干扰试井:原理、方法与应用

干扰试井:原理、方法与应用

一、基本定义

干扰试井(Interference Testing) 是一种多井不稳定试井方法,也被称为井间干扰试井或水文勘探试验,是通过在一口井(激动井)中产生压力扰动,在相邻井(观测井)中测量压力响应来获取油藏参数和井间连通性信息的技术手段。

其核心原理基于压力叠加原理达西定律:当地层中一口井改变工作制度(开井、关井、改变产量或注入量)时,会在地层中产生压力波,该压力波会以一定速度向周围传播,最终在相邻井中引起可测量的压力变化。

二、测试组成与流程

组成部分 作用
激动井(Active Well) 改变工作制度产生压力扰动的井,可作为生产井或注入井
观测井(Observation Well) 关井状态下记录压力响应的井,需配备高精度压力计
高精度压力计 测量压力变化,灵敏度可达0.01 psi级别
数据采集系统 记录压力随时间变化的曲线

测试基本流程:

  1. 选择测试井组(至少一口激动井和一口观测井)
  2. 观测井关井并安装高精度压力计,记录初始稳定压力
  3. 激动井改变工作制度(如开井生产或关井),产生压力扰动
  4. 观测井持续记录压力响应,直到压力趋于稳定或达到测试目的
  5. 激动井恢复原始工作制度,观测井继续记录压力恢复过程
  6. 分析压力响应曲线,解释油藏参数和连通性信息

三、核心应用与解释参数

主要应用

  1. 确定井间连通性:判断激动井与观测井是否处于同一连通地层,识别断层、隔夹层等边界条件
  2. 计算地层参数:获取井间区域的流动系数、导压系数、储能系数、渗透率和孔隙度等关键参数
  3. 评估储层非均质性:识别高渗透带、裂缝走向和分布特征
  4. 优化井网部署:为油田开发井距设计、压裂方案优化提供依据,特别是在页岩气、煤层气等非常规油气藏中
  5. 监测油藏动态:评估注水开发效果,识别水窜通道,指导剩余油挖潜

可解释的关键参数

参数 定义 意义
流动系数(T) T = kh/μ,渗透率×厚度/流体粘度 表征流体在地层中流动能力
导压系数(η) η = k/(φμct),渗透率/(孔隙度×粘度×总压缩系数) 描述压力波传播速度
储能系数(S) S = φcth,孔隙度×总压缩系数×厚度 表征地层储存流体能力
渗透率(k) 地层允许流体通过的能力 储层评价核心参数
连通时间 压力波从激动井传播到观测井的时间 判断连通性和压力传播速度

四、与其他试井方法的区别

试井方法 测试井数 主要目的 适用场景
干扰试井 多井(≥2) 井间连通性、区域参数 油田开发阶段、井网优化
压降/压力恢复试井 单井 单井近井地带参数 勘探阶段、单井评价
脉冲试井 多井 井间连通性、边界识别 低渗透储层,缩短测试时间

脉冲试井是干扰试井的一种特殊形式,通过激动井周期性改变工作制度(3次以上),使观测井产生周期性压力响应,适用于低渗透储层,可显著缩短测试周期。

五、技术特点与挑战

优势

  1. 提供井间区域信息:弥补单井试井只能获取近井地带参数的局限
  2. 识别复杂边界条件:有效判断断层、岩性变化等地质边界
  3. 适用于多种储层类型:从常规砂岩到非常规页岩气、煤层气均可应用

挑战

  1. 测试周期长:低渗透储层中压力波传播缓慢,可能需要数天甚至数月
  2. 成本较高:需要多井协同作业,高精度设备投入大
  3. 数据解释复杂:受井间距离、储层非均质性、边界条件等多种因素影响
  4. 对压力计精度要求高:微弱压力变化(可能仅几毫巴)需准确测量

六、发展趋势

随着技术进步,干扰试井正朝着高精度、高效率、智能化方向发展:

  1. 分布式光纤传感技术:提高压力测量精度和空间分辨率
  2. 数值模拟辅助解释:结合油藏数值模拟软件,更准确解释复杂储层条件下的测试数据
  3. 多井同步测试:通过多口激动井和观测井组合,获取更全面的储层信息
  4. 与其他技术融合:结合微地震监测、示踪剂测试等技术,综合评估储层连通性和改造效果

干扰试井作为多井试井的核心技术,在油气田开发特别是非常规油气藏开发中发挥着不可替代的作用,是连接单井评价与油田整体开发的关键技术纽带。

需要我补充干扰试井的典型现场案例(如页岩气/致密油井组)和常用解释模型(如均质无限/有界、双孔双渗、断层遮挡)的对比,方便你直接应用吗?

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