摘　要：从目前石油开采的钻探技术发展来看，为了保证对水平油层的最大限度的开采，水平井技术已经成为了横向油层采油的重要技术之一。在水平采油过程中，由于井位成水平状态，其流体流动行为和正常竖井是有一定区别的，为了保证水平井开采取得积极效果，满足采油生产需要，我们应对水平井筒附近的流体流动行为进行研究，并根据实际情况建立标准的蒸汽采油高压模型水平井变质量流模型，对其参数进行深入研究，根据模化高压模型中水平井的半径及射孔等参数提出合理的准则体系。为了保证该准则体系能够发挥积极作用，需要对该准则体系进行高温高压物理模拟试验。从研究结果来看模拟试验的数据符合生产规律，达到了预期效果。
　　
　　 关键词：注蒸汽　采油高压模型　 水平井　 相似准则　 模化研究
　　一、前言
　　考虑到地下油层的分布形式，水平井与竖井相比的优势在于能够有效扩大井与油层的基础面积，从而可以极大的提高采油产量。从目前生产效率来看，水平井比竖井的产量要高30%以上。因此，从提高单井产量的角度出发，在油田内应增加水平井的应用范围，有效增加水平井的数量，从而提高采油效率。从目前水平井的应用来看，水平井在采油过程中存在热采向上气腔扩展不均等问题，为了解决注蒸汽水平井生产过程中的问题，需要对水平采用物理模型研究和模化研究，并开展水平井的比例物理模拟试验研究。
　　二、水平井的物理模型研究
　　为了能够对水平井有全面正确的了解和认识，需要根据水平井的物理特性进行模型研究，在建立水平井物理模型的过程中，主要应依据水平井井筒内及附近的流体流动行为对水平井注汽或产液过程。从目前水平井的开采过程来看，水平井的注入蒸汽和产业液是不均匀的，这种不均匀特性对水平井的采收率造成了较大的影响。水平井变质量流模型见图a：
　　在水平井中，对于注入蒸汽的井而言，蒸汽主要从井筒的入口端注入，经过循环后通过井筒侧壁的射孔和缝隙处流出，由此导致蒸汽轴向的质量和流量随着井筒向下而不断变小。对于处于生产状态的水平井而言，蒸汽从井口的入口端注入之后，产出液会从井筒侧壁的射孔和缝隙处流出，产出液的数量会随着井筒的深入和逐渐增加。见图b注气井注蒸汽动力学示意图：
　　三、水平井相似准则的数学计算及推导过程分析
　　物理模拟设计中应包含两套反映不同流动机制的相似准则体系：油藏相似准则体系和水平井相似准则体系。根据水平井井筒变质量流物理模型和井筒内流体动力学提出一套注蒸汽采油高压模型的水平井相似准则。
　　1.油藏高压模型相似准则
　　根据油藏内三相流体的质量守恒、能量守恒及达西定律，考虑盖底层热损失和周壁绝热边界条件。油藏部分的相似比例设计准则采用PB相似准则。PB准则模化的油藏主要参数包括空间尺度、渗透率、注入率、注采压差、时间等。
　　2.水平井相似准则
　　假设条件：①井筒内流体流动为稳态，混合液看作单相流体；②轴向流动为轴对称、均匀流动；③流体通过射孔或割缝从油藏向井筒内流动看作等效达西渗流过程；④流体和井筒之间的热量传递仅考虑油藏向井筒内的能量输运项；⑤忽略流体通过射孔向井筒内流动造成径向上的速度分布，认为流体从油藏流人井筒后径向速度立即为零；⑥不考虑水平井变径。
　　根据纳维一斯托克斯方程，质量守恒方程为：
　　式中，r为水平井半径，m；a为射孔百分数。
　　流体流经射孔的达西定律为：
　　四、水平井的模化研究
　　通过对水平井的生产过程进行分析后可知，水平井的模化主要分为水平井半径模化和水平井射孔参数模化，对于水平井的模化研究也应从这两个方面展开：
　　1.水平井的半径模化研究
　　在水平井的半径模化研究中，主要应采用井筒流动准则数来进行研究，由于水平井轴向压降是相同的，通过调整水平井的半径和其他参数可以获得准则数原型和模型值相同的效果。
　　2.水平井的射孔参数模化
　　通过以上分析可知，在水平井半径不变的情况下，准则数值与入口准则数值是相同的，由此验证了入口准则数设计射孔参数的合理性。
　　五、水平井的比例物理模拟试验研究
　　为了保证水平井的比例物理模拟试验研究取得积极效果，满足试验要求，需要在模拟试验过程中采用专用试验平台，并选择高温高压形式的水平井进行试验测试，在水平井中，主要应采取相似准则设计，具体试验参数可见下表：
　　从上述分析来看，利用上述准则体系对三维比例物理模型进行设计，并采用该模型进行SAGD高温高压比例物理模拟试验。试验结果有效反映了现场汽腔扩展规律和生产规律，为研究注蒸汽采油高压模型水平井相似准则提供了积极的指导。
　　六、结论
　　通过本文的分析可知，在当前采油技术发展中，水平井技术已经得到了重要应用，对提高单井产量、提高出液比有着重要作用。为此，我们应对注蒸汽采油高压模型水平井相似准则有深入的了解，并进行科学化的模化研究，提高水平井的应用范围，促进水平井的发展，为油田大规模上产提供有力的技术支持。参考文献[1] 王家禄,江如意;侧钻水平井提高石油采收率的油藏物理模拟 [J];中国科学E辑;2012年03期.[2] 田利;洼38塊转换开发方式三维比例模拟技术研究 [D];大庆石油学院;2011年.[3] 谷建伟,翟世奎;水平井挖掘正韵律厚油层潜力影响因素分析 [J];石油大学学报(自然科学版);2012年02期.[4] 王家禄,沈平平,陈永忠,贾旭,张祖波;三元复合驱提高原油采收率的三维物理模拟研究 [J];石油学报;2012年05期.[5] 张训华;火山岩油藏水平井揩擦渗流理论与应用研究 [D];中国科学院研究生院（渗流流体力学研究所）;2012年.[6] 关文龙,田利,郑南方;水平裂缝蒸汽辅助重力泄油物理模拟试验研究 [J];石油大学学报(自然科学版);2012年03期.