📝 摘要
试井（或压力 transient 分析）是准确描述油藏特征和性质最有效的工具之一。为了进行试井，首先必须正确设计，否则无法获得可靠的油藏信息。本研究的主要目的之一是考虑不同的油藏模型，将试井设计中常用的解析方法与数值模拟器进行对比。这些模型使用商用黑油模拟器 CMG IMEX 以及 Ecrin Rubis 模块构建，考虑了多种情景，例如：简单油藏（有无气相）、不同形状的油藏、不同断层通道相对于网格方向的模型（垂直和倾斜）、单井与双井模型（两井近距离生产以观察叠加效应）。结果表明：在理想条件下，解析计算有一定可靠性；但在存在倾斜断层、气相以及多口井的复杂油藏中，数值模拟器能提供更准确、更可靠的试井设计信息。第二部分旨在评估非结构化网格（Voronoi网格）在试井设计中的适用性，并与结构化网格模拟结果进行对比。对比表明：在简单理想油藏参数下，两者压力结果较为接近；但在使用 Ecrin Rubis 模块构建的倾斜断层模型中，Voronoi 网格因其在表征倾斜断层通道方面的灵活性，能给出更真实、更准确的结果。此外，还研究了六种不同生产时间、产量和关井时间的案例，基于生成的 Horner 图得出结论：使用数值模拟器是合理设计试井、选择各参数最优值的最佳途径。
🔍 关键词
油藏；试井设计；Voronoi网格；Horner图；CMG IMEX；Ecrin Rubis；断层
🖥️ CMG软件应用情况总结
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 所用软件 | CMG IMEX（黑油模拟器）；Ecrin Rubis（Voronoi网格模块）；Ecrin Saphir（试井分析） |
| 网格类型 | 结构化网格（CMG IMEX）；非结构化 Voronoi/PEBI 网格（Ecrin Rubis） |
| 模拟对象 | 均质油藏（有无气相）、不同形状油藏、含断层油藏（垂直/倾斜/水平）、单井/双井系统 |
| 对比内容 | 解析方法与数值模拟；结构化网格与非结构化 Voronoi 网格 |
| 评价指标 | 井底压力、压力导数曲线、径向流结束时间、Horner图、断层距离计算、过渡时间 |
文中明确指出：CMG IMEX 用于结构化网格模拟；Ecrin Rubis 用于 Voronoi 网格模拟；压力 transient 数据导入 Ecrin Saphir 进行试井分析（如 Horner 图和 log-log 诊断图）。
📊 研究方法与流程
| 步骤 | 内容 |
|---|---|
| 1 | 在 CMG IMEX 中建立结构化网格油藏模型（多种情景） |
| 2 | 导出井底压力数据，在 Ecrin Saphir 中进行试井分析（build-up） |
| 3 | 解析计算径向流结束时间、断层影响起始时间等，与数值结果对比 |
| 4 | 在 Ecrin Rubis 中建立相同油藏的 Voronoi 网格模型 |
| 5 | 对比 CMG IMEX 与 Ecrin Rubis 的压力响应、Horner 图、断层距离计算精度 |
| 6 | 改变生产时间、产量、关井时间，评估试井设计参数的敏感性 |
油藏基本参数：孔隙度 0.2，渗透率 50 mD（部分案例 33.5 mD），厚度 16.4 ft，井径 0.25 ft，原油粘度 0.2 cp，地层体积系数 1.2 rb/stb，总压缩系数 2.76e-5 1/psi，油藏面积 1200 m × 1200 m（正方形）或不同形状。
🧪 主要结果与结论
| 结论 | 说明 |
|---|---|
| 理想条件下解析与数值结果接近 | 正方形油藏、单相油、无边底水、无断层时，径向流结束时间数值结果 98 h vs 解析 96.8 h |
| 复杂油藏解析方法不可靠 | 存在气相时，径向流时间数值 14.7 h vs 解析 96.8 h；矩形油藏数值 370 h vs 解析 581 h；双井系统数值 14 h vs 解析 96.8 h |
| 垂直断层模型 | 数值模拟显示第二直线段开始时间约 100 h，解析为 335 h；后期出现压力导数上升反映断层 |
| 倾斜断层模型 | 数值模拟显示断层影响时间 195 h，解析仍为 335 h，表明断层倾角影响显著 |
| Voronoi 网格优势 | 在水平断层模型中，Voronoi 计算井-断层距离 499.8 ft（实际 500 ft），结构化网格计算 590 ft；倾斜断层模型中 Voronoi 计算 284 ft（实际 283 ft），结构化网格计算 594 ft |
| 饱和油藏（含气相） | Voronoi 与结构化网格压力差异增大；断层距离计算上 Voronoi 仍更准确（519 ft vs 939 ft，实际 500 ft；倾斜断层 283 ft vs 727 ft，实际 283 ft） |
| 试井设计参数优化 | 生产时间过短（3 天）无法观测到边界；关井时间过短（2 天）无法进入拟稳态；推荐关井时间为生产时间的 1.5 倍 |
✅ 主要结论
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理想条件（正方形、单相、无断层）下，解析方法可接受；复杂油藏必须使用数值模拟器。
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Voronoi 网格因灵活性，在表征断层（尤其倾斜断层）时比结构化网格更准确。
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试井设计中，生产时间、产量、关井时间需优化选择，否则无法获得边界信息。
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使用 Ecrin Rubis（Voronoi）结合 Ecrin Saphir 进行试井设计，可显著提高断层距离等参数的估算精度。
🏛️ 作者及单位信息
| 作者 | 单位 |
|---|---|
| Fuad Rahimov | 中东技术大学（METU），石油与天然气工程系 |
导师：Asst. Prof. Dr. Çağlar Sınayuç
学位：石油与天然气工程硕士