楊苗苗，牟愛(ài)婷，虞婷婷

（西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院，四川 成都610500）

引 言

干擾試井是一種多井試井方法。它是在一口（或數(shù)口）井上改變工作制度（稱(chēng)為“激動(dòng)”），以使油層中壓力發(fā)生變化；然后在另外一口（或數(shù)口）井下入高精度壓力計(jì)測(cè)量壓力的變化（稱(chēng)為“觀察”），從而判斷井間是否連通。通過(guò)干擾試井測(cè)試，利用高精度和高靈敏度壓力計(jì)來(lái)記錄觀察井中的壓力變化，再根據(jù)記錄的壓力變化資料確定地層的連通情況、斷層的封閉性，還可以求出井間地層的流動(dòng)系數(shù)、導(dǎo)壓系數(shù)和儲(chǔ)能系數(shù)等地層參數(shù)。

干擾試井是判斷井間連通性以及計(jì)算導(dǎo)壓系數(shù)等儲(chǔ)層參數(shù)的最早也是最有效的方法。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于井間干擾試井的研究已經(jīng)形成了一套基本完整的體系，尤其是對(duì)均質(zhì)油藏干擾試井的研究已經(jīng)比較成熟。但是，對(duì)于雙重介質(zhì)油藏、多層油藏等的干擾試井研究還不夠完善。本文詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外均質(zhì)油藏、雙重介質(zhì)油藏以及多層油藏干擾試井的發(fā)展歷程與研究近況，對(duì)干擾試井的影響因素進(jìn)行了分析總結(jié)，并對(duì)干擾試井發(fā)展前景進(jìn)行了展望，對(duì)于深刻了解干擾試井以及指導(dǎo)油田的實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。

2 干擾試井的解釋方法

2.1 均質(zhì)油藏中干擾試井解釋方法

均質(zhì)油藏中干擾試井解釋方法有2種：極值點(diǎn)分析法和圖版擬合法。國(guó)內(nèi)外關(guān)于均質(zhì)油藏干擾試井方法的研究比較多，相對(duì)比較完善。

Theis早在1935年就第一個(gè)給出了在均質(zhì)無(wú)限大油藏中由其他點(diǎn)流速變化引起的壓力變化的解，Jacob稱(chēng)之為“干擾試井”。

對(duì)于求取地層參數(shù)方面的研究，Noaman A.F.El－.Khatib（1987）提出一種新的干擾試井分析方法：tp＇和1／t的半對(duì)數(shù)關(guān)系曲線是一條直線，利用該直線的截距和斜率就可以分別估算流動(dòng)系數(shù)kh／μ和儲(chǔ)集系數(shù)。該方法使得干擾試井可以更快捷更方便地求取儲(chǔ)層參數(shù)。2010年，N.Martínez R.和 F.Samaniego V.運(yùn)用壓力導(dǎo)數(shù)，對(duì)El－Khatib關(guān)于壓力干擾試井的方法進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和優(yōu)化。對(duì)于線性流，1n│／?t│ 與1／t的關(guān)系曲線為一條直線，斜率為mL，截距為bL；對(duì)于球形流，1n│／?t│ 與1／t的關(guān)系曲線為一條直線，斜率為msph，截距為bsph。利用直線的斜率與截距可以計(jì)算一些需要的參數(shù)。

1990年，曲線自動(dòng)擬合法的提出是干擾試井發(fā)展史上一次重要的突破。該方法是由張望明、曾萍提出的，其假設(shè)地層為均質(zhì)無(wú)限大油藏。這種新方法既可以一次性地解釋同一油藏中各激動(dòng)井與觀測(cè)井之間的不同滲透率，又節(jié)省了測(cè)試時(shí)間，而且減少了測(cè)試儀器的使用。

隨后，董明、席裕庚在1997年提出了一種基于遺傳算法的干擾試井解釋方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于它不需要目標(biāo)函數(shù)連續(xù)，不需預(yù)估初值，算速快、精度高。劉啟國(guó)，陳彥麗等人（2006）研究了不關(guān)井干擾試井模型和解釋方法，假設(shè)激動(dòng)井和觀察井都是均質(zhì)無(wú)限大氣藏直井。用壓力疊加的方法建立考慮觀察井開(kāi)井生產(chǎn)情形時(shí)的干擾試井模型，可以更好地對(duì)油田干擾試井資料進(jìn)行分析解釋?zhuān)瑥亩笇?dǎo)油田實(shí)際生產(chǎn)。2010年，胡小虎等人研究了多井干擾反褶積試井方法，在單井壓力－流量反褶積算法的基礎(chǔ)上，提出多井情況下的壓力－流量反褶積算法。

均質(zhì)地層干擾試井相對(duì)比較簡(jiǎn)單，大多數(shù)解釋方法是基于極值點(diǎn)分析法和圖版擬合法。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外均質(zhì)油藏干擾試井的大量文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分研究目的和方向都在于使得參數(shù)求取更加方便、減少測(cè)試時(shí)間、提高運(yùn)算速度與精度等。隨著對(duì)均質(zhì)油藏干擾試井的不斷研究和改進(jìn)，目前該方面的發(fā)展已相對(duì)較成熟。

2.2 雙重介質(zhì)油藏中干擾試井解釋方法

20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始了對(duì)雙重介質(zhì)油藏干擾試井的分析和研究。目前為止，雙重介質(zhì)油藏干擾試井已經(jīng)有了一套有效的解釋方法，但還沒(méi)有形成完整的體系。

在國(guó)外，1982年，Deruyck等人首次提出了一種用來(lái)分析雙重介質(zhì)油藏的干擾試井系統(tǒng)分析法，用于天然裂縫性油藏以及多層油藏。他們所用的解釋方法是圖版擬合法，并給出了實(shí)例驗(yàn)證分析。

20世紀(jì)90年代末，Hugo Araujo N等人（1998）利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法建立了各向異性天然裂縫性雙重介質(zhì)油藏的數(shù)學(xué)模型，并將傳統(tǒng)解釋方法與該地質(zhì)模型的解釋方法相比較。

在國(guó)內(nèi)，莊惠農(nóng)、朱亞?wèn)|（1986）提出了一種新的解釋雙重孔隙介質(zhì)地層干擾壓力資料的圖版。通過(guò)圖版擬合，可求得關(guān)于儲(chǔ)層的滲流性能、壓力傳導(dǎo)能力、裂縫和巖塊間的流動(dòng)能力、裂縫系統(tǒng)所占的彈性容積等參數(shù)。雙重介質(zhì)干擾壓力圖版的提出對(duì)雙重介質(zhì)干擾試井的發(fā)展具有重要意義，使得雙重介質(zhì)干擾試井可以更好地指導(dǎo)油氣田開(kāi)發(fā)。隨后，馮文光建立了雙重介質(zhì)中由兩個(gè)滲透層被一個(gè)致密低滲透層隔開(kāi)的垂向干擾的數(shù)學(xué)模型，并獲得了變產(chǎn)量生產(chǎn)、定產(chǎn)量生產(chǎn)的精確解和定產(chǎn)量生產(chǎn)的長(zhǎng)時(shí)漸近解。利用這些精確解可以繪制單井、多井壓力恢復(fù)曲線、垂向干擾試井、垂向脈沖試井的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖版。利用長(zhǎng)時(shí)漸近解可以導(dǎo)出各種應(yīng)用公式、計(jì)算各種地層參數(shù)，特別是致密層的垂向滲透率。馮文光的這一研究對(duì)于雙重介質(zhì)干擾試井的發(fā)展有重大意義。

在雙重介質(zhì)試井分析中，單井試井的研究較多，已經(jīng)形成了一套比較成熟有效的體系。在之前的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，由于缺乏雙重介質(zhì)干擾試井的理論曲線圖版，對(duì)于雙重介質(zhì)地層的干擾試井解釋只能使用單一介質(zhì)的曲線圖版。雙重介質(zhì)干擾試井的壓力樣板曲線的提出，是雙重介質(zhì)干擾試井發(fā)展歷程中的一次重大突破。國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)研究，已經(jīng)建立了一套適用于雙重介質(zhì)地層干擾試井的有效方法。雙重介質(zhì)油藏干擾試井解釋的精確性在不斷提高，在油田中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但是，由于起步較晚，目前為止，雙重介質(zhì)干擾試井的發(fā)展仍不完善。

2.3 多層油藏干擾試井解釋方法

1985年，Bremer等人建立了一種用來(lái)分析三層油藏中垂直干擾試井?dāng)?shù)據(jù)的解析模型，并用典型曲線分析法進(jìn)行了解釋。該油藏含有兩個(gè)可滲透層，一個(gè)低滲透層，兩個(gè)可滲透層之間被該低滲透層隔開(kāi)。通過(guò)將該解析模型與數(shù)值模擬方法，還有Burn的方法進(jìn)行分析比較，得出這三種方法在壓力響應(yīng)的早期階段有很大的不同，低滲透解析模型由于忽略了低滲透層的儲(chǔ)集系數(shù)，所以其壓力響應(yīng)早期階段出現(xiàn)得最快。

1994年，高承泰研究了三層油藏中套管后存在串漏垂向干擾試井的理論，建立了新的垂向干擾試井的解釋模型和解釋方法。新模型充分考慮了分層 值和表皮系數(shù)、分層儲(chǔ)容比、層間越流及套管后的串漏。張繼芬（1999）提出了一種確定夾層穩(wěn)定性的同井層間干擾試井解釋方法，為細(xì)分開(kāi)發(fā)層系、挖潛難采儲(chǔ)層提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。

Syed Abu Faizal等人在2007年研究了雙層油藏中分層以及垂直滲透率、水平井之間的距離等參數(shù)對(duì)觀察井壓力響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明，在雙層油藏中觀察井的壓力響應(yīng)不同于單層油藏中觀察井的壓力響應(yīng)，這是因?yàn)殡p層油藏中每個(gè)層的導(dǎo)壓系數(shù)和儲(chǔ)集系數(shù)不同。該研究避免了之前由于將單層油藏模型用于多層油藏中而造成的極大誤差。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于多層油藏干擾試井的文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，多層油藏都是采用垂向干擾試井工藝。通過(guò)垂向干擾試井可以得到井的垂向?qū)娱g連通情況，為進(jìn)一步指導(dǎo)多層油藏開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。多層油藏是一種較復(fù)雜的油藏，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要考慮層間竄流、各分層參數(shù)的不同等因素。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于多層油藏干擾試井的研究，還未充分將這些因素考慮完全，所以還需要進(jìn)一步的研究，以便更好地指導(dǎo)油氣田開(kāi)發(fā)。

上述各類(lèi)油藏干擾試井研究成果及存在的不足：

1）均質(zhì)油藏。國(guó)內(nèi)外關(guān)于均質(zhì)油藏干擾試井方法的研究比較多，也比較完善，已經(jīng)形成了一個(gè)較成熟的體系。但是在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施工藝方面依然存在很多限制條件，如需要較長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)間等。

2）雙重介質(zhì)油藏。國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)研究，已經(jīng)建立了一套適用于雙重介質(zhì)地層干擾試井的有效方法。雙重介質(zhì)油藏干擾試井解釋的精確性不斷在提高，在油田中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但是，雙重介質(zhì)地層干擾試井的研究歷史較短，20世紀(jì)80年代才開(kāi)始研究。目前對(duì)于該方面的研究依然不夠充分，試井解釋的精確性還有待提高。

3）多層油藏。多層油藏較常采用垂向干擾試井工藝，目前關(guān)于多層油藏的干擾試井越來(lái)越受到重視。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在前人研究的基礎(chǔ)上，不斷地進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，已經(jīng)形成了一套行之有效的方法。然而，多層油藏干擾試井的研究起步較晚，而且影響干擾試井壓力響應(yīng)的因素也較多，如各層滲透率、導(dǎo)壓系數(shù)等的不同。目前這些影響因素還沒(méi)有完全考慮在內(nèi)，所以試井結(jié)果還有待優(yōu)化。

3 干擾試井的影響因素研究

在干擾試井的研究中，井儲(chǔ)系數(shù)、表皮系數(shù)以及試井設(shè)計(jì)參數(shù)誤差等等都對(duì)試井解釋的結(jié)果有很大影響。國(guó)內(nèi)外針對(duì)這些影響因素對(duì)干擾試井進(jìn)行了不斷地改進(jìn)，使得干擾試井的結(jié)果越來(lái)越精確。

3.1 井筒儲(chǔ)集系數(shù)與表皮系數(shù)對(duì)干擾試井的影響

井筒儲(chǔ)集與表皮系數(shù)對(duì)干擾試井的結(jié)果有很大影響，國(guó)內(nèi)外從很早就開(kāi)始了對(duì)這一影響因素的研究。1976年，J.R.Jargon研究了干擾試井激動(dòng)井中考慮井筒儲(chǔ)集和井壁污染對(duì)導(dǎo)壓系數(shù) 和儲(chǔ)集系數(shù) 的影響。研究結(jié)果表明，如果不考慮井筒儲(chǔ)集與井壁污染對(duì)干擾試井的影響，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)壓系數(shù) 偏低，而儲(chǔ)集系數(shù) 偏高。這一研究大大提高了干擾試井結(jié)果的精確性。

隨后，Y.Tongpenyai和 Rajagopal Raghavan（1981），Kamal（1986）以及 Ogbe和Brigham（1989）等都研究了激動(dòng)井和觀察井中考慮井筒儲(chǔ)集與表皮系數(shù)時(shí)，對(duì)干擾試井參數(shù)的影響。其中，Y.Tongpenyai和Rajagopal Raghavan的研究結(jié)果表明，如果只有一口井中存在井儲(chǔ)與表皮的影響，那么觀察井中的壓力響應(yīng)與儲(chǔ)集效應(yīng)發(fā)生的位置無(wú)關(guān)。另外，Kamal是基于典型曲線法，針對(duì)垂直干擾試井的研究。他應(yīng)用早期階段數(shù)據(jù)，所以減少了測(cè)試時(shí)間，也節(jié)省了垂直干擾試井的經(jīng)濟(jì)成本。

3.2 其他因素對(duì)干擾試井的影響

除了井儲(chǔ)與表皮對(duì)干擾試井有影響之外，潮汐、觀察井中流體的流動(dòng)以及試井參數(shù)的設(shè)計(jì)等因素都對(duì)干擾試井有著較大的影響。

針對(duì)潮汐對(duì)干擾試井的影響，閆為格等人（1996）詳細(xì)描述了根據(jù)潮時(shí)、潮高進(jìn)行潮汐修正的一套經(jīng)驗(yàn)方法，給出了校正經(jīng)驗(yàn)公式及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序，很好地消除了潮汐引起的試井解釋誤差（圖1，圖2）。

圖1 未經(jīng)潮汐修正的干擾壓力曲線

圖2 經(jīng)過(guò)潮汐修正后的干擾壓力曲線

在進(jìn)行干擾試井時(shí)往往假設(shè)地層是均質(zhì)的，但是在一些比較復(fù)雜的地層，這樣的假設(shè)就不能得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。針對(duì)這種情況，Rajagopal Raghavan等人（2004）研究了小范圍非均質(zhì)性對(duì)干擾試井分析的影響，使得干擾試井得到進(jìn)一步發(fā)展。

之前對(duì)于水平井干擾試井的分析，都是忽略水平觀察井中流體的流動(dòng)，而用一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示水平觀察井，這樣會(huì)對(duì)試井解釋結(jié)果造成一定的誤差。2005年，M.Al－Khamis，E.Ozkan與R.Raghavan通過(guò)對(duì)一個(gè)半解析模型的分析研究，得到只有當(dāng)激動(dòng)井與觀察井（水平井）之間的相對(duì)距離Δy／Lh（Δy表示2口井在y方向上的距離，Lh表示水平井長(zhǎng)度）大于3，并且井之間相互平行時(shí)，觀察井才能用一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)來(lái)表示。

2012年，E.S.Adewole分析了含有兩個(gè)定壓邊界的油藏干擾試井。分析的結(jié)果表明，如果儲(chǔ)層是各向同性的，那么干擾試井測(cè)試時(shí)間應(yīng)該小于水竄時(shí)間（即為水竄時(shí)間）才能得到較好的結(jié)果。而且在存在鄰井干擾的情況下，水平井比直井生產(chǎn)速度更快。

2013年，王杰通過(guò)對(duì)勝利油區(qū)干擾試井測(cè)試資料進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，試井設(shè)計(jì)參數(shù)誤差較大導(dǎo)致干擾時(shí)間估算不準(zhǔn)確是干擾試井測(cè)試失敗的主要原因。針對(duì)干擾試井設(shè)計(jì)的各影響因素進(jìn)行了分析，得出了干擾試井設(shè)計(jì)參數(shù)選取中的一般規(guī)律和綜合考慮各種影響因素的方法。

表1列舉了干擾試井的主要的影響因素及其影響機(jī)制。

表1 干擾試井影響因素及影響機(jī)制

4 干擾試井的應(yīng)用

干擾試井除了可以確定地層的連通情況、斷層的封閉性，以及求取井間地層的流動(dòng)系數(shù)、導(dǎo)壓系數(shù)和儲(chǔ)能系數(shù)等地層參數(shù)外，在實(shí)際油田開(kāi)發(fā)中的研究應(yīng)用也有很多。

例如，莊惠農(nóng)（1977）提出應(yīng)用井間壓力干擾方法可以研究油層情況。2008年，杜鵑紅分析了干擾試井技術(shù)在油藏描述和動(dòng)態(tài)調(diào)整中的應(yīng)用，可以有效地指導(dǎo)油田開(kāi)發(fā)調(diào)整，提高油田開(kāi)采效益。2011年，劉冬梅、張河提出，應(yīng)用干擾試井技術(shù)可以確定油井來(lái)水方向。該應(yīng)用具有現(xiàn)場(chǎng)便于實(shí)施、施工費(fèi)用低、見(jiàn)效快、測(cè)試結(jié)果可靠的優(yōu)點(diǎn)，為油水井后續(xù)措施提供了資料和依據(jù)。2013年，Mojtaba P.Shahri和 Stefan Z.Miska提出了一種利用干擾試井計(jì)算泊松比的方法。該方法依據(jù)廣義擴(kuò)散系數(shù)方程，不僅在實(shí)際應(yīng)用中操作方便，而且還拓寬了干擾試井的應(yīng)用范圍。2014年，Charles U.Ohaeri等人研究分析了多井干擾試井在評(píng)價(jià)深水氣藏儲(chǔ)層連通性以及天然氣原始地質(zhì)儲(chǔ)量方面的應(yīng)用。利用干擾試井可以簡(jiǎn)單有效地估算油氣地質(zhì)儲(chǔ)量，以便及早地進(jìn)行油田評(píng)價(jià)并制定相關(guān)開(kāi)發(fā)方案。同年，王杰研究了干擾試井在復(fù)雜斷塊油藏評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，為復(fù)雜斷塊油藏部署開(kāi)發(fā)井網(wǎng)、完善注采關(guān)系以及實(shí)施高效注水開(kāi)發(fā)提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

5 結(jié)論與展望

1）通過(guò)對(duì)大量國(guó)內(nèi)外關(guān)于干擾試井的文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對(duì)于均質(zhì)油藏干擾試井的研究已經(jīng)形成了一套相對(duì)完整的體系。事實(shí)上，在進(jìn)行干擾試井時(shí)往往假設(shè)地層是均質(zhì)的。

2）調(diào)研發(fā)現(xiàn)對(duì)雙重介質(zhì)油藏、多層油藏以及復(fù)合油藏等相對(duì)復(fù)雜油藏的研究較少。地層越復(fù)雜，干擾試井的設(shè)計(jì)與解釋也就越復(fù)雜。例如，分層油藏的干擾試井設(shè)計(jì)中，必須充分考慮分層儲(chǔ)容、表皮以及層間越流的影響。因此，針對(duì)這些非均質(zhì)地層的研究是未來(lái)干擾試井的主要方向，對(duì)于該領(lǐng)域的不斷發(fā)展與更新具有重要推動(dòng)意義。

3）在干擾試井影響因素的研究中，井筒儲(chǔ)集系數(shù)與表皮系數(shù)對(duì)干擾試井影響的研究較多，但對(duì)于諸如非均質(zhì)性、井中流體的流動(dòng)以及其他影響因素的研究就相對(duì)較少，而這些影響因素對(duì)于干擾試井的發(fā)展具有重要的意義。所以今后應(yīng)該注重對(duì)于這些影響因素的研究。

4）影響干擾試井的因素有很多，只有結(jié)合實(shí)際實(shí)施與應(yīng)用，不斷地發(fā)現(xiàn)與改進(jìn)才能使得干擾試井的誤差更小，最終的解釋結(jié)果更加精確，而且所獲得的地層參數(shù)也更接近其實(shí)際值。

5）干擾試井是一種復(fù)雜且重要的試井方法，已得到越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。在以后的發(fā)展中，應(yīng)該繼續(xù)加深對(duì)干擾試井各方面的認(rèn)識(shí)與研究，使其更好地指導(dǎo)油氣田開(kāi)發(fā)。

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