[科普中国]-压力梯度

简介

压力梯度指沿流体流动方向，单位路程长度上的压力变化，单位长度常用值为100 m1。可用增量形式或微分形式表示，式中P为压力，L为距离。2

压力梯度计又称压差密度计，测量间距一定的两个薄膜传压器之间的压力差，连续记录井的压力梯度剖面。如忽略流体的摩擦损失，它可测量两个传感器深度之间井筒中流体的平均密度，并对判别出气位置和确定静水面位置最有效。在油、水同出的井中，当流速很高时，根据进入的流体和已在套管中的流体之间的密度差能判别出油、出水位置；但在流速较低时，判别起来较为复杂。3

压力梯度在油田开发中的应用压力梯度反应地层垂向压力的变化程度，未动用油藏压力梯度值的大小主要受地层液体密度的影响，因此，可以用应用压力梯度判断油水界面。动用油藏的压力梯度为注采压差产生的梯度，因此可以判断是否受到注水波及。1

地层压力梯度地层压力梯度是指从地面算起，地层垂直深度每增加单位深度时压力的增量。在油田系统应用时，常用名为压力梯度，省略前面“地层”俩字，且单位深度常用值为100米。需要注意的是，压力梯度是和深度对应的，同一口井，不同深度，压力梯度并不是同一个值。1

启动压力梯度在低渗透介质中存在低速非Darcy渗流现象，启动压力梯度能够简明扼要地表述低速非Darcy渗流，有启动压力梯度的渗流运动方程是经典Darcy定律的补充和发展，是低渗透储层有效开发的理论基础。分析表明，在经典渗流理论范畴内，启动压力梯度决定于流体的性质、介质的表面作用和孔隙结构，渗流方式的改变不能影响启动压力梯度的性质；采用启动流量的方法，不能科学地表述低速非Darcy渗流现象。启动压力梯度的存在加剧了压力降落程度，使得“压降漏斗”变小、变尖；在启动压力梯度存在的情形下，压力分布曲线与原始地层压力的水平线相交，其交角随着启动压力梯度的增大而增加，存在压力扰动外边缘。4

破裂压力梯度简称破裂梯度，是地层破裂压力与地层深度的比值。油田上使用的破裂梯度值是根据本地区大量压裂实践资料统计出来的。破裂梯度数值因油层区块的不同而异，一般在(0.15～0.18)到(0.22～0.25)10MPa/m范围内。破裂压力梯度值还可以利用岩石力学理论计算得的破裂压力除以地层深度得到，但与实际值有较大差别。破裂压力梯度除了在压裂设计中用以估计破裂压力外，还可用它判断裂缝形状。一般认为深井破裂压力梯度值为(0.15～0.18)10MPa/m时，多形成垂直裂缝。5

其他相关术语压力系数表示压强变化的无量纲数。例如绕流物体表面或流场中任一点的压力系数为：

式中为流体压强；自由流压强；为自由流密度；为自由流流速。从的正负可判断当地压强是否大于自由流压强。当>0时，该区域为正压区；