进行了改进,修改了其裂缝内平面径向流的流动半径,考虑了裂缝内流体流向井筒产生的汇聚效应的影响,并考虑了启动压力梯度和水平井筒压降的影响。最后通过矩阵方程的数值算法编程求解、计算和对比,结果较好,比宁正福法更接近实际产量。然后对压裂水平井产能影响因素从地层参数和裂缝参数两方面进行了分析。并对裂缝干扰进行了分析,分析表明,裂缝干扰的距离随时间增加而增加,随导压系数的增加而增加；相反,产生干扰的时间随裂缝导压系数增加而变快。综合以上分析,对裂缝参数进行了优化研究：裂缝条数越多产量也越大,产量增加幅度变小,但对于低渗透油藏变小的幅度并不明显,裂缝干扰不大。同样裂缝间距也有这样的影响趋势。对于本文中压裂井参数,条数为9-12条,裂缝间距为75-125m较好。裂缝长度越长,产量越大,但增加幅度逐渐变小。对于渗透率较低的油藏,裂缝长度的增加对获得较高的产量比渗透率较高的油藏更为有效。本文实例中裂缝长度为250-350m较好。对于一定的裂缝长度及油层条件,存在一个最佳的导流能力。油藏厚度较大时最优裂缝导流能力明显大于厚度较小时。本文实例中裂缝导流能力为30-50um2·cm较好。