渗流力学是研究流体在多孔介质中运动规律的学科,源于19世纪50年代法国的水力学,兴于20世纪30年代,盛于20世纪中叶,迄今在油气田开发、地下水利用、冶金、化工、生物工程、水利、交通、环境保护等各行各业中广泛应用并蓬勃发展。在油气田开发方面,更是发挥着举足轻重的作用。
多孔介质中的流体流动大部分条件下都符合经典的Darcy定律,但由于流体流动状态、多孔介质结构等的影响,也存在偏离Darcy定律的情形,特低渗透储层中的油气流动即是典型的案例。
在油气资源日益短缺的大背景下,以低渗透、特低渗透、超低渗透油气藏为代表的复杂油气藏正在逐步成为中国能源产量接替的重要组成部分,但该类储层具有比常规储层更为复杂的孔隙结构和液固作用,最终导致油气在诸如此类的致密多孔介质中的流动有着不同寻常的渗流规律,正确揭示其内在的流体运动规律是渗流力学所面临的一项新的研究课题。
以鄂尔多斯盆地内的安塞油田为例,安塞油田是一个“低渗、低压、低产”、“井井有油,井井不流”的“磨刀石”油田,对于该油田的有效开发,“几经辄试,如云若雾;迷茫漫长,未成大势”,一度被国外权威机构评定为不可能开发的油田。但长庆人一直进行着不屈不挠的“磨刀石”革命,最终拨云见日,成功开发了安塞油田,开创了中国低渗透、特低渗透油田开发的新纪元。
攻关期间,渗流力学理论的全新发展起到了至关重要的作用。石油技术人员在生产实践中认识到了启动压力梯度的存在,并从实验和理论两个角度证明了低渗透多孔介质中的流体渗流表现为非线性特征,进而发展出了多种描述流体非线性渗流规律的数学模型。有了渗流力学新理论的支撑,长庆油田创造性地提出了“超前注水”理论与技术,解决了低渗透储层低压以及投产后采油指数下降快的世界性难题,有效地建立了压力驱替系统,进而提高了油田产量;此外,温和注水、注采井网优化等低渗透油田高效开发技术的形成与应用也都离不开渗流力学新理论的发展。
《科技导报》2012年第35期刊登了一组油气渗流力学专题论文,通过实验及计算手段揭示低渗透油气渗流机制,以期为低渗、特低渗油气田的开发提供理论依据。本期封面展示的是多孔介质(地下储层)中流体的赋存方式及渗流特征。本期封面图片由孙军昌提供,本期封面由金功博设计。(责任编辑 刘志远)
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