李玉勇　戴卫华　刘洪杰　王传军

(1. 中海石油(中国)有限国际公司， 北京 100027； 2. 中海石油(中国)有限公司天津分公司， 天津 300452)



多层合试的表皮系数校正

李玉勇1戴卫华1刘洪杰2王传军2

(1. 中海石油(中国)有限国际公司， 北京 100027； 2. 中海石油(中国)有限公司天津分公司， 天津 300452)

摘要：海上油气田开发成本高，大多数开发井试井时均采用多层合试方法。对于多层合试的试井分析，解释方法和流程均与普通单层测试时完全一样，解释的表皮系数并不能真正反映该套储集层的平均表皮系数。为获取储集层真实的流动系数和产能，从理论角度出发，在无因次渗流模型中，通过引入层间干扰等效表皮系数，提出一种新的表皮系数校正方法，并用实例进行验证。目前该方法已经在渤海油田广泛应用，具备一定的适应性及推广性。

关键词：多层合试； 试井解释； 表皮系数校正； 干扰系数

由于海上油田开发的特殊性，开发井大多采用多层合采，因此关井压力恢复测试均属于多层合试。对于多层合试的试井解释，油藏工程师仍然采用经典的试井解释方法，即半对数和双对数分析，最后利用压力史拟合检测解释的准确性[1-3]。近年来，众多学者通过对实际资料的解释研究，发现多层测试解释的表皮系数往往偏大，表皮的解释结果与产能及其他参数经常出现矛盾[4-7]。分析认为这种解释偏差是由于层间干扰影响所致，对于多层合试的测试资料，特别是纵向非均质性较强，层间差异大的合试资料，试井解释得到的表皮系数往往不能直接作为对储集层认识和改造的参考依据，必须对解释的表皮系数进行合理校正。

1多层合试表皮系数需要校正的原因分析

本次研究讨论的多层合试不考虑在地层中有层间窜流的情况，最简单的地质模型就是无层间窜流的双渗油藏。设在无限大地层中心一口井，钻遇2套油层，油藏处于初始状态，2套油层对应的渗透率分别为k1和k2，表皮系数分别为S1和S2。该井2层合采，无因次渗流方程组如式(1)所示[1]：

(1)

式中：rD—— 无因次井半径；

PD1—— 第1层的无因次地层压力；

PD2—— 第2层的无因次地层压力；

ω1—— 第1层的弹性储容系数；

ω2—— 第2层的弹性储容系数；

CD—— 无因次井筒储存系数；

PwD—— 无因次井底流压。

式(1)表征的是2套油层的理想生产状态，即在相同压差下的合采产能为2层分采产能之和。

本次研究通过对大量海上实际油田大段合试资

料的整理，分析认为层间干扰是伴随油田始终的一个客观存在的矛盾。纵向上由于储层的非均质性以及流体性质的差异，大段合采必然存在层间干扰，尤其是对于中高含水期的油藏，由于纵向上开采程度以及注水受效程度的不一样，层间压力差异与原始状态发生了较大的改变。

层间干扰对产能的影响，运用数学模型进行描述时，首先需要对层间干扰对降低产能的物理过程进行描述。根据假设，2套油层间不存在层间串流，即层间无压力传播，因此所有的压力传播和影响都发生在井筒里，即2套油层产出流体的速度均受到了另一层产出流体的影响，彼此作用，从而降低了油层各自的采油指数，导致合采产能小于分层产能之和。

结合平面径向流达西公式式(2)分析，多层合试时每层的渗透率k、油层厚度h、压差ΔP、地层原油黏度μ、体积系数B、泄油半径re以及井半径rw都不会发生改变，产能若要变化，只有表皮系数S影响。在渗流数学方程中，表皮系数对产能的影响是通过井筒和井壁压力损失实现的。

(2)

因此把渗流方程组式(1)式修正为：

(3)

式(3)中λ为层间干扰等效表皮系数。

对式(3)求解可以得到任意层的综合表皮系数，如第一层的综合表皮系数为S1+λ，即为第一层的真实表皮系数和层间干扰等效表皮系数之和。对多层合试试井解释的表皮系数进行校正，就是要从综合表皮系数中把层间干扰等效表皮系数分离出来，这样得到的表皮系数才代表储层的实际污染情况。

2多层合试干扰系数的求取

分析某个特定油藏的层间干扰方法较多，最简单的2种求取油藏层间干扰系数的方法如下：

(1)对于有分层测试的开发井，可以利用单层测试资料求取各层的采油指数，合试的采油指数除以各层采油指数之和，即为层间干扰系数。假设某开发井为5层合采，合采时的采油指数为R，关井后对各单层分别进行测试，测试得到的采油指数分别为R1、R2、R3、R4、R5，则该井5层合采时的干扰系数为R(R1+R2+R3+R4+R5)。

(2)对于无分层测试的开发井，可以利用评价井单层测试资料形成单层生产的流度与比采油指数关系，再结合大量的开发井多层生产资料，求取相同流度下合试与单采的平均层间干扰系数。假设某油藏共有5个单层，有3口评价井对其中3层进行单层测试，对应的流度分别为M1、M2、M3，比采油指数分别为R1、R2、R3。该油藏还有4口开发井是2层合采且合采的层位均不相同，其对应的流度分别为M4、M5、M6、M7，比采油指数分别为R4、R5、R6、R7，求出 7口井的流度与比采油指数关系表达式为y=ax+b,式中x是因变量表示流度，y是变量表示比采油指数，a和b均为常数项。另外该油藏还有一口5层合采井，流度和比采油指数分别是M8和R8，则该井5个单层合采时的干扰系数为R8(a×M8+b)。

相比而言，第一种方法简单明了，第二种方法需要做大量的统计分析资料，同时需要生产井有丰富的井下压力计资料方可求取比采油指数。取得干扰系数后，就可以等效求取具有相同流动效率的层间干扰等效表皮系数，从而实现表皮系数的校正。

3实例分析

渤海某油田开发井A1井生产层位为明化镇组。储集层物性好，测井解释平均渗透率为2 300×10-3μm2；地层原油黏度为13.3 mPa·s；射开油层厚度28.2 m；日产原油200 m3。该井为大段合采，纵向上可划分为4套产层，跨度为200 m。2009年7月对该井进行了4次分层测试和1次多层合试，获取了丰富的分层测试和层间干扰资料(表1)。

根据表1解释结果可以看出单层测试与多层合试时的流动效率差异较大。单层测试的平均流动效率为0.78，而合试的流动效率仅0.33。根据第一种计算干扰系数的方法，求取A1井的干扰系数为0.41，即41%的合试产能由于层间干扰而损失掉了，计算具有相同流动效率的层间干扰等效表皮系数为19.3。依此对多层合试解释的流动效率进行校正，校正后的真实表皮导致的流动效率为0.82，对应表皮系数为6.9。

表1　 A1井分层测试及合试试井解释表

4结语

层间干扰影响多层合试试井解释的表皮系数与产能及其他参数。从理论角度出发，在无因次渗流模型中，通过引入层间干扰等效表皮系数，提出了一种新的表皮系数校正方法。该方法在渤海多个油田进行了实例运用，取得了较好的应用效果，具备一定的推广性。

参考文献

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[2] 刘建军,闫建钊,程林松.表皮系数分解与油气层伤害定量评价[J].油气井测试,2005,14(2):17-19.

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Well Test Skin Correction of Multilayer Joint Test

LIYuyong1DAIWeihua1LIUHongjie2WANGChuanjun2

(1. CNOOC International Ltd., Beijing 100027, China;2. Tianjin Branch of CNOOC Ltd., Tianjin 300452, China)

Abstract:Because development cost is enormous in offshore oil and gas fields, multi-layer joint well test is popularly utilized with most of production wells. As for multi-layer joint well test analysis, interpretation method and procedure are the same as the general interpretation of single layer test, the skin factor interpreted is not the true skin factor. This problem was discussed in this paper by introducing an equivalent skin factor correction, which is proved as a kind of new correction method by introducing the inter layer interference equivalent skin factor in dimensionless seepage model to achieve real flow coefficient and capacity of reservoir and cited with examples. This new method has been utilized in Bohai oilfield widely and can be extended to certain extent.

Key words:multi-layer joint well test; well test interpretation; skin factor correction; interference coefficient

文献标识码：A

文章编号：1673-1980(2016)01-0037-03

中图分类号：TE353

作者简介：李玉勇(1981 — )，男，硕士，工程师，研究方向为油气田开发工程。

基金项目：中国海洋石油总公司“十二五”科技重大专项“海上在生产油气田挖潜增效技术研究”(CNOOC-KJ125ZDXM06LTD-02)

收稿日期：2015-06-04