对启动压力梯度和压敏效应的反思、推导与评论

陈元千，刘 攀,2，雷丹凤

（1.中国石油勘探开发研究院，北京100083；2.中国地质大学（北京）能源学院，北京100083）

Bear[1]和Fatt[2]利用室内岩心模拟的测试资料，分别于1972年和1952年提出了启动压力梯度和压敏效应。在2000年以后，随着鄂尔多斯盆地致密低渗（K=0.1～10 mD，1 mD=0.986 9×10-3μm2）油气藏的开发，启动压力梯度和压敏效应被中国有关专家学者视为两大重要课题，列入国家重点基础研究发展项目（973计划）、国家重大科技项目和国家自然科学基金项目等。大量的室内模拟实验研究表明对于低渗砂岩储层启动压力梯度和压敏效应是存在的。在近二十年间，尽管发表了诸如文献[3～32]的数百篇文章，但在理论上并没有太大的进展，仍停留在初期的感性认识阶段。甚至，将线性流的常数启动压力梯度直接用于平面径向流方程。同时，还将压敏效应直接用于产量公式。这些不正确的做法，在近一两年的期刊上仍然可见[30-32]，因此，可以说已到了必须指出和改正的时候。

1.对启动压力梯度的反思与推导

Bear[1]于1972年，通过利用一维岩心进行室内模拟实验，研究低渗透地层达西定律应用的下限时，提出了启动压力梯度的概念及启动压力梯度存在的示意图（图1）。

图1 Bear的压力梯度示意图[1]Fig.1 The sketch graph of q vs.J of Bear[1]

Bear由图1提出了如下的关系式：

当J=J0时，（1）式中的q=0；当J＞J0时，q＞0，即表明流体发生流动。

汪全林[5]发表的岩心测试资料（图2）表明，多数岩心并不具有启动压力梯度，而是通过原点的直线。

1.1 线性流的推导

对于均质、单相、稳定、恒温和层流的一维线性流动，Darcy（1856）根据实验建立的流量与压力梯度关系的微分式为：