1 BO1井基本状况

BO1井是东海平湖八角亭构造一口多分支井油井，该井共有三个分支，开发层位为H油藏，为该层的唯一一口生产井。通过生产证实H油藏天然能量弱，开采主要依靠岩石及油水的弹性膨胀驱动，油藏地层压力下降快，采收率低。在油藏上部地层发育有较大规模的天然水层，开发过程中利用邻井侧钻了一口注水分支，将水层跟油层连通，利用水层与油层的压力差给油藏补充能量，实现地层水的自流注入^[1]。

自流注水分支为一封闭的内部流动系统，注水量无法控制和测量，注水效果无法直接监测，无法对注水分支开展动态分析，也无法针对性的提出下一步八角亭H油藏的开发措施。

注水分支的注入动态会直接反映在BO1井的压力恢复测试中，在试井解释曲线上具有不同的边界形态^[2]。通过数值试井建立注入井注入动态和生产井生产动态之间的对应关系，根据生产井实际监测的生产动态可反推注水井的注入动态^[3-4]。

2 数值试井模型的建立

数值试井模型地层模型部分采用均质模型，用非结构化PEBI网格来精确模拟断层的形状。采用了H油藏的实际参数，包括含油面积、厚度、孔隙度、渗透率、饱和度，和井型井位按照实际井位参数分布，其中为了简化模型，将三分支水平井简化为一般水平井。非结构化网格和井位分布如图 1所示，基本参数如表 1所示。

为减少关井前的生产时间短对结果的影响及充分反映压力恢复试井解释曲线的全部特征，设定了数值试井中的生产时间1000h，关井恢复时间500h。关井前的产量为生产井BO1井关井测试前一季度的平均产量30m³/d来生产，通过控制注水井的开关及注水量的变化模拟各种不同注入条件。

3 数值试井分析基本思路

数值试井分析自流注水井生产动态的方法分为两个主要步骤，第一个步骤是先根据生产井BO1井的地质油藏特点和生产历史，采用数值试井解释方法获得在注水分支不同的注入条件下该井典型压力恢复试井解释曲线，归纳曲线的最典型形态特征。注水分支的注入条件总体可以分为持续注入和阶段注入两种情况，前者还可细分为注入量恒定、注入量逐渐减小及间歇注入三种情况；后者也可进一步分为在测试前停止注入和测试中停止注入两种情况，因此可以得到这五种情况下生产井的典型压力恢复试井解释曲线及其特征，这五种情况覆盖了BO1井注水分支的所有可能情况。第二个步骤是将实际生产井压力恢复试井解释曲线特征与上述典型特征曲线特征对比、拟合，形态特征最相似的曲线对应的注入水状态即为注水分支的注入动态，基本思路如图 2所示。

4 自流注水动态评价 4.1 典型压力恢复数值试井解释特征曲线及特点

根据上述思路设计了一系列方案模拟注水井不同注入动态，方案如表 2所示。

根据上述设计模拟了各种情况下压力恢复试井解释的曲线的特征。各方案模拟结果如图 3至图 7所示。这些特征曲线可作为H油藏典型试井解释图版^[5]和实际试井解释特征曲线对比。

图 3为模拟注水井在压力恢复测试前停注的情况，模拟条件为距离关井测试时间分别为1 000 h（不注水，方案A1-1）、500h（方案A1-2）、200 h（方案A1-3）和0h（测试前恒定注水，方案A1-4）。模拟结果表明注水井在压力恢复测试前停注的情况下，压力曲线变化不明显；压力曲线和压力导数曲线间呈现偏离，关井停注时间早，两者越早偏离；压力导数曲线在后期呈现明显下掉（斜率为负值），停注时间越晚，下掉越明显（负斜率更大）。

图 4模拟了在压力恢复试井测试过程中停注的状态，模拟条件分别为测试开始后0h（测试时不注水，方案A1-4）、200h（方案A2-1）、400h（方案A2-2）和500h（测试全程注水，方案A2-3）。模拟结果表明在压力恢复试井过程中注水井停注的情况下，压力曲线后期开始变化，测试中注水时间越长，曲线后期压力越高。压力曲线和压力特征曲线在注水时先靠拢，停注后背离，停注越早，靠拢时间越短，背离趋势越明显。压力导数曲线注水时呈现上翘的现象，一旦注水井停止注水，压力导数曲线立即下掉（斜率先为正值后为负值），且越早停注，越早下掉。

图 5模拟了在压力恢复试井测试过程中始终恒定注水的情况，按照研究油藏的实际可能设计了注水量分别为1~40m³/d共6种情况。从模拟结果来看，恒定注水时，模拟的试井解释特征曲线的最显著特点是压力曲线上翘，导数曲线上翘，且两条曲线相互靠拢。对比不同注水量下的特征曲线可以发现：能量补充越多，两者之间靠拢趋势越明显，导数曲线上翘斜率越大，导数曲线斜率与注水量之间呈现正向相关关系，值得注意的是，当日注水5m³/d时，导数曲线呈现临界的状态，压力导数曲线斜率近似为1（图中方案A3-4）。

图 6模拟了在压力恢复试井测试过程中注水量逐渐减小的情况，模拟了注入量从40m³/d逐渐减少至10m³/d的两种情况，这两种情况的不同在于测试过程中是否有注入产量变化。从数值试井模拟结果来看，在测试过程中无注入量变化的试井解释曲线形状变化不大（方案A4-1）。在测试过程中注入量逐渐减小的情况下，试井解释特征曲线随着注水量的减少，压力导数曲线与压力曲线先靠近（需要初始注水量大于5m³/d，前面已分析），后逐渐偏离，导数曲线斜率先大后逐渐减小（图中方案A4-2）。

图 7模拟了在压力恢复试井测试过程中间歇注水的情况，这种情况下模拟了在测试过程中按照20m³/d注入，以注入50h，停注100h为一个周期循环。从模拟的情况来看，试井解释特征曲线表明在注水井间歇注水时，在一个周期内，有注入时，压力曲线和压力导数曲线靠拢，无注入时背离。多个周期即呈现一系列的波动现象；压力导数曲线在周期内呈现正负变化。

将上述不同条件模拟的试井解释压力和特征曲线变化特点及两者间的相互关系总结如表 3所示。

4.2 自流注水分支动态分析 4.2.1 自流注水分支动态分析步骤

根据前面研究形成的特征曲线图版及曲线特征表 3，对比拟合BO1井实际压力恢复试井解释曲线并反推自流注水分支的注入动态。步骤如下：

（1）将实际试井解释特征曲线与图 3（理论曲线）的后期进行对比，先看是否有靠拢现象，若有，可认为测试中注水井有注入，进行步骤（2）分析；若曲线无靠拢现象，再分析导数曲线是否下掉，若下掉，推断在测试前注水已停止，若不下掉，也认为测试中注水井有注入，但由于注水量较小导致曲线靠拢趋势不明显，也可进行步骤（2）分析；

（2）将步骤（1）分析认为注水井在测试中有注入的试井解释特征曲线与图 4曲线后期进行对比，观察曲线是先靠拢后分开还是持续保持靠拢，若保持靠拢趋势基本保持不变，可认为测试中注水井持续注入，进入步骤（3）进行注水量的分析；若先靠拢后背离，转到步骤（4）进行分析；

（3）若实际试井解释特征曲线保持靠拢趋势基本不变，将该曲线与图 5进行对照，根据导数曲线的上翘斜率来进行注水量的判断，注水量越大，曲线上翘斜率越大。曲线斜率近似为1，注水量在5m³/d左右，以此为基准可大概判断注水井的恒定注入量；

（4）若实际试井解释特征曲线先靠拢后分开，若两条曲线背离时，导数曲线下掉，可认为注水井在测试过程中停止注入（参考图 4）；若导数曲线斜率下降，可判断在测试过程中注水量逐渐减小。若导数曲线短暂下掉后又上翘，可认为在测试过程中注水井可能处于间歇注入状态。

4.2.2 自流注水分支注水动态分析

按照上述步骤通过分析BO1井的实际压力恢复试井解释曲线对注水分支进行了动态分析。BO1井共有三次压力恢复测试，测试时间分别为2008年3月，2009年5月和2011年3月，其中2008年3月为注水分支完成之前，这里不进行分析。

2009年5月压力恢复试井解释双对数曲线形态简单，在双对数曲线后期明显能看到压力曲线和压力导数曲线靠拢的趋势，并且这种靠拢的趋势没有明显变化（图 8），说明在压力恢复测试过程中持续存在能量的补充。通过比对持续注水模式下的数值试井特征曲线的导数曲线斜率（图 5），此时的平均日注水量在15~20m³/d左右。

2011年3月压力恢复试井解释双对数曲线形态简单（图 9），在特征曲线后期先出现压力曲线和压力导数曲线靠拢的趋势，说明关井初期有能量补充；在后期出现两条曲线逐渐偏离的现象，表明能量补充持续减小，后期斜率已经小于1，推测此时注水量小于5m³/d，在压力导数曲线上局部还出现了抖动的现象并且在压力恢复过程中还可能出现间歇注补充能量的情况。

5 结论与建议

（1）试井解释特征曲线后期可反映注水分支的动态变化，不同的注水动态对应不同的特征曲线特征。

（2）注水井是否注水可通过试井解释特征曲线的压力曲线及压力导数曲线之间的相对关系来判断，注水量的变化可通过压力导数曲线的斜率来判断。有注水时，特征曲线中的两条曲线相互靠拢，无注水时背离；有注水时，压力导数曲线为正值，且压力导数曲线与注水量之间存在正向相关关系，无注水时，压力导数曲线为负值。

（3）通过采用数值试井解释方法，分析认为注水分支目前仍然在注水，但注水量较小，可能出现间歇补充，建议后期可通过该方法持续关注注水井动态。