低渗多孔介质非达西渗流启动压力梯度存在判识

非线性渗流启动压力梯度确定方法研究柯文丽;汪伟英;游艺;欧阳云丽;杨林江;李庆会【摘要】非线性渗流的研究已成为人们关注的重点,其中对于启动压力梯度的确定方法尚没有统一的标准与规范,为了能够改善这一现状,并且能够为以后的启动压力梯度研究提供更可靠的依据,通过分析近些年来国内外非线性渗流启动压力梯度的确定方法和技术的基础之上,总结了在此过程中存在的问题,并提出了初步的解决方案.其中,分别以最小启动压力梯度与拟启动压力梯度这两种不同定义下的启动压力梯度进行分析和总结其确定方法,包括室内的物理模拟直接测量与建立数学模型间接求解等.这为以后研究非常规油藏渗流规律研究奠定了基础,进一步为提高油藏采收率做出贡献.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2013(032)002【总页数】4页(P1-4)【关键词】非线性渗流;最小启动压力梯度;拟启动压力梯度【作者】柯文丽;汪伟英;游艺;欧阳云丽;杨林江;李庆会【作者单位】长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;长江大学石油工程学院,湖北武汉430100【正文语种】中文【中图分类】TE312低渗透油藏和稠油砂岩油藏开采过程中，由于在一定压力梯度条件下渗流特征不符合达西渗流，即流量与压差并非呈线性关系，所以该类油藏在一定驱替压力范围内渗流特性表现为非线性渗流特点。

同时，低渗气藏中气体渗流特征也受到启动压力梯度的影响[1]。

非线性渗流存在启动压力梯度，只有当压力梯度大于启动压力梯度时原油才会流动[2]，系统研究启动压力梯度对于低渗透油藏和稠油砂岩油藏的高效开发具有重要意义，也为之后建立数学模型提供可靠的依据[3]。

目前国内外学者致力于非线性渗流中最小启动压力梯度与拟启动压力梯度测量方法的研究工作中，对以往的实验方法和数据处理方法进行不断的改善。

启动压力梯度对低渗透油藏水驱油规律的影响研究任允鹏;苏玉亮;张传宝;曹小朋;周诗雨【摘要】低渗油藏存在启动压力梯度,其油水渗流规律表现为非达西渗流.本文基于经典水驱油渗流理论,通过启动压力梯度对黏度的影响关系对经典模型进行了修正,建立了考虑启动压力梯度的一维油水两相驱替数学模型,重点分析启动压力梯度对低渗透油藏见水时间规律的影响.以胜利油田渤南油田东南部五区某S砂组低渗透油藏为例进行见水时间计算,结果表明,启动压力梯度的存在会导致油井见水早,且渗透率越低,见水越早.研究成果对于低渗透油藏的合理开发具有理论指导意义.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)014【总页数】4页(P181-184)【关键词】低渗透油藏;启动压力梯度;见水时间;黏度;水驱规律【作者】任允鹏;苏玉亮;张传宝;曹小朋;周诗雨【作者单位】中石化胜利油田分公司地质科学研究院,东营257000;中国石油大学(华东)石油工程学院,青岛266580;中石化胜利油田分公司地质科学研究院,东营257000;中石化胜利油田分公司地质科学研究院,东营257000;中国石油大学(华东)石油工程学院,青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE345基于达西渗流的经典水驱油渗流机理和注水开发指标计算目前已形成完整的理论体系。

其中以Buckley-Leverett[1]方程最为经典、应用最为广泛。

然而研究表明，低渗、特低渗油藏中的渗流常表现为非达西渗流。

随着对低渗、特低渗油藏的开采不断增多，有必要建立考虑启动压力梯度的水驱油非达西渗流模型。

邓英尓等人[2,3]建立了具有启动压力梯度的油水两相渗流理论，为低渗油田注水开发的计算提供理论依据。

张庆辉等人[4]推导了考虑启动压力梯度影响的低渗透底水气藏的气井见水时间预测公式。

但上述方法在实际应用时较为繁琐复杂。

因此，为了达到简化低渗透油田注水开发指标的计算，并与经典计算体系合理简洁整合的目的，本文通过启动压力梯度对原油表观黏度的影响，对经典水驱油开发指标进行了修正，并通过数学编程形成配套软件，重点研究了启动压力梯度对油藏理论见水时间的影响。

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。

低渗注水层的渗透率和启动压力梯度优化研究孙晗森;欧家强;刘世界;邓克能【摘要】由于取心资料和室内实验的局限,低渗透注水层的启动压力梯度和渗透率的求取已成为油藏工程分析的难点.以低速非达西渗流的半解析法为基础,导出激动边界的一种精确表达式.针对前人在采用试算法求解激动半径过程中的不足,提出并证明了使用二分法对激动边界进行数值求解的可行性.提出利用最优化算法对注水井的试注资料进行拟合的思路,可以计算储层的启动压力梯度和渗透率.从现场注水井的应用效果来看,该方法可操作性强、计算误差小,可以在低渗储层注水井的动态分析中推广应用.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)007【总页数】4页(P152-155)【关键词】低渗储层;启动压力梯度;渗透率;最优化方法【作者】孙晗森;欧家强;刘世界;邓克能【作者单位】中联煤层气有限责任公司,北京100011;中国石油西南油气田分公司川中油气矿,遂宁629001;成都理工大学能源学院,成都610059;四川华源矿业勘查开发有限责任公司,成都610072【正文语种】中文【中图分类】TE348在低渗透油藏开采中，一般要注水保持地层压力。

注水层的启动压力梯度和渗透率是低渗油藏注水分析的重要参数，通常可以采用室内实验测试方法［1—3］求取。

但由于取心资料和室内实验的局限，实验法获取这些参数较为困难。

综合考虑计算精度和运算复杂度，参照试井解释的分析思路，对计算启动压力梯度和渗透率的方法进行了分析。

1 低渗储层不稳定渗流方程求解在低渗透油藏不稳定渗流过程中，当压力变化波及到边界re之前，存在一个激动边界，它是时间的函数，并随着时间的增加而增大。

在任意时刻t，油藏在径向上可分为2个区域［4，5］:①压力波影响到的激动区，并且认为激动区的外边界是该时刻t的供给边界R(t);②未受影响的未激动区。

考虑启动压力梯度时，低渗透储层的不稳定渗流方程为［6—8］假设流量Q恒定，边界条件［8］为推导方便，令U=P-λr，式(1)可转化为常规不稳定渗流方程解常微分方程式(2)［4，9］，并将 U=P- λr和边界条件带入，可得根据式(3)，可计算出压力变化波及到边界re之前，任意时刻、任意半径r处的压力值。

低渗透油藏合理流压的研究摘要:相对于常规油藏，低渗透油藏具有特殊的开发规律，本文研究考虑启动压力梯度和介质变形的影响，来研究低渗透油藏产量的变化规律。

为了使低渗透变形介质油藏得到合理的开发，防止由于应力敏感性对储层造成的伤害，必须制定合理的生产压差。

关键词:渗透率启动压力梯度介质变形生产压差一．低渗透油藏基本特征1.油水渗流的非线性规律：对低渗透油藏和稠油油藏来说，边界层原油的非牛顿性对线性渗流规律的影响是不可忽视的。

它会使渗流规律发生明显的变化，出现启动压力。

2.低渗透多孔介质渗透率的变化：对于低渗和特低渗地层来说由于低渗透岩心的孔隙系统基本上是由小孔道组成的在油、水流动，每个孔道都有自己的启动压力梯度当驱动压力梯度大于某孔道的启动压力梯度时，该孔道中的油、水才开始流动，使整个岩心的渗透率值有所增加。

二．低渗透油藏流入动态研究1.考虑压力梯度单相流流入动态（1）基本原理：拟启动压力梯度模型可解释为：忽略小驱动压力梯度是的弯曲段，将大驱动压力梯度区间形成的近似直线段延长交于压力梯度坐标上，此交点的值称为拟启动压力梯度，把此直线段及其延长线看成低渗透多孔介质的流体运动规律。

单相流体一维稳定渗流模型：假设水平均质等厚油藏，一端是供给边界，压力为pe；另一端为排液坑道，压力为pw，已知地层长为L，宽为N，地层厚度为h，液流沿供给边界至排液坑道方向流动，流体粘度为，流体体积系数为B，均质地层的渗透率为K0，取供给边界处为x=0。

非达西线性渗流数学模型流体运动方程为：式中，v—渗流速度，m/s；p—地层压力，Pa；r—地层半径，m；—拟启动压力梯度，Pa/m。

进而得到非达西线性渗流产量公式为：单相流体平面径向稳定渗流模型假设水平均质等厚油藏中心一口生产井，圆形外边界为供给边界，供给半径为Re，压力为pe，油井半径为Rw，油井井底压力为pw，油层厚度为h，地层渗透率为K0，流体粘度为，流体体积系数为B，流动方向由供给边界流向生产井，取生产井为坐标原点。

非达西效应对低渗气藏见水时间的影响作者：鲁杰许环磊李朋刘国良赵伟来源：《科技资讯》 2014年第20期鲁杰许环磊李朋刘国良赵伟(成都理工大学能源学院四川成都 610059)摘要:大量实验研究证实低渗透气藏中存在渗流的非线性和流态的多变性,流体渗流不仅需要克服启动压力梯度,同时气体渗流还要受制于应力敏感效应的影响。

针对这种气藏的非达西渗流特征,推导了同时考虑启动压力梯度和应力敏感效应的低渗透底水气藏见水时间预测公式,并以某低渗透底水气藏为例,研究了启动压力梯度和应力敏感效应对见水时间的影响。

研究结果表明,启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透底水气藏的见水时间有显著影响,考虑启动压力梯度和应力敏感效应的低渗透底水气藏见水时间预测公式对此类气藏见水时间的研究具有一定的指导意义。

关键词:启动压力梯度应力敏感效应低渗透底水气藏见水时间中图分类号:TE348 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(b)-0230-02与常规储层相比,低渗透储层具有结构复杂,渗流阻力大,孔喉细小,固液表面分子力作用强烈的特点,这使得其渗流特征存在着非达西渗流的现象[1～3]。

低渗透多孔介质中,流体渗流速度与压力梯度的关系图中直线段的延长线与压力梯度轴相交,其交点即为启动压力梯度。

黄延章[4]证实了启动压力梯度存在于低渗透岩心流体渗流中,并认为这是低渗透油藏具有非线性渗流特征的原因之一。

李书恒[5]等认为超低渗透气藏流体的渗流过程中存在着启动压力梯度,并在此基础上提出了超低渗透储层开发技术对策。

压敏介质在地应力发生变化时会引起地层渗透率的改变,压敏介质引起的这种效应称之为地层应力敏感效应。

受压敏介质的影响,在油气开采过程中,储层渗透率随着地层压力的降低而减小[6]。

因此,要对低渗透气藏渗流特征进行研究,就不得不考虑储层应力敏感效应的影响。

李传亮[7]推导了岩石应力敏感指数与压缩系数之间的关系式;史英[8]等建立了考虑应力敏感均质圆形封闭边界气藏渗流数学模型。

低渗透油藏多孔介质特征及模拟一、本文概述随着全球能源需求的持续增长，石油资源作为主要的能源供应来源之一，其开发和利用受到广泛关注。

低渗透油藏，作为石油资源的重要组成部分，具有储量丰富、分布广泛等特点，但其复杂的储层结构和低渗透性使得其开发难度较大。

因此，深入研究低渗透油藏多孔介质的特征，探索有效的模拟方法，对于提高石油开采效率、实现可持续发展具有重要意义。

本文旨在全面分析低渗透油藏多孔介质的特征，包括孔隙结构、渗透率、饱和度等关键参数，以及这些参数对油藏开发的影响。

本文还将探讨低渗透油藏多孔介质的模拟方法，包括数值模拟、物理实验等手段，为低渗透油藏的高效开发提供理论支持和技术指导。

通过本文的研究，我们期望能够更深入地理解低渗透油藏多孔介质的性质，揭示其内在规律，为石油工业的可持续发展做出贡献。

我们也希望本文能够引起更多学者和工程师的关注，共同推动低渗透油藏开发技术的进步。

二、低渗透油藏多孔介质特征低渗透油藏多孔介质特征研究对于油藏的有效开发和生产具有重要意义。

低渗透油藏通常指的是渗透率低于一定阈值（如1毫达西或50毫达西）的油藏。

这类油藏具有特殊的物理和化学性质，使得油气运移和采收过程变得复杂和困难。

孔隙结构复杂：低渗透油藏的孔隙结构通常呈现出多样性、非均质性和连通性差的特点。

孔隙大小分布广泛，从小于1微米的微孔到大于100微米的宏孔都可能存在。

孔隙形态各异，有圆形、椭圆形、不规则形等。

这些复杂的孔隙结构导致了流体在多孔介质中的流动变得极为复杂。

渗透率低：渗透率是描述多孔介质传导流体能力的重要参数。

低渗透油藏的渗透率通常较低，这限制了油气的运移速度和采收率。

渗透率低的原因主要包括孔隙小、喉道狭窄、孔隙连通性差等。

比表面积大：低渗透油藏的多孔介质通常具有较高的比表面积，即单位体积内的表面积较大。

这使得多孔介质与流体之间的相互作用增强，增加了流体在孔隙中的吸附和扩散作用。

润湿性：多孔介质的润湿性对油气的运移和采收具有重要影响。

非达西渗流界限对开发调整的影响研究摘要:针对低渗透储层的渗透率低、油层物性差、非均质性严重等特点，结合A地区低渗透储层的实际情况，通过对非达西渗流特点以及其界限的了解，分析了低渗透储层存在的问题，并确定了开发调整策略。

关键词:低渗透非达西渗流开发调整1、引言A开发区已进入特高含水期,水驱开发的主要潜在对象已由中低含水期的中高渗透层转变为薄差层,但针对A地区薄差层的注采理论还有待进一步研究。

2、低渗透储层非达西渗流2.1 非达西渗流的界限在低渗透油藏中,流体渗流一般为非达西渗流,据文献有压力数法判断非达西渗流界限,压力数法公式[1]:（1）式中,为压力数,单位为兆帕。

根据恒速压汞试验获得的A开发区数据,利用公式（1）计算出每个岩心的压力数,进而得到压力数与渗透率的关系。

由于压力数大于5MPa时,低渗透储层的流动为非达西渗流,则我们可以利用公式求出当压力数等于5MPa时,对应的渗透率值为,即流体的非达西渗流界限为。

压力数随油层渗透率的增大而减小,当渗透率小于时,压力数随渗透率减小而急剧增大,此时非达西渗流特征非常明显。

2.2 启动压力梯度通过大量岩心实验测试结果得到A地区低渗储层的启动压力梯度与渗透率的关系,经数据回归分析,得到低渗透储层启动压力梯度与岩心渗透率的关系式: （2）低渗透油藏中的启动压力梯度与渗透率密切相关,渗透率越小,对应的启动压力梯度值就越大。

2.3 最大注采井距考虑启动压力梯度的非达西渗流的运动方程:（3）根据渗流力学理论,等产量一源一汇稳定渗流的流场中,主流线上的渗流速度最大,而在同一流线上,与汇源等距离处渗流速度最小,因此,实际油藏的注采井连线为其主流线,在主流线中点处渗流速度最小,压力梯度计算公式为: （4）式中:R—注采井距,m;—注水井井底流压,MPa;—采油井井底流压,MPa;rw—井筒半径,一般取0.1m。

当压力梯度与启动压力梯度相等时,我们即可求出最大注采井距,最大注采井距可随油层渗透率的增大而提高,且当油层渗透率确定后,最大注采井距可随注采压差的增大而提高。

考虑压敏效应的变启动压力梯度试验研究曲占庆;翟恒立;田相雷;崔全义;温庆志【摘要】低渗透变形介质油藏中流体渗流不服从达西定律,存在启动压力以及较强的压敏效应,压敏效应会对启动压力梯度产生影响.采用模拟地层水驱替存在较强压敏效应的天然岩心,测得了有效应力变化对孔隙度和渗透率的影响和单相水驱时的启动压力梯度,获得了不同有效应力作用下的孔隙度和渗透率及不同渗透率岩心所对应的启动压力梯度.采用最小二乘法对试验数据进行回归,得到了孔隙度和渗透率随有效应力变化的模型、启动压力梯度随渗透率变化的模型及考虑压敏效应的启动压力梯度数学模型,提出了变启动压力梯度的概念.研究表明,低渗透变形介质油藏的启动压力梯度随有效应力的增大而增大;在生产过程中应选择合理的生产压差和注水时机,保持合理的地层压力,防止启动压力梯度增大对产量造成影响.%Due to strong threshold pressure gradient and pressure sensitive effect Darcy's Law cannot be used to describe fluid flow in low permeability reservoirs. To investigate the effect of effective stress on porosity and permeability as well as measuring the threshold pressure gradient in water flooding, natural cores which have strong pressure sensitivity were flooded using simulated formation water in the laboratory. Porosity and permeability under various effective stresses and threshold pressure gradient were obtained from the experiments. The mathematical model of threshold pressure gradient considering pressure sensitivity was established through the experimental data's regression by using least square method. The concept of variable threshold pressure gradient was put forward in which threshold pressure gradient will increase as effective stress increases in lowpermeability reservoir. So, reasonable production pressure drop and the appropriate water flooding timing should be determined so as to prevent the impact of threshold pressure gradient on production.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】5页(P78-82)【关键词】低渗透油气藏;变形介质;压敏效应;启动压力梯度;非达西流【作者】曲占庆;翟恒立;田相雷;崔全义;温庆志【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石化胜利油田分公司现河采油厂,山东东营257000;胜利油田东胜精攻石油开发集团股份有限公司,山东东营257000;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE312随着低渗透油藏的动用与开发，对低渗透储层渗流规律的研究也逐步深入。