石油非达西渗流新的运动模式理论及应用研究

油气田开发工业已进入特殊阶段,其典型标志是地下渗流规律越来越复杂。本文适应现代石油工业的发展需要,为解决基本渗流理论面临的问题而进行了探索性研究——提出了石油非达西渗流新的运动模式,并对该理论在油田开发中的应用作了详细研究。本文运用无因次分析法对岩芯渗流实验数据进行了研究与分析,发现石油渗流除了人们熟知的线性达西流和高速紊流外,还有3种新的运动形态(亚高速、低速及超低速流动),在无因次关系曲线上确定了各种流态相互转化的临界判据系数。从物理和力学角度进一步研究了这些特殊运动形态,结果与渗流实验完全一致。通过对5种渗流形态的分析,建立了描述石油渗流规律的统一数学模型——指数式非达西运动方程。建立的新非达西渗流模型不仅适用于常规油藏的开发,而且,可以解决低渗及裂隙等特殊油藏的开发问题。在以上理论研究的基础上,运用新的非达西渗流方程,分别建立了单相和多相流体以及复杂多孔介质(具有分形特征)中的稳定和不稳定渗流模型,形成了相对完整的新非达西渗流力学研究体系。最后,应用本文研究成果对2个油田4口生产井的矿藏资料进行了计算与分析,结果与实际符合较好。因此,本文提出的新的非达西渗流理论可以用来指导油田开发。本文通过新的非达西渗流理论及应用研究,取得