随着水平井在各类油气藏大量推广应用,暴露的问题也日益突出,主要表现为由于水平段非均匀产液/注入,进而引起气水过早突破,导致产油/气量急剧下降,严重影响水平井的产能发挥和开发综合效益。ICDs(Inflow Control Device,流入控制器)完井作为一种新的以均衡注采剖面为目的的完井控制方法已广泛被国外油气田采用,但该技术在国内还处于起步阶段,应用较少。ICDs完井能够实现对水平井各段流动的有效控制、延缓和降低气水锥进,进而提高油气藏的采收率。但目前并没有一套完整的注/采水平井ICDs完井优化理论体系,以实现对注/采水平井ICDs完井动态的准确模拟和ICDs完井参数的优化设计。因此,本文系统开展了这方面的研究工作,为油田在进行注/采水平井ICDs完井方案设计时提供了可靠的理论依据。在充分调研国内外 ICD 类型、ICD 应用、AICD(Autonomous Inflow Control Device,自适应流入控制器)类型和环空流动隔离(AFI)类型的基础上,基于计算流体动力学方法(CFD),分别对四类ICD和水力旋转式AICD进行了流动特征分析,系统地揭示了不同限流结构的节流特性。以注/采水平井ICDs完井为研究对象,基于渗流体积源模型和势叠加原理,同时考虑储层渗透率非均质性、各向异性、钻井污染、井身轨迹、基管流动、环空流动和ICD流动的影响,建立了注/采水平井ICDs完井动态模拟半解析模型,并给出了迭代求解方法,实现了对注/采水平井ICDs完井动态的稳态模拟。同时结合油藏数值模拟软件的多段井模型,提出了稳态模拟与瞬态模拟相结合的注/采水平井ICDs完井动态模拟方法。基于建立的注/采水平井ICDs完井动态模拟方法,对高渗均质油藏、非均质砂岩油藏和裂缝性碳酸盐岩油藏注/采水平井ICDs完井动态进行了模拟预测,结果表明:ICDs完井相对于常规完井能显著改善注/采水平井的生产动态。同时分析了 ICD限流强度、封隔器个数和变化布置ICDs完井设计等完井参数对注/采水平井ICDs完井动态的影响规律和注采模式下两水平井单独/同时ICDs完井的生产动态,结果表明:完井参数对不同类型油藏注/采水平井ICDs完井动态的影响规律不尽相同;注采模式下最经济有效的完井方式为注水水平井单独采用ICDs完井。并针对不同类型油藏和不同ICD布置方式分别提出了注/采水平井ICDs完井优化设计方法。结合现场实例井应用该套优化理论对其进行了 ICDs完井优化设计,并通过与临井进行生产动态效果对比验证了该套理论体系的可靠性。本文的研究成果为ICDs完井在生产/注入系统优化运行提供了技术理论支撑,为该项技术在国内推广应用并形成具有自主知识产权的核心服务能力奠定了基础,具有重要的理论和应用价值。