低渗非达西渗流特征及影响因素

低渗油藏渗流机理毛锐中国地质大学（武汉）资源学院，湖北武汉（430074）Email：***********************摘要：低渗油藏孔隙细小，渗流不符合达西定律，流体在其中流动存在启动压力。

低渗透油气藏渗流规律有着不同于中高渗油气藏渗流规律的特殊性，二者在油田开发效果上存在的差异正是这种渗流规律的特殊性引起的。

因此，必须加快特低渗油气藏渗流机理研究，为低渗油气藏稳产增产奠定基础。

本文在阅读文献的基础上对低渗透油藏的渗流规律做综合性的论述。

关键词：非达西流启动压力介质变形渗流规律前言油藏工程和渗流力学研究中一直以达西定律为主要基础。

达西定律的假设条件为：流体为牛顿流体，液流为层流状态，流体与孔隙介质不起反应。

低渗透油层的许多特点和现象与达西定律所假设的条件相差很大，受固体表面影响边界层在孔隙中所占的比例很大。

因此，达西定律不适用于描述低渗透油藏的渗流规律。

早在20世纪50-60年代，国外就有非达西渗流的提法。

我国西安石油学院阎庆来等人最先用地层水和原油通过天然岩心进行渗流试验，试验结果表明，在渗透率较低时，无论是水，还是原油都有较为明显的启动压力梯度显示，即产生非达西渗流现象。

低渗透油藏由于渗透率低，孔隙结构复杂，渗流环境复杂，因而其油、水渗流特点、规律要比中高渗透储层复杂得多。

油田开发实践表明：与中高渗油田相比，低渗透油田在开发效果上存在很大差异：(1)绝大部分低渗油藏天然能量不足，产量下降快，注水井吸水能力差；(2)注水压力高，而采油(气)井难以见到注水效果；(3)见水后含水上升快，采液指数和采油(气)指数急剧下降；(4)油田最终采收率低等特征。

其原因在于低渗透油气藏渗流规律有着不同于中高渗油气藏渗流规律的特殊性，二者在油田开发效果上存在的差异正是这种渗流规律的特殊性引起的。

因此，必须加快特低渗油气藏渗流机理研究，为低渗油气藏稳产增产奠定基础。

正文1.低渗透油藏相对渗透率规律研究现状目前求取两相渗流相对渗透率的方法，主要有稳定法和不稳定法两种，对于稳定法，因为测试时间长、受限于实验仪器设备的精密度还未被大部分学者所采纳。

《低渗透非均质油藏渗流特征及反问题研究》篇一一、引言在油气藏的勘探与开发中，低渗透非均质油藏的渗流特征研究具有重要地位。

这类油藏因其独特的物理性质和复杂的渗流行为，对提高采收率、优化开发策略和保障油田长期稳定生产具有重要意义。

本文旨在深入探讨低渗透非均质油藏的渗流特征，并对其反问题进行研究，为油田开发提供理论依据和指导。

二、低渗透非均质油藏的渗流特征1. 物理性质与分类低渗透非均质油藏通常指渗透率较低、孔隙度变化较大的油藏。

根据地质条件和物理性质的不同，可将其分为多种类型，如微裂缝型、致密砂岩型等。

不同类型的油藏在渗流特征上存在明显差异。

2. 渗流机制低渗透非均质油藏的渗流机制复杂，主要受控于岩石的微观结构、流体性质及外部条件。

在渗流过程中，存在启动压力梯度、非线性渗流等现象，导致流体在油藏中的流动行为与常规油藏存在显著差异。

3. 渗流特征表现低渗透非均质油藏的渗流特征主要表现为渗透率低、启动压力高、非线性流动明显等。

这些特征使得油藏开发过程中存在较大的挑战，如开发成本高、采收率低等。

因此，准确掌握渗流特征对优化开发策略至关重要。

三、反问题研究1. 反问题概述反问题研究主要指通过对已知的流体流动数据进行处理和分析，反推出油藏的物理性质和参数。

在低渗透非均质油藏的开发中，反问题研究对于提高采收率、优化开发策略具有重要意义。

2. 反问题研究方法（1）数值模拟法：通过建立数学模型，对实际流体流动数据进行模拟和计算，反推出油藏的物理性质和参数。

（2）统计法：通过对大量实际生产数据的统计和分析，得出油藏的物理性质和参数。

（3）地球物理测井法：利用地球物理测井技术，获取油藏的物理性质和参数信息。

3. 反问题研究应用通过反问题研究，可以更加准确地掌握低渗透非均质油藏的物理性质和参数，为优化开发策略提供依据。

例如，通过反推出的渗透率数据，可以优化注水策略和采收策略，提高采收率；通过反推出的启动压力梯度数据，可以更好地预测流体在油藏中的流动行为等。

低渗油藏非线性渗流特征及其影响肖曾利;蒲春生;秦文龙;宋向华【摘要】针对低渗透油藏渗流阻力大,注水效果差等问题,根据物理模型实验资料,推导了低渗透油层的渗流数学方程,并研究了低渗油层中油、水渗流特征及其规律.研究表明:低渗储层中的渗流具有启动压力梯度,启动压力梯度与储层的渗透率成反比,与原油极限剪切应力成正比.低渗储层的渗透率越小,单井产量减小幅度越大;同时,单井产量减小幅度随原油的极限剪切应力和井距的增大而增大.因此,可采用压裂或打水平井等技术手段对油层实施有效改造,通过降低原油剪切应力、使用小井距和较大的生产压差来改善开发效果.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2007(029)003【总页数】3页(P105-107)【关键词】低渗透;非达西渗流;特征;影响【作者】肖曾利;蒲春生;秦文龙;宋向华【作者单位】中国石油大学石油与天然气工程学院,北京,102249;西安石油大学石油工程学院,陕西西安,710065;中国石油大学石油与天然气工程学院,北京,102249;西安石油大学石油工程学院,陕西西安,710065;西安石油大学石油工程学院,陕西西安,710065;西安石油大学石油工程学院,陕西西安,710065【正文语种】中文【中图分类】TE311低渗透油藏的渗透率很低、油气水赖以流动的通道很微细、渗流阻力很大、液固界面及液液界面的相互作用力显著，并导致渗流规律产生某种程度的变化而偏离达西定律。

这些内在因素反映在油田生产上往往表现为单井口产量小，甚至不压裂就无自然产能；稳产状况差，产量下降快；注水井吸水能力差，注水压力高，而采油井难以见到注水效果；油田见水后，含水上升快，而采液指数和采油指数急剧下降，对油田稳产造成很大困难。

笔者利用物理模型实验资料，对低渗透油层油水渗流机理和特征进行研究，并研究其对压力分布、产能等带来的影响。

1 低渗透油藏非线性渗流的特征1.1 油水渗流的非线性规律许多研究资料表明，由于固体与液体的界面作用，在油层岩石孔隙的内表面，存在一个原油的边界层。

一低渗透非达西流的进展无论在地下水领域还是石油工程领域以及核废液处理工程中，由于不同原因都存在对地下水污染问题，而研究地下水的污染，需要从渗流方程和溶质运移方程耦合角度出发，才能得到比较理想结果Hansbo 、Mitchell、Miller 都曾发现低渗透介质中的非达西现象,这些现象包括随着水力梯度的变化渗透率发生明显的变化(即流速与水力梯度呈非线性比例关系) 和所谓的“启动压力梯度”(低于启动压力梯度渗流不会发生) 。

“八五”研究表明,低渗透多孔介质渗流曲线表现出非达西渗流特征。

吴景春、闫庆来等通过室内实验证明流体在低渗透储层内渗流时,存在非线性段和启动压力梯度。

陈永敏通过实验,针对低速非达西渗流曲线普遍近似于线性通过坐标原点的表观现象,用实验数据特征分析的方法,论证了存在渗流启动压力和低速渗流时出现非线性的规律。

低渗透介质上界限因工程需要不同而划分不同,即使在同一工程界学者划分的依据也不一样。

尽管低渗透介质上界限因不同行业而要求不同,但是资料表明,渗透率越小,非线性特征越明显。

虽然背离达西定律的低渗渗流有很多,但是有一部分是由实验误差或错误造成的。

这些实验误差和错误主要包括:测量水力梯度上的错误、细菌和微粒阻塞、泄漏、骨架的变化以及气体的产生和溶解等。

当前还有部分学者对低渗非达西渗流的存在还存在异议,认为低渗非达西渗流是由实验误差和错误产生的。

他们否认低渗非达西渗流存在的证据有:1) 一些精心进行的试验是达西流[16 ,17 ] ; 2) 所发现的所谓非达西流在类型和量级上都不一致。

例如通常认为粘土中的渗流是低渗非达西渗流,存在启动压力梯度(有的高达30) 。

但是王秀艳[18 ] 通过实验发现,粘土中的水渗流不存在启动压力梯度和临界压力梯度。

王慧明[19 ] 分析了产生这种现象的原因:1) 实验中非达西现象不明显,实验失真;2) 实验者按常规思维把异常现象当误差处理。

他提出了两种改善方法:1) 设计能够测量试样中微小流速的方法;2) 在非稳定流试验中开发监测非稳定流压力的新技术。

《非达西渗流实验研究及数学描述》篇一一、引言渗流现象在多孔介质中广泛存在，如地下水流动、油藏开发等。

传统的达西渗流理论在低流速下具有很高的适用性，然而，随着流速的增加或介质性质的复杂化，非达西渗流现象逐渐显现。

本文将就非达西渗流实验研究及其数学描述进行探讨，旨在为相关领域的研究提供理论依据和实验支持。

二、非达西渗流现象及特点非达西渗流是指在一定条件下，多孔介质中流体的流动不遵循达西定律的渗流现象。

其主要特点包括流速分布的非线性变化、介质内部的非均匀性以及流体与介质之间的相互作用等。

非达西渗流现象在许多工程领域中具有重要影响，如油藏开发、地热利用等。

三、非达西渗流实验研究1. 实验材料与装置本实验主要使用石英砂、活性炭等作为多孔介质材料，利用蠕动泵、压力传感器等设备进行实验装置的搭建。

通过改变流速、压力等参数，观察并记录非达西渗流现象的变化。

2. 实验方法与步骤首先，根据实验目的选择合适的介质材料和装置。

然后，在恒定压力下，逐步提高流速，观察并记录不同流速下的渗流现象。

同时，通过改变介质性质（如孔隙度、渗透率等），分析其对非达西渗流的影响。

最后，根据实验数据绘制相应的图表，分析并总结实验结果。

四、数学描述及模型建立针对非达西渗流现象，我们提出了一种数学描述方法及相应的模型。

该模型基于流体力学原理和实验数据，能够较好地描述非达西渗流现象的规律性。

具体而言，该模型包括以下部分：1. 模型假设与基本原理模型假设多孔介质中的流体流动遵循一定的物理规律，如质量守恒定律、牛顿第二定律等。

在此基础上，通过引入适当的边界条件和初始条件，建立数学模型。

2. 模型建立与求解根据实验数据和理论分析，我们建立了以压力和流速为变量的微分方程组，通过求解该方程组得到不同条件下的非达西渗流规律。

具体而言，我们采用了有限差分法对微分方程进行数值求解，得到了不同条件下的流体速度分布和压力分布。

3. 模型验证与适用性分析为验证模型的正确性和适用性，我们进行了大量的实验数据验证。

低渗非达西渗流是指在地质体内部形成的渗流，其特点是渗透率较低，不会呈现达西渗流的特征。

计算低渗非达西渗流的相对渗透率，通常使用如下方法：1.观测法：通过观测流体在岩体内部的流动情况，来估算低渗非达西渗流的相对渗透率。

2.模拟法：使用计算机或实验装置模拟岩体内部的流动情况，来估算低渗非达西渗流的相对渗透率。

低渗非达西渗流具有如下特征：1.渗透率较低：低渗非达西渗流的渗透率较低，通常在10^-8~10^-5 m^2之间。

2.流速较慢：由于渗透率较低，低渗非达西渗流的流速也较慢，通常在10^-9~10^-6 m/s之间。

3.流动路径较直：低渗非达西渗流的流动路径较直，不会呈现达西渗流的曲折路径。

4.流动距离较近：低渗非达西渗流的流动距离较近，通常在几米到几十米之内。

5.流动时间较长：由于流速较慢，低渗非达西渗流的流动时间较长，通常在数千年到数百万年之间。

6.对地质体的影响较小：低渗非达西渗流的流速较慢，不会对地质体产生太大的影响，只会在岩体表面形成轻微的蚀蚀变。

低渗非达西渗流在地质学、石油工程、地质工程等领域中具有重要的意义，可以为我们提供有价值的信息，帮助我们更好地了解地质体内部的流动情况。

此外，低渗非达西渗流还有如下特征：7.受压力影响较大：低渗非达西渗流的流动受压力的影响较大，当压力变化时，低渗非达西渗流的流速也会发生变化。

8.受温度影响较大：低渗非达西渗流的流动受温度的影响较大，当温度变化时，低渗非达西渗流的流速也会发生变化。

9.流动物质为液体：低渗非达西渗流的流动物质通常为液体，如水、油等。

10.不会形成达西渗流的特征：低渗非达西渗流的渗透率较低，不会形成达西渗流的特征，如曲折的流动路径、高渗透率等。

此外，低渗非达西渗流还有如下应用：1.地质勘查：低渗非达西渗流可以用于地质勘查，可以帮助我们了解地质体内部的流动情况，为地质资源的勘探提供依据。

2.石油勘探：低渗非达西渗流可以用于石油勘探，可以帮助我们了解地下油气藏的分布情况，为石油开采提供依据。

《低渗透非均质油藏渗流特征及反问题研究》篇一一、引言随着全球能源需求的增长，石油作为主要能源之一，其开采与利用变得愈发重要。

然而，低渗透非均质油藏因其特殊的物理性质和复杂的渗流机制，给石油开采带来了巨大的挑战。

本文旨在深入探讨低渗透非均质油藏的渗流特征，并对其反问题进行研究，以期为石油开采提供理论依据和技术支持。

二、低渗透非均质油藏的渗流特征1. 渗流机制低渗透非均质油藏的渗流机制主要表现为流体在多孔介质中的流动。

由于储层岩石的孔隙度低、渗透率低、孔喉大小不均，导致渗流过程受到多种因素的影响，如储层非均质性、流体粘度、压力梯度等。

2. 渗流规律低渗透非均质油藏的渗流规律表现为复杂的非线性流动。

由于储层中存在大量的微小孔隙和裂缝，流体在其中的流动受到多种力的作用，如重力、毛管力、黏滞力等。

这些力的共同作用使得渗流过程具有高度的复杂性和非线性。

3. 影响因素影响低渗透非均质油藏渗流的主要因素包括储层岩石的物理性质（如孔隙度、渗透率）、流体性质（如粘度）、温度和压力等。

此外，地质构造、储层非均质性等因素也会对渗流过程产生影响。

三、反问题研究反问题研究在低渗透非均质油藏的开采中具有重要意义。

通过反问题研究，可以有效地对储层进行参数估计和预测，为石油开采提供有力的技术支持。

1. 参数估计利用反问题研究方法，可以通过实际观测到的流体流动数据，估计储层的物性参数（如渗透率、孔隙度）和动态参数（如生产率、压力梯度等）。

这些参数对于制定开采策略和提高开采效率具有重要意义。

2. 预测与优化基于反问题研究结果，可以对低渗透非均质油藏的开采过程进行预测和优化。

例如，通过分析历史数据和当前数据，预测未来一段时间内的产量变化趋势；通过优化生产策略，提高采收率和降低开采成本。

四、研究方法与案例分析针对低渗透非均质油藏的渗流特征及反问题研究，本文采用数值模拟方法和实际案例分析相结合的方式进行探讨。

首先，利用数值模拟软件对低渗透非均质油藏的渗流过程进行模拟，分析其渗流特征；然后，结合实际案例数据，运用反问题研究方法对储层参数进行估计和预测；最后，根据预测结果优化生产策略，提高采收率。

《低渗透非均质油藏渗流特征及反问题研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长，低渗透非均质油藏的开发与利用逐渐成为石油工业的重要研究领域。

低渗透油藏具有储层渗透率低、非均质性强等特点，导致其开发难度较大。

为了更好地开发和利用低渗透非均质油藏，必须深入了解其渗流特征，并开展反问题研究。

本文将详细探讨低渗透非均质油藏的渗流特征及其反问题研究，为低渗透油藏的开发提供理论依据和技术支持。

二、低渗透非均质油藏的渗流特征1. 渗透率特征低渗透非均质油藏的渗透率通常较低，储层内部存在明显的非均质性。

这种非均质性主要表现在储层孔隙度、渗透率的空间分布不均匀，导致储层内部流体流动的复杂性。

2. 渗流规律低渗透油藏的渗流规律受到多种因素的影响，包括储层非均质性、流体性质、压力系统等。

在开发过程中，需要综合考虑这些因素，以准确描述储层的渗流规律。

常见的渗流模型包括达西定律、非达西定律等，这些模型可以描述低渗透油藏的渗流过程。

3. 开发难点由于低渗透非均质油藏的渗透率低、非均质性强，导致其开发难度较大。

主要难点包括：储层评价难度大、钻井工程难度高、采收率低等。

为了解决这些问题，需要深入研究储层的渗流特征，优化开发方案。

三、反问题研究反问题研究在低渗透非均质油藏的开发中具有重要意义。

反问题主要指通过观测到的数据（如压力、产量等）来推导储层的物理参数（如渗透率、孔隙度等）。

在低渗透非均质油藏的开发中，反问题研究可以帮助我们更准确地了解储层的渗流特征，优化开发方案，提高采收率。

1. 数据采集与处理进行反问题研究首先需要采集足够的数据，包括压力数据、产量数据等。

这些数据需要经过处理，如去噪、滤波等，以提高数据的可靠性。

此外，还需要对数据进行解释和评价，以确定其是否符合反问题研究的要求。

2. 反问题建模根据采集的数据，建立反问题模型。

反问题模型通常包括储层物理参数与观测数据之间的关系。

通过反问题模型，我们可以根据观测数据推导储层的物理参数。

低渗油藏非线性渗流影响因素与工艺对策摘要：近年来低渗透油气藏已成为增储的基础资源，然而低渗透油藏的非线性渗流的影响因素、渗流规律的研究是目前低渗油藏的开发的关键。

本文从微观角度出发描述渗流规律，建立数学模型，同时根据低渗油藏渗流特征，对注水时机、合理井距、压裂技术、气驱技术等低渗油藏的开发技术政策进行了研究。

关键词：低渗；渗透率；渗流规律；注水；压裂前言由于低渗透油藏的特异性，使得低渗油藏的开发具有一定的难度，许多专家和研究人员对低渗的渗流机理和开发做了大量的实验和实际研究。

油藏岩石和流体的物性参数是油藏开发研究的基础，对于低渗油藏具有物性复杂、渗流规律异常的特点，且低渗油气藏的开发没有同一固定的标准，可靠性得不到保证，且大量低渗油藏开发的疑难问题尚未解决。

本文通过调研总结了油藏渗流特性，结合开发实际，提出了一系列技术方案。

1低渗油气藏非线性渗流的影响因素1.1 孔隙喉道狭窄、物性差。

连续液流通过岩石孔隙喉道时由于低渗透层喉道半径很小，毛管力急剧增大，当驱动压力不足以抵消毛管力效应时，连续的液流变为分散的液滴导致渗流阻力的增大，降低渗透率。

在低渗流速度下，渗流曲线呈现非线性关系，随着渗流速度的提高，曲线的非线性关系段向线性段过渡。

这种同一液体在不同多孔介质中表现出不同的渗流特征，充分地说明了多孔介质的孔隙结构特征起着决定作用。

1.2各相间的表面性质与作用。

在任何一个不可混相的二相体系中，相间都存在着界面。

界面张力是源于分子间的相互作用力，并构成界面两相的性质差异。

利用毛细管模型和单分子层作用模型，推导固液界面分子力作用与多孔介质的渗透率和孔隙半径的近似关系式表明，固液界面分子力作用随多孔介质的渗透率或孔隙半径增大而单调递减。

1.3有效压应力对岩石产生的影响。

低渗透岩石孔隙系统大部分是由小孔道组成的，比表面大，孔道内的边界层流体影响很大，在受到较大的应力情况下，渗流的孔道变小，最小的孔道失去流通能力，有效应力对低渗透砂岩的非达西渗流产生较大影响。