國內外干擾試井研究的回顧與展望

楊苗苗，牟愛婷，虞婷婷

（西南石油大學石油工程學院，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（或數口）井上改變工作制度（稱為“激動”），以使油層中壓力發生變化；然后在另外一口（或數口）井下入高精度壓力計測量壓力的變化（稱為“觀察”），從而判斷井間是否連通。通過干擾試井測試，利用高精度和高靈敏度壓力計來記錄觀察井中的壓力變化，再根據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系數、導壓系數和儲能系數等地層參數。

干擾試井是判斷井間連通性以及計算導壓系數等儲層參數的最早也是最有效的方法。目前，國內外對于井間干擾試井的研究已經形成了一套基本完整的體系，尤其是對均質油藏干擾試井的研究已經比較成熟。但是，對于雙重介質油藏、多層油藏等的干擾試井研究還不夠完善。本文詳細介紹了國內外均質油藏、雙重介質油藏以及多層油藏干擾試井的發展歷程與研究近況，對干擾試井的影響因素進行了分析總結，并對干擾試井發展前景進行了展望，對于深刻了解干擾試井以及指導油田的實際生產具有重要意義。

2 干擾試井的解釋方法

2.1 均質油藏中干擾試井解釋方法

均質油藏中干擾試井解釋方法有2種：極值點分析法和圖版擬合法。國內外關于均質油藏干擾試井方法的研究比較多，相對比較完善。

Theis早在1935年就第一個給出了在均質無限大油藏中由其他點流速變化引起的壓力變化的解，Jacob稱之為“干擾試井”。

對于求取地層參數方面的研究，Noaman A.F.El－.Khatib（1987）提出一種新的干擾試井分析方法：tp＇和1／t的半對數關系曲線是一條直線，利用該直線的截距和斜率就可以分別估算流動系數kh／μ和儲集系數。該方法使得干擾試井可以更快捷更方便地求取儲層參數。2010年，N.Martínez R.和 F.Samaniego V.運用壓力導數，對El－Khatib關于壓力干擾試井的方法進行了進一步的研究和優化。對于線性流，1n│／?t│ 與1／t的關系曲線為一條直線，斜率為mL，截距為bL；對于球形流，1n│／?t│ 與1／t的關系曲線為一條直線，斜率為msph，截距為bsph。利用直線的斜率與截距可以計算一些需要的參數。

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

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。該方法的優點在于它不需要目標函數連續，不需預估初值，算速快、精度高。劉啟國，陳彥麗等人（2006）研究了不關井干擾試井模型和解釋方法，假設激動井和觀察井都是均質無限大氣藏直井。用壓力疊加的方法建立考慮觀察井開井生產情形時的干擾試井模型，可以更好地對油田干擾試井資料進行分析解釋，從而指導油田實際生產。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上，提出多井情況下的壓力－流量反褶積算法。

均質地層干擾試井相對比較簡單，大多數解釋方法是基于極值點分析法和圖版擬合法。通過對國內外均質油藏干擾試井的大量文獻調研發現，大部分研究目的和方向都在于使得參數求取更加方便、減少測試時間、提高運算速度與精度等。隨著對均質油藏干擾試井的不斷研究和改進，目前該方面的發展已相對較成熟。

2.2 雙重介質油藏中干擾試井解釋方法

20世紀80年代，國內外學者開始了對雙重介質油藏干擾試井的分析和研究。目前為止，雙重介質油藏干擾試井已經有了一套有效的解釋方法，但還沒有形成完整的體系。

在國外，1982年，Deruyck等人首次提出了一種用來分析雙重介質油藏的干擾試井系統分析法，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，并給出了實例驗證分析。

20世紀90年代末，Hugo Araujo N等人（1998）利用地統計學方法建立了各向異性天然裂縫性雙重介質油藏的數學模型，并將傳統解釋方法與該地質模型的解釋方法相比較。

在國內，莊惠農、朱亞東（1986）提出了一種新的解釋雙重孔隙介質地層干擾壓力資料的圖版。通過圖版擬合，可求得關于儲層的滲流性能、壓力傳導能力、裂縫和巖塊間的流動能力、裂縫系統所占的彈性容積等參數。雙重介質干擾壓力圖版的提出對雙重介質干擾試井的發展具有重要意義，使得雙重介質干擾試井可以更好地指導油氣田開發。隨后，馮文光建立了雙重介質中由兩個滲透層被一個致密低滲透層隔開的垂向干擾的數學模型，并獲得了變產量生產、定產量生產的精確解和定產量生產的長時漸近解。利用這些精確解可以繪制單井、多井壓力恢復曲線、垂向干擾試井、垂向脈沖試井的標準曲線圖版。利用長時漸近解可以導出各種應用公式、計算各種地層參數，特別是致密層的垂向滲透率。馮文光的這一研究對于雙重介質干擾試井的發展有重大意義。

在雙重介質試井分析中，單井試井的研究較多，已經形成了一套比較成熟有效的體系。在之前的很長一段時間里，由于缺乏雙重介質干擾試井的理論曲線圖版，對于雙重介質地層的干擾試井解釋只能使用單一介質的曲線圖版。雙重介質干擾試井的壓力樣板曲線的提出，是雙重介質干擾試井發展歷程中的一次重大突破。國內外學者通過研究，已經建立了一套適用于雙重介質地層干擾試井的有效方法。雙重介質油藏干擾試井解釋的精確性在不斷提高，在油田中的應用也越來越廣泛。但是，由于起步較晚，目前為止，雙重介質干擾試井的發展仍不完善。

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分析三層油藏中垂直干擾試井數據的解析模型，并用典型曲線分析法進行了解釋。該油藏含有兩個可滲透層，一個低滲透層，兩個可滲透層之間被該低滲透層隔開。通過將該解析模型與數值模擬方法，還有Burn的方法進行分析比較，得出這三種方法在壓力響應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集系數，所以其壓力響應早期階段出現得最快。

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、分層儲容比、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定性的同井層間干擾試井解釋方法，為細分開發層系、挖潛難采儲層提供了可靠的科學依據。

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對觀察井壓力響應的影響。研究結果表明，在雙層油藏中觀察井的壓力響應不同于單層油藏中觀察井的壓力響應，這是因為雙層油藏中每個層的導壓系數和儲集系數不同。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。

通過對國內外關于多層油藏干擾試井的文獻調研發現，多層油藏都是采用垂向干擾試井工藝。通過垂向干擾試井可以得到井的垂向層間連通情況，為進一步指導多層油藏開發提供依據。多層油藏是一種較復雜的油藏，在開發過程中需要考慮層間竄流、各分層參數的不同等因素。目前國內外對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，所以還需要進一步的研究，以便更好地指導油氣田開發。

上述各類油藏干擾試井研究成果及存在的不足：

1）均質油藏。國內外關于均質油藏干擾試井方法的研究比較多，也比較完善，已經形成了一個較成熟的體系。但是在現場實施工藝方面依然存在很多限制條件，如需要較長的測試時間等。

2）雙重介質油藏。國內外學者通過研究，已經建立了一套適用于雙重介質地層干擾試井的有效方法。雙重介質油藏干擾試井解釋的精確性不斷在提高，在油田中的應用也越來越廣泛。但是，雙重介質地層干擾試井的研究歷史較短，20世紀80年代才開始研究。目前對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，目前關于多層油藏的干擾試井越來越受到重視。國內外學者在前人研究的基礎上，不斷地進行優化和改進，已經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的因素也較多，如各層滲透率、導壓系數等的不同。目前這些影響因素還沒有完全考慮在內，所以試井結果還有待優化。

3 干擾試井的影響因素研究

在干擾試井的研究中，井儲系數、表皮系數以及試井設計參數誤差等等都對試井解釋的結果有很大影響。國內外針對這些影響因素對干擾試井進行了不斷地改進，使得干擾試井的結果越來越精確。

3.1 井筒儲集系數與表皮系數對干擾試井的影響

井筒儲集與表皮系數對干擾試井的結果有很大影響，國內外從很早就開始了對這一影響因素的研究。1976年，J.R.Jargon研究了干擾試井激動井中考慮井筒儲集和井壁污染對導壓系數 和儲集系數 的影響。研究結果表明，如果不考慮井筒儲集與井壁污染對干擾試井的影響，會導致導壓系數 偏低，而儲集系數 偏高。這一研究大大提高了干擾試井結果的精確性。

隨后，Y.Tongpenyai和 Rajagopal Raghavan（1981），Kamal（1986）以及 Ogbe和Brigham（1989）等都研究了激動井和觀察井中考慮井筒儲集與表皮系數時，對干擾試井參數的影響。其中，Y.Tongpenyai和Rajagopal Raghavan的研究結果表明，如果只有一口井中存在井儲與表皮的影響，那么觀察井中的壓力響應與儲集效應發生的位置無關。另外，Kamal是基于典型曲線法，針對垂直干擾試井的研究。他應用早期階段數據，所以減少了測試時間，也節省了垂直干擾試井的經濟成本。

3.2 其他因素對干擾試井的影響

除了井儲與表皮對干擾試井有影響之外，潮汐、觀察井中流體的流動以及試井參數的設計等因素都對干擾試井有著較大的影響。

針對潮汐對干擾試井的影響，閆為格等人（1996）詳細描述了根據潮時、潮高進行潮汐修正的一套經驗方法，給出了校正經驗公式及相應的計算機程序，很好地消除了潮汐引起的試井解釋誤差（圖1，圖2）。

圖1 未經潮汐修正的干擾壓力曲線

圖2 經過潮汐修正后的干擾壓力曲線

在進行干擾試井時往往假設地層是均質的，但是在一些比較復雜的地層，這樣的假設就不能得到比較準確的結果。針對這種情況，Rajagopal Raghavan等人（2004）研究了小范圍非均質性對干擾試井分析的影響，使得干擾試井得到進一步發展。

之前對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，而用一個點來表示水平觀察井，這樣會對試井解釋結果造成一定的誤差。2005年，M.Al－Khamis，E.Ozkan與R.Raghavan通過對一個半解析模型的分析研究，得到只有當激動井與觀察井（水平井）之間的相對距離Δy／Lh（Δy表示2口井在y方向上的距離，Lh表示水平井長度）大于3，并且井之間相互平行時，觀察井才能用一個觀測點來表示。

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

2013年，王杰通過對勝利油區干擾試井測試資料進行調研發現，試井設計參數誤差較大導致干擾時間估算不準確是干擾試井測試失敗的主要原因。針對干擾試井設計的各影響因素進行了分析，得出了干擾試井設計參數選取中的一般規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制。

表1 干擾試井影響因素及影響機制

4 干擾試井的應用

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系數、導壓系數和儲能系數等地層參數外，在實際油田開發中的研究應用也有很多。

例如，莊惠農（1977）提出應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在油藏描述和動態調整中的應用，可以有效地指導油田開發調整，提高油田開采效益。2011年，劉冬梅、張河提出，應用干擾試井技術可以確定油井來水方向。該應用具有現場便于實施、施工費用低、見效快、測試結果可靠的優點，為油水井后續措施提供了資料和依據。2013年，Mojtaba P.Shahri和 Stefan Z.Miska提出了一種利用干擾試井計算泊松比的方法。該方法依據廣義擴散系數方程，不僅在實際應用中操作方便，而且還拓寬了干擾試井的應用范圍。2014年，Charles U.Ohaeri等人研究分析了多井干擾試井在評價深水氣藏儲層連通性以及天然氣原始地質儲量方面的應用。利用干擾試井可以簡單有效地估算油氣地質儲量，以便及早地進行油田評價并制定相關開發方案。同年，王杰研究了干擾試井在復雜斷塊油藏評價中的應用，為復雜斷塊油藏部署開發井網、完善注采關系以及實施高效注水開發提供可靠的科學依據。

5 結論與展望

1）通過對大量國內外關于干擾試井的文獻調研發現，對于均質油藏干擾試井的研究已經形成了一套相對完整的體系。事實上，在進行干擾試井時往往假設地層是均質的。

2）調研發現對雙重介質油藏、多層油藏以及復合油藏等相對復雜油藏的研究較少。地層越復雜，干擾試井的設計與解釋也就越復雜。例如，分層油藏的干擾試井設計中，必須充分考慮分層儲容、表皮以及層間越流的影響。因此，針對這些非均質地層的研究是未來干擾試井的主要方向，對于該領域的不斷發展與更新具有重要推動意義。

3）在干擾試井影響因素的研究中，井筒儲集系數與表皮系數對干擾試井影響的研究較多，但對于諸如非均質性、井中流體的流動以及其他影響因素的研究就相對較少，而這些影響因素對于干擾試井的發展具有重要的意義。所以今后應該注重對于這些影響因素的研究。

4）影響干擾試井的因素有很多，只有結合實際實施與應用，不斷地發現與改進才能使得干擾試井的誤差更小，最終的解釋結果更加精確，而且所獲得的地層參數也更接近其實際值。

5）干擾試井是一種復雜且重要的試井方法，已得到越來越多的國內外學者的重視。在以后的發展中，應該繼續加深對干擾試井各方面的認識與研究，使其更好地指導油氣田開發。

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