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水平井试井解释：模型构建与方法优化的深度剖析

一、引言

1.1研究背景与意义

在全球能源需求持续增长的大背景下，油气资源作为重要的能源支柱，其勘探开发工作面临着前所未有的挑战与机遇。随着常规油气资源的逐渐减少，开发难度不断加大，水平井技术应运而生，并在油气勘探开发领域得到了广泛应用，成为提高油气产量和采收率的关键技术之一。

水平井是指钻入储集层部分的井眼轨迹呈水平状态的井，属于定向钻井系列中独具特色的一种钻井技术。与传统垂直井相比，水平井具有显著优势。在低渗透油气藏、裂缝性油气藏、薄层油气藏等复杂地质条件下，水平井能够增大井底与油层的接触长度，有效提高井筒穿越的油气层厚度，从而增加产能。例如，在层状、薄层或非均质油气储层中，水平井技术可以最大限度地发挥油气藏的潜力，提高油气产量，同时降低开采成本，并延缓油气井产能下降的速度。据相关统计数据显示，在一些特定的油气藏中，水平井的产量可比垂直井提高数倍甚至数十倍，这充分体现了水平井在复杂油气藏开发中的巨大优势。

试井作为油气勘探开发过程中的一项重要技术手段，通过测量和分析井筒内流体压力、温度、产量等数据，能够获取油气藏的动态特性和产能信息。试井解释则是对试井数据进行深入分析和解读，从而确定油气藏的压力系统、储层物性、流体性质以及产能等关键参数，为油气藏的开发方案设计和优化提供重要依据。在水平井的开发过程中，试井解释具有至关重要的作用。水平井试井资料中蕴含着丰富的地质信息，如凝析油气的凝露点、渗透率、裂缝性质等，准确解释这些信息对于深入了解油气储层的特征和性质，评估油气藏的开发潜力，制定合理的开发策略具有不可替代的作用。

然而，由于水平井的井眼轨迹呈水平状态，其渗流特征与垂直井存在显著差异，这使得传统的试井解释方法难以直接应用于水平井试井数据的解释。水平井的渗流过程更为复杂，涉及到多个方向的流体流动，且受到井筒存储效应、表皮效应、各向异性等多种因素的综合影响。因此，研究适用于水平井的试井解释模型与方法，成为当前油气勘探开发领域亟待解决的重要问题。

研究水平井试井解释模型与方法具有重要的现实意义。准确的试井解释结果可以为油气勘探提供更为全面、准确的储层描述和生产预测资料。通过对水平井试井数据的深入分析，能够获取储层在不同方向上的渗透率、孔隙度、含油饱和度等参数的分布情况，从而更准确地评估储层的非均质性和连通性，为油气藏的精细描述和建模提供有力支持。这有助于勘探人员更精准地确定油气藏的边界和储量，提高勘探成功率，降低勘探风险。

针对水平井试井数据的特殊性，建立专门的解释模型和方法，可以有效提高水平井试井数据解释的准确性。传统解释方法在处理水平井试井数据时，往往由于无法准确考虑水平井的特殊渗流特征和复杂影响因素，导致解释结果存在较大误差。而新的解释模型和方法能够充分考虑水平井的特点，运用更先进的数学和物理理论，对试井数据进行更合理的分析和解释，从而提高解释结果的可靠性和精度。这对于正确评价油气藏的产能和开发潜力，制定科学合理的开发方案具有重要意义。准确的试井解释结果能够为油气田的开发提供更可靠的依据，有助于优化开发方案，提高油气采收率，降低开发成本，从而提高油气勘探开发的整体效率和经济效益。在当前油气资源日益紧张的形势下，提高勘探开发效率对于保障国家能源安全和经济可持续发展具有重要的战略意义。

1.2国内外研究现状

水平井试井解释模型与方法的研究是随着水平井技术的发展而逐步展开的，国内外众多学者和研究机构在此领域投入了大量的研究工作，取得了一系列重要成果。

国外对水平井试井解释的研究起步较早。20世纪80年代，随着水平井钻井、完井工艺的不断改进，水平井开始进入工业性应用的发展阶段，对其试井解释的研究也逐渐深入。Goode和Thambynayagam在1985年将水平井看成垂直于x-y平面的条带源，采用Fourier余弦变换结合Laplace变换求解了三维Fourier方程，分别给出了压力降落和压力恢复问题的实时域解式，并给出了压力降落早期、中期、中晚期及晚期的近似表达式，为后续研究奠定了重要基础。同年，Daviau等人利用已有的Gringarten和Ramey（1973）的瞬时点源函数式直接构造了实时域解式，其理论研究较为简洁，采用近似方法考虑了井筒存储的影响，并通过计算主要参数影响的半对数曲线图版，清晰呈现了这类问题的压力反应特征。Ozkan和Raghavan则更注重计算方法方面的研究，对解式的渐近变化表述清晰，尤其对压力导数曲线的分析和计算具有开创性，其附录的数值计算结果为后来的研究者提供了验证便利。Kuchuk等人的研究结果集众家之长，在数学模型中吸取了Goode和Thambynayagam论文中的精华，引入新的混合