低渗非达西渗流特征.ppt

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1、低渗透储层的基本渗流特征1要点：1.达西公式及其适用条件2.低渗非达西渗流特征3.低渗非达西渗流机理4.低渗非达西渗流综合判据5.低渗非达西渗流的视渗透率6.视渗透率分布对油田开发的影响7.改善低渗透油田注水开发效果的途径2（一）达西公式及其适用条件31.1达西公式41.1达西公式达西公式是描述单项牛顿流体通过多孔介质渗流规律的数学表达式反映线性渗流规律51.2达西公式的适用条件渗流流体为单相牛顿流体，服从牛顿内摩擦定律，应力与应变呈线性关系；多孔介质性质稳定。渗流过程中孔隙结构保持不变，反映多孔介质渗流能力的渗透率值为一常数；多孔介质性质和流体性质分别为渗流方程中的独立参数。

2、多孔介质和渗流流体之间的相互作用对流体流动的影响很小，可以忽略；多孔介质中流体以层流状态流动。61.3各种非达西渗流自然界和某些工程领域有许多渗流现象并不能满足达西渗流的条件，因此存在各种非达西渗流现象，主要有以下几种：非牛顿流体渗流非层流流态渗流变形多孔介质渗流非等温渗流低渗多孔介质渗流7（二）低渗非达西渗流特征82.1低渗非达西渗流的渗流条件低渗多孔介质孔隙孔道细小，流体与孔隙介质之间的作用力对流体流动的影响已不能忽略。细小孔隙孔道，尤其是细小喉道存在明显的启动压力梯度。使渗流规律不具备达西渗流所适用的渗流条件，呈现低渗非达西渗流特征。9非线性段拟线性段临界压力梯度拟启动压力

3、梯度2.2低渗非达西渗流特征曲线102.2低渗非达西渗流特征曲线非线性段在低压力梯度范围内，渗流曲线呈非线性。随压力梯度的增大，渗流量增大。渗流量与压力梯度呈指数关系，指数大于1。关系式如下：112.2低渗非达西渗流特征曲线拟线性段在较高压力梯度下，渗流曲线呈拟线性。拟线性段的反向延长线不通过坐标原点，而与压力梯度轴有一正值交点。拟线性段渗流量和压力梯度的关系式如下:122.2低渗非达西渗流特征曲线临界点由非线性段过渡到拟线性段的点称为临界点C。临界点所对应的压力梯度为临界压力梯度渗透率越低临界压力梯度越大，非达西渗流特征越显著。132.2低渗非达西渗流特征曲线拟启动压力梯度在非

4、线性段上任一点作切线，切线都会与压力梯度轴有一正值交点，称为拟启动压力梯度在非线性段随压力梯度的增大，拟启动压力梯度增大。在拟线性段拟启动压力梯度为定值。14（三）低渗非达西渗流机理启动压力梯度流动孔隙数附加渗流阻力153.1启动压力梯度固液界面存在分子作用力，形成吸附滞留层。吸附滞留层的厚度约为0.1μm。低渗多孔介质孔隙孔道细小，孔径和吸附滞留层厚度在同一数量级，甚至更小。细小孔隙中，吸附滞留层对流体流动的影响不可忽略，存在启动压力梯度。16不同渗透率岩石样品孔隙结构参数表（引自李道品）类别渗透率（10-3μm2）平均喉道半径（μm）比表面积（m3/g）排驱压力(MPa)对比

5、层>1004.4910.480.076中低渗透层100-501.7251.360.112一般低渗透层50-101.0513.230.236特低渗透层10-10.11214.260.375173.2流动孔隙数储层中的孔隙系统是由无数孔径大小不等的孔隙组成。孔径越小，启动压力越大。在非线性段，随压力梯度的增大，参与流动的孔隙数增多。达到临界压力梯度以后，流动孔隙数成为定值。183.3附加渗流阻力拟启动压力梯度反映附加渗流阻力。在非线性段，随流动孔隙数增多附加渗流阻力增大。在拟线性段，附加渗流阻力为定值。不管是非线性段还是拟线性段，附加渗流阻力的影响都存在。19（四）低渗非达西渗流的

6、综合判据204.1渗流状态的影响因素从中高达西渗流到低渗非达西渗流是个渐变过程。两种渗流状态的判别标准并非是渗透率的单值函数。它取决于多孔介质孔隙结构参数和流体性质参数，主要有：孔隙结构参数：孔隙半径、喉道半径、孔喉比、配位数、孔隙迂回度、孔隙分布密度等。流体性质参数：流体粘度和密度。214.2低渗非达西渗流的判别依据低渗非达西渗流特征判别依据：拟启动压力梯度。拟启动压力梯度为0，即达西线性渗流；拟启动压力梯度大于0，即为低渗非达西渗流。影响拟启动压力梯度的物理量主要有：渗透率(K)、孔隙半径(R)、喉道半径(r)、流体粘度(μ)、流体密度(ρ)224.3低渗非达西渗流的判别式通

7、过各物理量的因次分析，可得如下判别式:：的单位为帕，故称压力数。234.4数据分析压力数小于某一数值，拟启动压力梯度趋近于0，流动状态表现为达西线性渗流。压力数大于某一数值，拟启动压力梯度对渗流的影响不可忽略，表现为低渗非达西渗流特征。通过岩心实验得到：压力数小于2时，呈现达西渗流特征；压力数大于5时，呈现非达西渗流特征；压力数在2－5之间，视为过渡区。24（五）低渗非达西渗流的视渗透率255.1渗透率的变化在非线性段，随压力梯度的增大，流动孔隙数增多，附加渗流阻力增大。但流动