有效围压影响低渗透岩石渗流性能的耦合实验研究

"低渗透岩石在围压作用下的耦合渗流实验 (2005年)" 这篇论文主要探讨了低渗透砂岩在受到有效围压影响下的渗流性能变化规律。研究人员利用高精度的FDES-641三轴驱替评价系统，通过盐水作为渗流介质，进行了两种不同方法的实验：恒速法和恒压法。实验目的是揭示围压如何改变岩石的渗透率，这对于理解地质结构中的水力特性、地下水资源管理以及油气藏的流动行为具有重要意义。 实验结果显示，岩石的渗透率与有效围压之间存在非线性关系。具体来说： 1. 当保持流速或压力梯度恒定，随着有效围压的增加，岩石的渗透率会逐渐下降。而且，渗透率下降的速率随着围压的提高而减缓，渗透率比（即渗透率与初始值的比例）大致与有效围压成反比。这意味着围压越大，岩石阻止流体通过的能力越强。 2. 当有效围压降低时，岩石的渗透率会有所回升，但这个回升的过程不会回到原始状态，而是低于之前的渗透率路径。这可能是因为围压的变化改变了岩石孔隙结构，导致渗透性能的不可逆变化。 3. 在实验方法上，恒速法相对于恒压法表现出更高的操作便利性和精度，更适合于研究围压下的稳定渗流。这可能是因为恒速法能更好地维持流体通过岩石的稳定状态，从而获得更准确的渗透率数据。 该研究进一步拓展了我们对多孔介质中流体流动的理解，特别是在低渗透岩石中的复杂动态。对于地质工程、石油工程以及环境科学等领域，这些发现对于预测和控制地下流体的行为至关重要。同时，实验方法的比较也为未来类似的实验设计提供了参考，强调了选择合适实验条件的重要性。