低渗透地层水平井渗流规律的模型试验*

余 莉 何计彬 叶成明 李小杰 李国伟 张 钰

(①河北大学建筑工程学院， 河北省土木工程监测与评估技术创新中心， 保定 071002， 中国)

(②中国地质调查局水文地质环境地质调查中心， 天津 300309， 中国)

0 引 言

水平井广泛应用于低渗透地层的地下水、油气田开采，迄今为止，世界上的水平井数已超过2万口，已形成用水平井开采油气田较大的工业规模。水平井以垂直于地下储层流体流向近似水平的方式将开采井管长距离铺设于地层中，可获得比垂直井大几倍甚至几十倍的汇流面积，以提高产能与采收率； 水平井开采地下水流体是一个涉及地质、渗流、管流等多方面较复杂的系统工程，其抽取时的渗流特征研究也成为提高流体产能的关键因素之一。由于对低渗透地层水平井开采渗流规律特征的认识匮乏，对水平井的流体产能未达到高效的开采，造成了大量的浪费。

目前，国内外专家对低渗透地层渗流特征的研究方面也进行了一系列的研究。在低渗透的室内试验和理论研究方面，Teng et al. (2019)通过室内实验，观察了符合非达西流动规律的煤层气渗流行为，并基于有限元方法，定量研究了煤的渗透性和产气性对煤的吸附、传热传质和孔隙渗流特性的敏感性。Wu et al. (2018)假定部分饱和土的含水量和渗透系数服从压力的指数函数，根据达西定律、质量守恒定律和弹性理论，建立了描述部分饱和变形土体中地下水流动的偏微分方程。Wang et al. (2019)采用非达西渗流方程描述微乳液驱渗流规律，考虑了阈值压力梯度的变化，通过室内实验确定了非达西渗流方程的相关系数。……