引言

对于多层油藏，在制定开发方案时，根据构造特征、沉积特征、储层地质特征及流体分布特征，将油藏划分为若干个开发层系和次一级的开发层组，组成开发层组的各开发小层由稳定的隔层上下分开，开发过程中无层间的纵向流动^[1-5]。合采各层在井筒内具有统一的势能，由于地层物性差异而导致各层的产量或注入量不同，进而影响合采各层的层间压力分布及分层贡献率。分层贡献率又会影响层间压力，压力与注采量的交互影响自动实现了非均质合采各层的平衡，最终各合采层的压力将同时衰减到油井的废弃压力或上升到注水井的最大注入压力。注水开发时，由于层间物性差异及油水流度差异，将导致优势流动层快速水淹，油井含水率急剧上升，从而降低了注入水在低流度层的波及系数和驱油效率。

多层合采方式可减少注采井数，降低钻井投资、简化地面流程、提高单井利用效率，但往往也会由于层间干扰而降低了多层油藏的整体开发效果。分层开采和细分层系注采可显著提高多层油藏的分层储量动用程度，但开发成本高、生产管理难度大，具有一定的风险。因此，如何合理地制定分采与合采的技术界限，寻找到一个井数较少、储量动用程度较高的平衡点就显得尤为重要。

牛彩云等^[6]指出，多层合采的层间干扰主要取决于渗透率级差和层间压力的大小；张士奇等^[7]认为多层合采及压力系统不一致是产生层间干扰的充分条件；鲜泼、王都伟等^[8-9]分析了层间干扰的影响因素，认为储层物性、层间压差、层间跨度是影响层间干扰的主要因素；Fetchovich M J^[10]证明了在层间无窜流且各层初始压力相等时，多层合采过程中定井底压力生产，每层生产能力不受其他层影响，但在后期由于人为因素等导致各层压力不等时，则有可能引起各层生产能力相互干扰；王晓东等^[11]通过对多层平面无限边界均质油藏层间无窜流、各层初始压力不同、合采与分采井井底定压及油井定产时各层层面流量的对比计算表明，在投产初期，层间干扰明显，随着生产时间的增加，合采井各层压力自动相互平衡，合采产量与分采井累计产量逐渐趋于一致；葛家理等^[12]运用模糊聚类分析法，建立了基于层间相似性描述的开发层系划分方法；李留仁等^[13]认为层间干扰的本质是各层水驱油推进速度差异，为了实现各层见水时间的一致以及各层水驱油前缘推进的一致，提出开发层系划分的定量原则是各层渗透率/孔隙度值一致；王建宁等^[14]针对某特高含水期油田，基于复相关分析原理，建立了注水油田层系划分合理性的评价指标体系；刘洪杰等^[15]通过校正表皮系数，分析含水率对比采油指数的影响，从而回归出单层测试理想比采油指数与流度的关系，计算了合采井对应流度的无干扰理想比采油指数，并定义合采井比采油指数损失百分比为层间干扰系数；余华杰等^[16]利用数值模拟方法，以采收率高低评价层间差异，进行了层间干扰的单因素及复合因素敏感性分析。

以上各种方法通过评价层间物性差异对油井产能的影响，清晰地描述了具有层间干扰的油藏的开发机理，为油田整体开发方案中开发层系的划分提供了理论依据。随着油田的深入开发，井网不断加密，注水范围不断增大，层间压力分布与层间水淹程度的差异也越来越大，产量干扰系数已无法描述越来越复杂的层间干扰现象。本文利用油藏数值模拟技术，计算在注水开采过程中合采各层的压力及水淹程度变化过程，借鉴合采井产量干扰系数的定义，计算合采各层采油速度的干扰系数，并制作了采油速度干扰系数的影响因素理论图版，通过一系列的图版评定合采与分采的技术界限，为油田开发中后期层系细分调整方案提供依据。

1 产量的层间干扰系数评价法

产量的层间干扰系数法是目前评价多层合采时层间干扰现象的主要方法。对于多层合采井，若合采层之间存在干扰，则合采井产量与分层单独开采时的产量之和存在差异，这种差异与分采产量之和的比例为层间干扰系数^[15]

$ {{C}_{\text{FQ}}}=\frac{\sum\limits_{i=1}^{n}{{{Q}_{i}}-{{Q}_{1\tilde{\ }n}}}}{\sum\limits_{i=1}^{n}{{{Q}_{i}}}} $

(1)

式中：C_FQ-产量的层间干扰系数，无因次；

Q_i-第i层分采产量，m³/t；

Q_1~n-第1~n层合采产量，m³/t。

现场通过层间干扰试井，获取相同工作制度下的合采井的产量及分采时的多个产量以计算产量的层间干扰系数。然而，在进行层间干扰试井时，难以做到同一口井在合采与分层开采时的测试条件完全一致，测试数据的差异一部分来自层间干扰，另一部分来自测试条件的差异，计算得到的产量干扰系数具有多解性与不确定性。此外，层间干扰试井所需测试时间周期较长、测试成本较高，适用性较差。

2 采油速度干扰系数评价法

在油藏的水驱开发过程中，因先天物性的差异，合采各层的油水运动规律和水驱过程各不相同，进而影响到各层水淹程度、注水受效程度的均衡性。产量的层间干扰系数体现了由于层间干扰而损失的产量，但无法反映层间干扰现象对储量动用程度的影响，无法评价层间干扰对开发效果的影响。

多层油藏的总体开发效果表现为合采各层储量动用的均衡程度，均衡程度越高，整体开发效果越好。采油速度为产量与储量的比值，既能体现油藏的开采强度，也能体现了储量的动用速度。合采各层的单层采油速度越接近，表明各层的产量贡献率与各自的供液能力（即储量）越匹配，储量动用的层间均衡程度越高。因此，本文提出利用采油速度的层间干扰系数评价多层合采油藏的层间干扰现象对开发效果的影响，并以此为依据确定合采及分采的技术界限。

定义采油速度的层间干扰系数为合采层采油速度最小值与最大值的比值

$ {{C}_{\text{FV}}}=\frac{\min ({{V}_{1}}, {{V}_{2}}, \cdots {{V}_{n}})}{\max ({{V}_{1}}, {{V}_{2}}, \cdots {{V}_{n}})} $

(2)

式中：C_FV-采油速度干扰系数，无因次；

V₁, V₂, …, V_n-合采时第1层，第2层、第n层的采油速度，%。

采油速度干扰系数越接近1，表明合采各层的储量动用越均衡，层间干扰现象越不显著，开发效果越好；反之，若接近0，则表明合采层存在储量动用程度极差的层，需考虑分层。

3 实例分析 3.1 机理模型

以某典型多层油藏Q为研究对象建立机理模型。Q油藏为普通稠油油藏，地下原油黏度22~260 mPa·s，发育多期曲流河沉积，每一期又有多条河流纵横交错，导致砂泥间互，储层空间展布及层内垂向渗透率变化较大、断层发育，纵向上单砂体数量多，储量规模差异大，砂体间横向连通性差，储集空间以原生粒间孔为主，孔隙连通性较好，孔隙度25%~45%，平均35%，渗透率100~11 500 mD，平均3 000 mD，渗透率级差大，各向异性强。经过早期弹性开采和小规模注水开发，油藏内部压力系统和油水分布日益复杂，已进入开发调整期，需进一步评价层间干扰程度，为层系细分提供依据。

以目标油藏的典型注采单元为依据，建立平面网格数为100×100的双层机理模型，计算得到采油速度层间干扰系数影响因素的分析图板，并以此确定层系细分的技术界限。由于导致层间差异的主要先天地质因素是层间渗透率级差，结合实际油藏情况，机理模型取两层渗透率级差为1~10；底水水侵或正韵律油藏水驱过程中，下部小层吸水量较大，地层压力上升幅度相对较大，或相对于上部小层压力衰竭较慢，因此机理模型中上层压力低些，具体机理模型的参数设置方案见表 1。

3.2 图版法确定合采与分采的技术界限

多层油藏在整个开发生命周期内通常要进行3次典型的层系划分。（1）ODP阶段：按照储层物性相近、流体性质相近、隔层分布稳定、压力系统一致、驱动方式一致的原则，进行层系划分与组合，其目的是使合采各层具有相近的产出特征。（2）上产阶段：对储层地质特征有了进一步的深入认识，以物性级差为主要依据，结合平面流动单元的划分，对注采层系进一步细分，通过加强精细化储量管理实现高效开发。（3）注水中后期：合采各层的流度不可能完全相同，因此注采中后期合采各层的水淹程度与压力会出现差异，并影响到层间储量动用程度的均衡性，降低油藏的总体开发效果。因此需要实时地根据当前层间流体及压力的差异，确定是否需要进一步细分注采层系及实施分层调整措施，以提高较差层的储量动用程度，确保合采各层具有均衡的采油速度。

图 1是采油速度层间干扰系数受渗透率及含水饱和度层间差异影响的分析图版，在各层含水饱和度较为接近的注采早期阶段，渗透率级差是层间干扰的主要原因，合采将加剧高渗层的水淹程度，层间含水饱和度的差距随渗透率级差增大而增加。图 2中，水淹程度（含水饱和度）的层间差异在渗透率级差大于5以后急剧增大，故可将5作为油藏注采中后期层系细分调整的合采层最大层间渗透率级差。

图 3是采油速度层间干扰系数受渗透率及黏度层间差异影响的分析图版。

图 4是同时存在渗透率与黏度层间差异时均衡开采的界限，该图表明在流度相近的情况下，不同渗透率及不同黏度的小层通过合采可以实现均衡开采。

图 5是采油速度层间干扰系数受含水饱和度与地层压力层间差异影响的分析图版，图 6是同时存在含水饱和度及地层压力层间差异时均衡开采的界限。

分析表明，地层压力的微小差距也会导致合采层出现较大的水淹差异，层间干扰将显著影响层间储量动用的均衡性。所以，目标油藏的开发调整过程中，注采系统的对应关系非常重要，调整时需严格避免注采不对应造成的局部小层憋压或欠压。

4 结论

（1）多层合采油藏的层间干扰是通过井筒内层间压力的自动平衡实现的，其对开发过程中地层能量的均衡利用是有利的，但层间干扰会加剧注水油藏水淹程度及储量动用程度的层间差异，对油藏整体开发效果不利。

（2）产量干扰系数表征了层间干扰对合采各层产量的影响，但无法描述注采过程中含水饱和度与压力变化的层间差异对整体开发效果的影响，采油速度能够综合表征不同流动条件及剩余储量下的产量变化规律。采油速度的层间干扰系数以小层储量动用均衡程度和油藏整体开发效果为目标，可用于建立目标油藏采油速度层间干扰系数的影响因素图版。

（3）注水开发早期，渗透率级差是层间干扰的主要原因，合采将加剧高渗层的水淹程度。注水开发中后期，层系调整考虑流度级差，在流度相近的小层合采可达到一致的采油速度；注水开发中后期层系调整还需注意注采系统对应关系，避免注采不对应造成的局部小层憋压或欠压。