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二氧化碳驱作为提高采收率的重要手段,可以在大幅度提高原油采出程度的同时,有效减缓温室效应,因此受到越来越多的关注。但是由于二氧化碳与原油之间的粘度和密度差异较大,容易发生粘性指进和重力超覆,大大降低驱替效果。研究发现,二氧化碳与原油容易发生混相,且随着混相程度的增加,粘度与密度差异减小,从而有效解决粘性指进和重力超覆。为此,需要对二氧化碳驱过程进行监测,从而实时调整生产注入方案,保证地层中的混相程度。本课题将基于试井方法对注气过程进行监测,以达到有效提高原油采收率和二氧化碳埋存量的目的。首先,采用状态方程、相平衡方程和闪蒸计算模型描述二氧化碳的复杂驱油机理,基于组分模型建立二氧化碳驱数值试井模型;为准确捕捉试井曲线特征,内边界模型共包含三种井模型:标准井模型、井筒存储系数模型和多段井模型,根据拟解决的实际问题选择合适的井模型。其次,提出一套试井曲线对应分析法,可以分析地层中任意位置处的岩石流体性质对试井曲线的影响规律;在此基础上,借助相图分析,对非混相、多次接触混相以及一次接触混相情况下的注入井试井曲线进行详细分析,研究二氧化碳驱试井曲线的特征及其影响因素;提出一套确定二氧化碳驱前缘的特征线方法;研究了实际井网情况下的生产井试井曲线特征。第三,为处理复杂的地质情况,提出一套三维混合网格剖分策略;为准确捕捉试井曲线的特征,提出一套基于流动的网格尺寸优化方法,可以在保证模拟精度的前提下,大大减小网格数量;为进一步提高计算效率,将动网格技术应用于二氧化碳驱数值试井模型的求解过程中。第四,建立了低渗透油藏二氧化碳驱数值试井模型、基于离散裂缝模型的裂缝性油藏二氧化碳驱数值试井模型以及基于离散裂缝模型的压裂井二氧化碳驱数值试井模型,在此基础上,研究了相关油藏及井型情况下的试井曲线特征。第五,提出一套基于典型试井曲线的注入及生产策略优化方法,可以有效增加地层中的混相程度,进而提高原油采收率和二氧化碳埋存量。第六,将同步扰动随机逼近算法应用于二氧化碳驱数值试井曲线拟合,降低地层的不确定性。本课题建立了一套二氧化碳驱数值试井理论及解释方法,并在此基础上对生产注入策略进行优化,可以为二氧化碳驱技术的高效应用提供理论基础和技术支持。